Introducción a la Oceanografía

La energía radiante del sol es importante para varios procesos oceánicos importantes:

• El clima, los vientos y las principales corrientes oceánicas dependen en última instancia de la radiación solar que llega a la Tierra y calienta diferentes áreas en diferentes grados.
• La luz solar calienta el agua superficial donde vive mucha vida oceánica.
• La radiación solar proporciona luz para la fotosíntesis, que apoya a todo el ecosistema oceánico.

La energía que llega a la Tierra desde el sol es una forma de radiación electromagnética, representada por el espectro electromagnético (Figura 6.5.1). Las ondas electromagnéticas varían en frecuencia y longitud de onda. Las ondas de alta frecuencia tienen longitudes de onda muy cortas y son formas de radiación de muy alta energía, como los rayos gamma y los rayos X. Estos rayos pueden penetrar fácilmente en los cuerpos de los organismos vivos e interferir con átomos y moléculas individuales. En el otro extremo del espectro hay ondas de baja energía y longitud de onda larga, como las ondas de radio, que no representan un peligro para los organismos vivos.

La mayor parte de la energía solar que llega a la Tierra se encuentra en el rango de luz visible, con longitudes de onda entre aproximadamente 400-700 nm. Cada color de luz visible tiene una longitud de onda única, y juntos forman luz blanca. Las longitudes de onda más cortas se encuentran en el extremo violeta y ultravioleta del espectro, mientras que las longitudes de onda más largas se encuentran en el extremo rojo e infrarrojo. En el medio, los colores del espectro visible comprenden el familiar»ROYGBIV»; rojo, naranja, amarillo, verde, azul, índigo y violeta.

El agua es muy eficaz para absorber la luz entrante, por lo que la cantidad de luz que penetra en el océano disminuye rápidamente (se atenúa) con la profundidad (Figura 6.5.2). A 1 m de profundidad, solo permanece el 45% de la energía solar que cae en la superficie del océano. A 10 m de profundidad, solo el 16% de la luz sigue presente, y solo el 1% de la luz original queda a 100 m. Ninguna luz penetra más allá de los 1000 m.

Además de la atenuación general, los océanos absorben las diferentes longitudes de onda de la luz a diferentes velocidades (Figura 6.5.2). Las longitudes de onda en los extremos del espectro visible se atenúan más rápido que las longitudes de onda en el medio. Las longitudes de onda más largas se absorben primero; el rojo se absorbe en los 10 m superiores, el naranja en unos 40 m y el amarillo desaparece antes de los 100 m. Las longitudes de onda más cortas penetran más lejos, con luz azul y verde llegando a las profundidades más profundas.

Esto explica por qué todo aparece azul bajo el agua. Los colores que percibimos dependen de las longitudes de onda de luz que reciben nuestros ojos. Si un objeto nos parece rojo, es porque el objeto refleja la luz roja pero absorbe todos los demás colores. Así que el único color que llega a nuestros ojos es el rojo. Bajo el agua, el azul es el único color de luz disponible en profundidad, por lo que es el único color que se puede reflejar en nuestros ojos, y todo tiene un tinte azul bajo el agua. Un objeto rojo en profundidad no nos aparecerá rojo porque no hay luz roja disponible para reflejarse en el objeto. Los objetos en el agua solo aparecerán como sus colores reales cerca de la superficie donde todas las longitudes de onda de luz todavía están disponibles, o si las otras longitudes de onda de luz se proporcionan artificialmente, como al iluminar el objeto con una luz de inmersión.

El agua en el mar abierto parece clara y azul porque contiene mucha menos materia particulada, como fitoplancton u otras partículas en suspensión, y cuanto más clara es el agua, más profunda es la penetración de la luz. La luz azul penetra profundamente y es dispersada por las moléculas de agua, mientras que todos los demás colores son absorbidos; por lo tanto, el agua aparece azul. Por otro lado, las aguas costeras suelen tener un aspecto verdoso (figura 6.5.2). El agua costera contiene mucho más limo en suspensión, algas y organismos microscópicos que el océano abierto. Muchos de estos organismos, como el fitoplancton, absorben la luz en el rango azul y rojo a través de sus pigmentos fotosintéticos, dejando el verde como la longitud de onda dominante de la luz reflejada. Por lo tanto, cuanto mayor sea la concentración de fitoplancton en el agua, más verde aparecerá. Las pequeñas partículas de limo también pueden absorber la luz azul, desplazando aún más el color del agua del azul cuando hay altas concentraciones de partículas en suspensión.

El océano puede dividirse en capas de profundidad en función de la cantidad de penetración de la luz, como se explica en la sección 1.3 (Figura 6.5.3). Los 200 m superiores se conocen como la zona fótica o eufótica. Esto representa la región donde puede penetrar suficiente luz para soportar la fotosíntesis, y corresponde a la zona epipelágica. De 200 a 1000 m se encuentra la zona disfótica, o la zona crepuscular (correspondiente a la zona mesopelágica). Todavía hay algo de luz en estas profundidades, pero no suficiente para soportar la fotosíntesis. Por debajo de 1000 m se encuentra la zona afótica (o de medianoche), donde no penetra la luz. Esta región incluye la mayor parte del volumen del océano, que existe en completa oscuridad.