¿Cuánta agua hay dentro, sobre y por encima de la Tierra?

ORIGINAL: USGS

Esta imagen muestra el tamaño de una esfera que contiene toda el agua de la Tierra en comparación con el tamaño de la Tierra. La esfera azul que aparece sobre los Estados Unidos, que va desde alrededor de Salt Lake City, Utah, en Topeka, Kansas, tiene un diámetro de alrededor de 860 millas (unos 1.385 kilometros), con un volumen de alrededor de 332.500.000 millas cúbicas (1,386,000,000 kilómetros cúbicos). El ámbito incluye toda el agua de los océanos, los mares, las capas de hielo, lagos y ríos, así como las aguas subterráneas, el agua atmosférica, e incluso el agua en su perro, y su planta de tomate. Crédito: Ilustraciones por Jack Cook, Woods Hole Oceanographic Institution, del USGS. Fuente de datos: el capítulo de "Igor Shiklomanov los recursos mundiales de agua dulce" en Peter H. Gleick (editor), 1993, El agua en la crisis: una guía a los recursos mundiales de agua dulce (Oxford University Press, Nueva York).

La imagen de la Tierra que muestra que si el agua de toda la Tierra (líquida, en hielo, agua dulce, marina) fuera puesta en una esfera, ésta sería de alrededor de 860 millas (unos 1.385 kilometros) de diámetro. Diámetro sería aproximadamente la distancia desde Salt Lake City, Utah a Topeka, Kansas, EE.UU..

Como se sabe, la Tierra es un lugar con agua. Pero, ¿cuánta agua existe dentro, sobre y por encima de nuestro planeta? La ilustración muestra el tamaño de una esfera que contienen toda el agua de la Tierra en comparación con el tamaño de la Tierra. Probablemente esté pensando que me haya equivocado en un punto decimal cuando usé la calculadora ya que seguramente toda el agua en consideración podría llenar una esfera mucho más grande que la "pequeña" esfera azul que se sienta en los Estados Unidos, llegando a aproximadamente Salt Lake City, Utah a Topeka, Kansas. Pero no, este diagrama es realmente correcto.

Alrededor del 70 por ciento de la superficie de la Tierra está cubierta de agua, y los océanos contienen cerca de 96,5 por ciento del agua de toda la Tierra. Pero el agua también existe en el aire como vapor de agua, en ríos y lagos, en los casquetes polares y glaciares, en el suelo, como humedad del suelo y earthgwaquifer.html, e incluso en usted y su perro.

Sin embargo, toda esa agua que se encuentran en esa "pequeña" pelota. La pelota es en realidad mucho mayor de lo que parece en el monitor del computador o la página impresa, porque estamos hablando de volumen, una forma de 3 dimensiones, pero tratando de mostrar en un piso, de 2 dimensiones de pantalla o un trozo de papel. Esa pequeña burbuja de agua tiene un diámetro de cerca de 860 millas, es decir, la altura (en dirección a su visión) sería de 860 kilómetros de altura, también! Eso es un montón de agua.

Pero, por lo que la gente está preocupada, es que casi toda el agua de la Tierra no es utilizable en la vida cotidiana. El agua  dentro, sobre y por encimaa de la Tierra nunca está quieta, y gracias al ciclo de abastecimiento de agua de nuestro planeta el agua se mueve constantemente de un lugar a otro y de una forma a otra. Las cosas se pondrían muymal, sin el ciclo del agua!

La gran mayoría de agua en la superficie de la Tierra, más del 96 por ciento, es agua salada en los océanos. Pero son los recursos de agua dulce, tales como el agua en arroyos, ríos, lagos y aguas subterráneas que proporcionan a las personas (y toda la vida) con la mayor parte del agua que necesitan cada día para vivir. El agua que reposa en la superficie de la Tierra es fácil de visualizar, y su punto de vista del ciclo del agua podría ser que la lluvia llena los ríos y lagos. Sin embargo, el agua que no se ve bajo nuestros pies es muy importante para la vida, también. ¿Cómo dar cuenta de la corriente de los ríos después de semanas sin lluvia? De hecho, ¿cómo explica usted que el agua que fluye por este camino en un día en que no llovió? La respuesta es que hay más a nuestro suministro de agua que el agua superficial solamente, también hay mucha agua bajo nuestros pies.

A pesar de que sólo se puede notar el agua en la superficie de la Tierra, hay mucho más de agua dulce almacenada en el suelo que la existe en forma líquida en la superficie. De hecho, parte del agua que se ve que fluye en los ríos proviene de las filtraciones de las aguas subterráneas en el lecho de los ríos. El agua de la lluvia se filtra continuamente en la tierra para recargar los acuíferos, mientras que al mismo tiempo el agua de los acuíferos subterráneos recargan continuamente los ríos a través de la filtración.

