Rol de cada componente del SET
en la dinámica exógena
en la dinámica exógena
Como desarrollaremos en los puntos siguientes, la energía que actúa en la dinámica del Sistema Exógeno Terrestre (SET), proviene de tres fuentes: Energía Radiante Solar (ERS), Energía Interna Terrestre (EIT) y Calor Tecnógeno (CT). Para la primera se estima una entrada anual de 134 x 10 a la 19 kilocalorías, lo cual significa un 99,98% del total de la energía consumida en los procesos ambientales.
En el SET, al igual que en una máquina, toda esa energía pasa por distintos estados termodinámicos. Una parte de ella se transforma produciendo trabajo y otra parte se almacena para ser entregada al SET a corto, mediano y largo plazo.
Los componentes del SET (Atmósfera, Litosfera, Hidrosfera y Biosfera (y Tecnosfera, si quisiéramos agregarla) juegan distintos roles respecto a esa energía. Unos ofician de fluidos de trabajo, otros ofician de acumuladores y reguladores de energía y otros juegan ambos roles (figura 80).
La Atmósfera y la Hidrosfera
Como Fluidos de Trabajo
La Atmósfera y la Hidrosfera se encuentran en continuo movimiento sobre la superficie terrestre. Enormes masas de aire forman los vientos y masas también enormes de agua oceánica, forman corrientes marinas. En ambos casos se desplazan permanentemente, en un intento por equilibrar las diferencias de potencial térmico existentes entre las altas y las bajas latitudes del planeta.
Tal diferencia se debe a las diferencias latitudinales en la cantidad de ERS que entra al SET, como cuantificaremos en puntos posteriores. El desplazamiento de esas masas de aire y de agua, oficia como fluido de trabajo(1) y transporta importante cantidad de energía térmica desde zonas cálidas hacia regiones frías.
Quizá sea fácil entender el papel de la Atmósfera como fluido de trabajo, pensando en hechos sencillos, pero de enorme significado para la evolución de la humanidad. Podría decirse que Holanda, en gran medida debe su existencia al viento que impulsó sus miles de molinos para bombear el agua desde sus pólderes, creando realmente su territorio, moliendo sus granos y aserrando madera para hacer sus barcos. Y esos barcos convirtieron a Holanda en un imperio de ultramar, moviéndose también al impulso de los vientos.
Del mismo modo aunque muy anteriormente, los romanos estudiaron las frecuencias y direcciones de los vientos del Mediterráneo, para facilitar el transporte anual de las miles de toneladas de trigo que importaban desde Egipto. Y las carabelas de Colón y los demás navíos que luego de éste y de Magallanes, permitieron el desarrollo del mundo más allá de Europa y Asia, viajaron impulsados por el viento.
La evaporación del agua en el ciclo hidrológico, su transporte como vapor merced a la circulación atmosférica (otra vez la atmósfera como fluido de trabajo) y su posterior precipitación, así como el escurrimiento superficial y su infiltración dentro de la corteza terrestre al impulso de la energía gravitatoria, también se encuadran dentro del papel de fluido de trabajo cumplido por la Hidrosfera. En todos esos procesos el agua mueve partículas; esto es, sus propias moléculas, más diversas sustancias orgánicas e inorgánicas en solución, en suspensión y en arrastre; e incluso seres vivos susceptibles de ser arrastrados (principalmente plancton). Además, en todos esos procesos el agua transporta energía cinética y - fundamentalmente! - calor, o energía térmica, como se verá seguidamente.
Dada la elevada capacidad calorífica del agua y el gran volumen del océano mundial, la Hidrosfera es un acumulador de energía muy eficiente y ENORME. Esta energía proviene en forma casi excluyente de la ERS, y es entregada al SET a lo largo de distintas etapas (figura 80). Por ello el papel global de los océanos como acumuladores y reguladores de energía, es muy importante en la evolución del SET y lo ha sido a lo largo de la historia planetaria.
Dado el gran volumen oceánico, sólo en los tres metros superiores de sus aguas, actualmente existe acumulada tanta energía calórica como en toda la atmósfera terrestre en su conjunto (Friedman, 1.985-3-). Un análisis de la trayectoria de las principales corrientes marinas del planeta, permite interpretar el papel de la Hidrosfera como acumulador y regulador de energía en el SET.
