Características físicas del agua de mar

Las propiedades térmicas del agua del mar proceden principalmente de las radiaciones solares (produce unas 105.000 cal/cm2/año para toda la superficie terrestre), así como de la cantidad de calor que posteriormente del mar regresa a la atmósfera, hay también otras fuentes importantes como el calor que asciende por convección desde el fondo de los mares y desde el interior de la tierra o desde la propia atmósfera, o el producido por las reacciones químicas que tienen lugar en los océanos. Por lo tanto, el balance térmico del océano se establece por la diferencia entre el calor ganado y el perdido, y este balance es casi estacionario en el océano en su conjunto, aunque puede variar en algunos mares en especial, según las diferentes latitudes donde se encuentren: es mayor la absorción de calor en bajas latitudes y mayor la pérdida en las altas.
Las características térmicas del agua del mar influyen sobre otras de sus propiedades, y se puede destacar que la temperatura interviene directamente en el establecimiento de la distribución de las masas de agua en el océano, por cambios de la densidad, disponiéndose las menos densas y calientes arriba y las más densas y frías abajo.
El medio marino tiene un elevado calor especifico, es decir, debe absorber mucho calor para que su temperatura aumente en un grado de manera que los cambios de temperatura son más lentos que en tierra. Aun así, al ser tan extenso, el mar presenta grandes variaciones térmicas en su superficie relacionadas con la latitud. El calor especifico disminuye al aumentar la temperatura, salinidad o presión. Además, al aumentar la profundidad, disminuye la temperatura; esto produce una estratificación que solo se rompe por las corrientes. Algunas zonas (litorales) muestran variaciones cíclicas diarias o anuales y otras (bentónicas, llanuras abisales) muestran un régimen térmico muy estable. El agua almacena calor en forma de calor latente. Esto supone una cierta inercia térmica de los océanos, es decir, tendencia a resistir pérdidas o ganancias de calor en breves periodos de tiempo.
Es importante en meteorología, ya que los ciclos evaporación/condensación actúan como termorreguladores del clima. En zonas calientes, la evaporación consume mucho calor que luego se devuelve por condensación en zonas frías. Aquí, la condensación devuelve al mar este calor, por lo que los mares se congelan con dificultad. En zonas húmedas costeras hay mayores precipitaciones por la formación de masas nubosas debido a la evaporación del agua de mar y, como consecuencia del calor desprendido en la condensación del agua, aumenta la temperatura del aire. Tanto en zonas templadas como polares, la evaporación y perdida de calor son mayores en invierno, ya que la temperatura del mar es mayor que la del aire. La evaporación supone el 55% de la perdida de calor de los océanos a la atmósfera.
En general, la temperatura del mar tomando en cuenta la temperatura de todos los océanos y las diferentes profundidades, se ha fijado la media del agua marina en 4ºC con valores que van desde - 2ºC hasta 32ºC.. Las máximas oscilaciones térmicas diarias por término medio, son de 1ºC y se producen entre las 14 y 15 h y las mínimas, se producen hacia las 5 h. Las oscilaciones de temperatura a nivel estacional van desde 5ºC en los trópicos hasta 10ºC en las zonas templadas, aunque en la costa y mares cerrados, estas oscilaciones suelen ser mayores (Mediterráneo, por ejemplo, hasta 12ºC, Báltico hasta 17ºC, Mar Negro hasta 18ºC). En la superficie de las aguas marinas tropicales, la temperatura mínima es de 20ºC, la máxima de 30ºC y la media de 27ºC; en las subtropicales, 16ºC como mínima, 27ºC como máxima y 22ºC como media; en las aguas boreal y antiboreal, la mínima es de lºC, la máxima de 17ºC y la media de 11ºC; en el Ártico y Antártico, la mínima va de menos 3 a lºC, la máxima es de 9ºC y la media de menos 1 a 5ºC.

La temperatura, junto con la salinidad, influyen en la densidad y solubilidad de los diferentes gases que aparecen en el medio marino y ambos inciden sobre la distribución de los seres vivos en el mar. A medida que el cambio climática ha generado el calentamiento la Tierra, los océanos han respondido con mayor lentitud que los entornos terrestres. Sin embargo, las investigaciones científicas han descubierto que los ecosistemas marinos pueden ser mucho más sensibles incluso al más mínimo cambio en las temperaturas. Según la ley de Van Hoff los procesos biológicos se duplican cada vez que se incrementa la temperatura en 10ºC. Este calentamiento se produce desde la superficie hasta una profundidad de alrededor de 700 metros, donde habita la mayoría de la fauna y flora marinas.

Un organismo afectados por el cambio de las temperaturas es el krill, un eslabón extremadamente importante en la base de la cadena alimentaria. Las investigaciones realizadas han demostrado que el krill se reproduce en cantidades significativamente inferiores cuando aumenta la temperatura de los océanos. Esto puede causar una reacción en cadena al alterar el ciclo vital de los de los animales que se alimentan de krill, como los pingüinos y las focas, lo que a su vez provoca una escasez de alimentos para los depredadores superiores.
Cuando el agua se calienta, se dilata. Por eso, la consecuencia más inmediata del aumento de la temperatura del mar es un rápido aumento del nivel del mar. El aumento del nivel del mar provoca la inundación de los hábitats costeros de los seres humanos así como de las plantas y los animales, la erosión del litoral y la intensificación de tormentas que pueden devastar zonas de poca altitud.