La corriente conocida con el nombre de Corriente del Golfo (figuras 87 y 88) se origina en bajas latitudes del Hemisferio Norte (precisamente en el Golfo de México, de donde toma su nombre). La gran insolación (ERS) recibida por el mar Caribe, "carga" el agua con enorme cantidad de calor. Esta, ayudada por el efecto geostrófico(2) se mueve hacia el este mientras rota hacia el noreste, hacia las costas europeas y luego hacia el Océano Ártico (figura 87). Paralelamente y para compensar en parte el enorme volumen de agua desplazado superficialmente por esta corriente, desde sectores marinos profundos, e inclusive desde el mismo Ártico a lo largo de la costa atlántica americana, se generan corrientes de agua fría hacia esa región.
Al avanzar en latitud, la Corriente del Golfo sale del ámbito tropical, por lo que paulatinamente recibe menor cantidad de ERS. Así, poco a poco comienza a ceder su calor a la atmósfera circundante. Gracias a esa transferencia de calor alóctono, los países europeos situados frente a las costas oceánicas de latitudes medias y altas, mantienen un clima templado. A tal punto que países europeos ubicados en latitudes similares a la de la península Antártica, tienen climas que permiten el desarrollo normal de labores agrícolas y ganaderas comparables a las desarrolladas al otro lado del Atlántico (U.S.A.) sobre latitudes inferiores en diez y más grados.
Si se analizan las isotermas sobre U. S. A. y el vecino Atlántico (fuera de la influencia de la Corriente del Golfo), su traza ( figura xxx ) coincide aproximadamente con el rumbo de los paralelos. Pero al llegar a la zona de influencia de la Corriente del Golfo, las mismas isotermas tuercen su rumbo hacia el norte y penetran en el continente europeo muchos grados por encima de su rumbo anterior.
Esa transferencia de calor desde el océano hacia la atmósfera, prosigue a lo largo de todo el recorrido de esta corriente y mantiene un clima benigno sobre costas Escandinavas muy por encima del Circulo Polar Ártico. Su influencia extrema llega a mantener libre de congelamiento invernal el puerto de Murmansk sobre ese mismo océano.
De modo inverso, corrientes frías provenientes de altas latitudes van hacia latitudes menores a compensar en parte el volumen dejado por el agua oceánica tropical que es impulsada a otras regiones con su carga energía calórica (figuras 87 y 88). Igual es, por ejemplo, el caso de la Corriente de Humboldt, que proveniente de la Antártida baña las costas de Chile y Perú.
Obviamente, la circulación oceánica no se resume a una explicación tan simplista. Muchos otros factores se conjugan para determinar la existencia de cualquier corriente marina. Estas varían con los cambios infinitesimales de la velocidad de rotación terrestre y a su vez pueden incidir sobre ésta. Esto último es ahora considerado como uno de los factores por los cuales la corriente de El Niño/Oscilación Sur, tendría repercusión sobre el clima mundial (Mörner, 1.990-4-).
Asimismo estas corrientes son influidas por:
a) La configuración o topografía del fondo oceánico.
b) los vientos dominantes.
c) Diferencias de salinidad generadas en diferencias de evaporación entre distintos sectores oceánicos (Broecker et al., 1.985-5-; Broecker y Denton, 1.989-6-).
d) Diferencias de salinidad generadas a su vez en diferencias de aportes de agua dulce en distintos lugares de los océanos (desembocadura de grandes ríos; derretimiento de hielos litorales, como en Antártida y Groenlandia). Pero en casi todos los casos, el factor energético (ERS) es dominante.
Otro ejemplo del papel del agua oceánica como acumulador y regulador de energía es la ocurrencia del ya mencionado fenómeno denominado El Niño/Oscilación Sur (figura 90). Este cobró notoriedad a principios de la década de 1.980, al atribuírsele, entre otras cosas, ser causa de las inundaciones catastróficas que durante 1982/83 afectaron toda la cuenca del río Paraná.
Durante pasados Megaciclos Geológicos, el agua oceánica tuvo un rol similar al que tiene en la actualidad. Al respecto, fue notable el papel que tuvo la Hidrosfera durante el Mesozoico, como se desarrollará más adelante.
continua...
En el SET, al igual que en una máquina, toda esa energía pasa por distintos estados termodinámicos. Una parte de ella se transforma produciendo trabajo y otra parte se almacena para ser entregada al SET a corto, mediano y largo plazo.
Los componentes del SET (Atmósfera, Litosfera, Hidrosfera y Biosfera (y Tecnosfera, si quisiéramos agregarla) juegan distintos roles respecto a esa energía. Unos ofician de fluidos de trabajo, otros ofician de acumuladores y reguladores de energía y otros juegan ambos roles (figura 80).
La Atmósfera y la Hidrosfera
Como Fluidos de Trabajo
La Atmósfera y la Hidrosfera se encuentran en continuo movimiento sobre la superficie terrestre. Enormes masas de aire forman los vientos y masas también enormes de agua oceánica, forman corrientes marinas. En ambos casos se desplazan permanentemente, en un intento por equilibrar las diferencias de potencial térmico existentes entre las altas y las bajas latitudes del planeta.
Tal diferencia se debe a las diferencias latitudinales en la cantidad de ERS que entra al SET, como cuantificaremos en puntos posteriores. El desplazamiento de esas masas de aire y de agua, oficia como fluido de trabajo(1) y transporta importante cantidad de energía térmica desde zonas cálidas hacia regiones frías.
Quizá sea fácil entender el papel de la Atmósfera como fluido de trabajo, pensando en hechos sencillos, pero de enorme significado para la evolución de la humanidad. Podría decirse que Holanda, en gran medida debe su existencia al viento que impulsó sus miles de molinos para bombear el agua desde sus pólderes, creando realmente su territorio, moliendo sus granos y aserrando madera para hacer sus barcos. Y esos barcos convirtieron a Holanda en un imperio de ultramar, moviéndose también al impulso de los vientos.
Del mismo modo aunque muy anteriormente, los romanos estudiaron las frecuencias y direcciones de los vientos del Mediterráneo, para facilitar el transporte anual de las miles de toneladas de trigo que importaban desde Egipto. Y las carabelas de Colón y los demás navíos que luego de éste y de Magallanes, permitieron el desarrollo del mundo más allá de Europa y Asia, viajaron impulsados por el viento.
La evaporación del agua en el ciclo hidrológico, su transporte como vapor merced a la circulación atmosférica (otra vez la atmósfera como fluido de trabajo) y su posterior precipitación, así como el escurrimiento superficial y su infiltración dentro de la corteza terrestre al impulso de la energía gravitatoria, también se encuadran dentro del papel de fluido de trabajo cumplido por la Hidrosfera. En todos esos procesos el agua mueve partículas; esto es, sus propias moléculas, más diversas sustancias orgánicas e inorgánicas en solución, en suspensión y en arrastre; e incluso seres vivos susceptibles de ser arrastrados (principalmente plancton). Además, en todos esos procesos el agua transporta energía cinética y - fundamentalmente! - calor, o energía térmica, como se verá seguidamente.
La Hidrosfera como acumulador
y regulador de Energía en el SET
Dada la elevada capacidad calorífica del agua y el gran volumen del océano mundial, la Hidrosfera es un acumulador de energía muy eficiente y ENORME. Esta energía proviene en forma casi excluyente de la ERS, y es entregada al SET a lo largo de distintas etapas (figura 80). Por ello el papel global de los océanos como acumuladores y reguladores de energía, es muy importante en la evolución del SET y lo ha sido a lo largo de la historia planetaria.
Dado el gran volumen oceánico, sólo en los tres metros superiores de sus aguas, actualmente existe acumulada tanta energía calórica como en toda la atmósfera terrestre en su conjunto (Friedman, 1.985-3-). Un análisis de la trayectoria de las principales corrientes marinas del planeta, permite interpretar el papel de la Hidrosfera como acumulador y regulador de energía en el SET.
La corriente conocida con el nombre de Corriente del Golfo (figuras 87 y 88) se origina en bajas latitudes del Hemisferio Norte (precisamente en el Golfo de México, de donde toma su nombre). La gran insolación (ERS) recibida por el mar Caribe, "carga" el agua con enorme cantidad de calor. Esta, ayudada por el efecto geostrófico(2) se mueve hacia el este mientras rota hacia el noreste, hacia las costas europeas y luego hacia el Océano Ártico (figura 87). Paralelamente y para compensar en parte el enorme volumen de agua desplazado superficialmente por esta corriente, desde sectores marinos profundos, e inclusive desde el mismo Ártico a lo largo de la costa atlántica americana, se generan corrientes de agua fría hacia esa región.
Al avanzar en latitud, la Corriente del Golfo sale del ámbito tropical, por lo que paulatinamente recibe menor cantidad de ERS. Así, poco a poco comienza a ceder su calor a la atmósfera circundante. Gracias a esa transferencia de calor alóctono, los países europeos situados frente a las costas oceánicas de latitudes medias y altas, mantienen un clima templado. A tal punto que países europeos ubicados en latitudes similares a la de la península Antártica, tienen climas que permiten el desarrollo normal de labores agrícolas y ganaderas comparables a las desarrolladas al otro lado del Atlántico (U.S.A.) sobre latitudes inferiores en diez y más grados.
Si se analizan las isotermas sobre U. S. A. y el vecino Atlántico (fuera de la influencia de la Corriente del Golfo), su traza ( figura xxx ) coincide aproximadamente con el rumbo de los paralelos. Pero al llegar a la zona de influencia de la Corriente del Golfo, las mismas isotermas tuercen su rumbo hacia el norte y penetran en el continente europeo muchos grados por encima de su rumbo anterior.