Muchos climatólogos afirman que ya se pueden percibir los efectos del aumento de las temperaturas en la proliferación e intensificación de tormentas tropicales, huracanes y ciclones. Cuando la temperatura de la superficie del agua se eleva, el agua se evapora con mayor facilidad, lo que contribuye a que las pequeñas tormentas que se forman en el océano se conviertan en sistemas de mayor tamaño e intensidad. Cuando tocan tierra, estas tormentas de mayor intensidad pueden multiplicar el daño causado a las estructuras humanas. También pueden dañar ecosistemas marinos como los arrecifes de coral y los bosques de algas. Y un incremento en la frecuencia de las tormentas se traduce en un menor tiempo de recuperación para estos hábitats sensibles.

El aumento de la temperatura del mar también está asociado a la proliferación de especies invasoras y de enfermedades marinas. La evolución de un hábitat marino estable depende de un gran número de factores, incluida la temperatura del agua. El aumento de la temperatura de un ecosistema puede favorecer la entrada de especies o bacterias foráneas que en el pasado habían quedado excluidas. Esta circunstancia puede forzar la migración e incluso la extinción de una o varias especies. El aumento de la temperatura de los mares puede causar el deshielo de la base de las plataformas de hielo polar, lo cual pondría en peligro su integridad estructural y provocaría grandes desprendimientos en las plataformas. Los científicos también se muestran preocupados por la posibilidad de que el aumento de la temperatura de las aguas interrumpa la llamada cinta transportadora oceánica, el sistema global de corrientes oceánicas que regula en gran medida la temperatura de la Tierra. Su desaparición podría acelerar de forma catastrófica el cambio climático.

Luz
El encanto de ver el fondo marino sin necesidad de sumergirse a grandes profundidades, la diversidad de colores y la fascinante vida submarina se debe en primer lugar a las radiaciones luminosas que llegan del Sol con la propiedad física de propagarse en el medio líquidor Una parte de la luz que llega al mar es absorbida, otra se dispersa por reflexión y el resto es convierte en calor. De la luz absorbida, una buena cantidad se dispersa a causa de las partículas en suspensión que hay en el agua del mar. Según Birge solo un 18% de las radiaciones solares llegadas a la superficie marina son reflejas a la atmósfera y el 82 % restante son absorbidas y transformadas en calor.
La mayor o menor penetración de la luz en el mar depende de varios factores: estación del año, ángulo de incidencia, naturaleza del medio, grado de absorción atmosférica en función del clima. Se ha podido comprobar que en los mares con aguas frías la luz penetra menos y, a una profundidad de 400 metros, la oscuridad del agua oceánica es comparable con la de la noche menos iluminada.
No todas las radiaciones llegan a la misma profundidad ya que la luz está constituida por un espectro de radiaciones de distinta longitud de onda, cada una de ellas con un color de atenuación diferente.
Las radiaciones de color rojo y naranja se absorben más rápidamente cuando el agua es transparente, de modo que a 4 m. la primera disminuye un 99% respecto a su intensidad en superficie. Las radiaciones violeta, verde y azul, e incluso amarillo, alcanzan mayores profundidades, siendo la azul la más penetrante, ya que a los 70 m. aun conserva un 70-80% de su intensidad en superficie. Las radiaciones infrarrojas son practicamente opacas en el mar y las ultravioletas son aun menos absorbidas que las violetas. En aguas turbias, las que más penetran son las verdes y amarillas y en general, a mayor longitud de onda, mayor es su dispersión y menor, por tanto, su penetración. Las mayores profundidades a las que se ha registrado transparencia es a 700 metros en el Océano Atlántico, a 800 metros en el Mar Mediterráneo y hasta a 950 metros en el Mar Caribe, pero el promedio de la penetración de la luz se ha calculado en 200 metros.
El color del mar cambia entre el azul oscuro y el verde y llega, incluso, al pardo a lo largo de las costas en los diferentes mares. En el litoral generalmente muestra una coloración verdosa o pardo-amarillenta, por la presencia de moléculas en suspensión. En aguas distantes a esta zona aparece el color azul, ya que existe menor cantidad de partículas en suspensión y microorganismos planctónicos, por lo que se ha afirmado que el azul es el color de los desiertos del océano abierto.
Los organismos microscópicos que presentan coloraciones propias pueden modificar el color del agua del mar, y es así como las aguas pardas del Golfo de California, llamado Mar Bermejo, y las del Mar Rojo tienen este color debido a la presencia de vegetales microscópicos llamados algas, o a la de minúsculos animales dinoflagelados que poseen estas coloraciones.
Cuando la cantidad de dinoflagelados coloreados aumenta en el agua del mar, y llegan aun a existir diez millones de individuos por milímetros cúbico de agua, forman lo que se conoce con el nombre de "marea roja," de los que son grandes conocedores los acuicultores gallegos, principalmente los de mejillón, al transmitirle esta coloración al agua.
Muchos estudios de las propiedades físicas del mar lo han medido utilizando un disco blanco, de 30 centímetros de diámetro, ideado por el italiano Secchi. El disco de Secchi se sumerge lastrado con un peso que se le cuelga en el centro de la cara inferior, y se observa desde la superficie; luego se anota la profundidad a la que el disco desaparece de la vista, siendo ésta la profundidad aproximada a la que penetran las radiaciones luminosas de acuerdo con la coloración que tenga el mar en el momento. Este método es poco preciso, ya que en la desaparición del disco a determinada profundidad intervienen factores como la altura del Sol y la claridad del cielo, entre otros.