Esa transferencia de calor desde el océano hacia la atmósfera, prosigue a lo largo de todo el recorrido de esta corriente y mantiene un clima benigno sobre costas Escandinavas muy por encima del Circulo Polar Ártico. Su influencia extrema llega a mantener libre de congelamiento invernal el puerto de Murmansk sobre ese mismo océano.
De modo inverso, corrientes frías provenientes de altas latitudes van hacia latitudes menores a compensar en parte el volumen dejado por el agua oceánica tropical que es impulsada a otras regiones con su carga energía calórica (figuras 87 y 88). Igual es, por ejemplo, el caso de la Corriente de Humboldt, que proveniente de la Antártida baña las costas de Chile y Perú.
Obviamente, la circulación oceánica no se resume a una explicación tan simplista. Muchos otros factores se conjugan para determinar la existencia de cualquier corriente marina. Estas varían con los cambios infinitesimales de la velocidad de rotación terrestre y a su vez pueden incidir sobre ésta. Esto último es ahora considerado como uno de los factores por los cuales la corriente de El Niño/Oscilación Sur, tendría repercusión sobre el clima mundial (Mörner, 1.990-4-).
Asimismo estas corrientes son influidas por:
a) La configuración o topografía del fondo oceánico.
b) los vientos dominantes.
c) Diferencias de salinidad generadas en diferencias de evaporación entre distintos sectores oceánicos (Broecker et al., 1.985-5-; Broecker y Denton, 1.989-6-).
d) Diferencias de salinidad generadas a su vez en diferencias de aportes de agua dulce en distintos lugares de los océanos (desembocadura de grandes ríos; derretimiento de hielos litorales, como en Antártida y Groenlandia). Pero en casi todos los casos, el factor energético (ERS) es dominante.
Otro ejemplo del papel del agua oceánica como acumulador y regulador de energía es la ocurrencia del ya mencionado fenómeno denominado El Niño/Oscilación Sur (figura 90). Este cobró notoriedad a principios de la década de 1.980, al atribuírsele, entre otras cosas, ser causa de las inundaciones catastróficas que durante 1982/83 afectaron toda la cuenca del río Paraná.
Durante pasados Megaciclos Geológicos, el agua oceánica tuvo un rol similar al que tiene en la actualidad. Al respecto, fue notable el papel que tuvo la Hidrosfera durante el Mesozoico, como se desarrollará más adelante.
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(1) El movimiento de masas de aire y de agua dentro del SET produce trabajo mecánico. Parte de ese trabajo se cumple movilizándose las propias moléculas que conforman esas masas; otra parte importante lo cumplen arrastrando otros elementos del SET (partículas de la litosfera; pequeños organismos) y transportándolos hasta lugares a veces muy distantes.
(2) Efecto que la rotación terrestre ejerce sobre las masas que se mueven sobre su superficie.
(3) FRIEDMAN, H., 1985: The Science of Global Change. An Overview. In: T.F. Malone & J.C. Roederer (eds.), Global Change, 20-52; Cambridge Univ. Press.
(4) Mörner, N.A., 1990: Changes in the Earth's rate of rotation on an El Niño to century basis. Bull. of the INQUA Neotectonic Commission, 13, 64. Estocolmo.
(5) Broecker, Wallace S., et al. (1985). "Does the Ocean-Atmosphere System Have More Than One Stable Mode of Operation?" Nature 315: 21-25.
(6) Broecker, Wallace S., and George H. Denton (1989). "The Role of Ocean-Atmosphere Reorganizations in Glacial Cycles." Geochimica et Cosmochimica Acta 53: 2465-2501.
(2) Efecto que la rotación terrestre ejerce sobre las masas que se mueven sobre su superficie.
(3) FRIEDMAN, H., 1985: The Science of Global Change. An Overview. In: T.F. Malone & J.C. Roederer (eds.), Global Change, 20-52; Cambridge Univ. Press.
(4) Mörner, N.A., 1990: Changes in the Earth's rate of rotation on an El Niño to century basis. Bull. of the INQUA Neotectonic Commission, 13, 64. Estocolmo.
(5) Broecker, Wallace S., et al. (1985). "Does the Ocean-Atmosphere System Have More Than One Stable Mode of Operation?" Nature 315: 21-25.
(6) Broecker, Wallace S., and George H. Denton (1989). "The Role of Ocean-Atmosphere Reorganizations in Glacial Cycles." Geochimica et Cosmochimica Acta 53: 2465-2501.
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