Los seres humanos están felices que esto suceda porque la gente hace uso de ambos tipos de agua. En los Estados Unidos en el año 2000, se utilizaron unos 323 mil millones de galones por día de agua de superficie y alrededor de 84,5 mil millones de galones diarios de aguas subterráneas. Aunque el agua superficial se utiliza más para suministrar agua potable y para riego de los cultivos, el agua subterránea es de vital importancia, ya que no sólo ayuda a mantener los ríos y lagos llenos, sino que también abastece de agua a la gente en lugares visibles donde el agua es escasa, como en el pueblos del desierto del oeste de Estados Unidos. Sin las aguas subterráneas, la gente estaría de haciendo surf en la arena en Palm Springs, California. en vez de jugar al golf.

¿Cuánta agua hay sobre (y dentro) de la Tierra? 

Estas son algunas cifras que pueda necesitar:

Si toda el agua de la Tierra (los océanos, los casquetes polares y glaciares, lagos, ríos, agua subterránea, y agua en la atmósfera se pone en una esfera, entonces el diámetro de la bola del agua sería de alrededor de 860 millas (unos 1.385 kilometros) a través de un poco más que la distancia entre Salt Lake City, Utah a Topeka, Kansas. El volumen de toda el agua sería de alrededor de 332.500.000 millas cúbicas (MI3), o 1.386 millones de kilómetros cúbicos (km3). La imagen en la parte superior de esta página ilustra esto. A un kilómetro cúbico de agua equivale a más de 1,1 billones de galones. Un kilómetro cúbico de agua equivale a alrededor de 264 mil millones de galones.

Más de 3.100 MI3 (12.900 km3) de agua, principalmente en forma de vapor de agua, está en la atmósfera en un momento dado. Si toda viniera en forma de precipitación a la vez, la Tierra estaría cubierta con cerca de 1 pulgada de agua.

De los 48 estados contiguos de Estados Unidos recibe un volumen total de alrededor de 4 mi3 (17,7 km3) de precipitación cada día.

Cada día, 280 mi3 (1.170 km3) de agua se evaporan o transpiran en la atmósfera.

Si toda el agua del mundo se vierte en los Estados Unidos, que cubriría la tierra a una profundidad de 90 millas (145 kilómetros).

Del agua dulce en la Tierra, mucho más se almacena en el suelo que la está disponible en los lagos y ríos. Más de 2.000.000 MI3 (8.400.000 km3) de agua dulce se almacena en la Tierra más, dentro de una milla de la mitad de la superficie. Pero, si usted realmente quiere encontrar agua dulce, la mayoría se almacena en el mi3 7.000.000 (29.200.000 km3) de agua que se encuentra en los glaciares y capas de hielo, principalmente en las regiones polares y en Groenlandia.

¿Dónde se encuentra el agua de la Tierra?

Para una explicación detallada de donde el agua de la Tierra es, mire la tabla de datos. Observe cómo la oferta mundial de agua total de alrededor de 333 millones mi3 de agua, más del 96 por ciento es salada. Y, del total de agua dulce, más del 68 por ciento está encerrado en el hielo y los glaciares. Otro 30 por ciento del agua dulce está en el suelo. Los ríos son la fuente de la mayor parte del agua dulce superficial las personas el uso, pero sólo constituyen cerca de 300 mi3 (1.250 km3), aproximadamente 1/10, 000 º del uno por ciento del total de agua.

Nota: Los porcentajes pueden no sumar 100% debido al redondeo.

	Una estimación de la distribución global del agua
Fuente	Water volume, in cubic miles	Volumen de agua, km3	% Agua dulce	% del agua total
Oceanos, Mares, & Bahías	321,000,000	1,338,000,000	--	96.54
Casquetes polares, Glacieres, & Nieves perpetuas	5,773,000	24,064,000	68.6	1.74
Agua subterránea	5,614,000	23,400,000	--	1.69
* Dulce	2,526,000	10,530,000	30.1	0.76
* Salina	3,088,000	12,870,000	--	0.93
Humedad del suelo	3,959	16,500	0.05	0.001
Hielo superficial & Permafrost	71,970	300,000	0.86	0.022
Lagos	42,320	176,400	--	0.013
* Dulces	21,830	91,000	0.26	0.007
* Salinos	20,490	85,400	--	0.007
Atmósfera	3,095	12,900	0.04	0.001
Pantanos	2,752	11,470	0.03	0.0008
Rios	509	2,120	0.006	0.0002
Agua biológica	269	1,120	0.003	0.0001
Fuente: Igor Shiklomanov's chapter "World fresh water resources" in Peter H. Gleick (editor), 1993, Water in Crisis: A Guide to the World's Fresh Water Resources (Oxford University Press, New York).

ORIGINAL: USGS

El ciclo del agua

Posiblemente usted ya sepa cómo el agua está siempre en constante movimiento, a través y sobre la Tierra, cambiando continuamente, de forma líquida a vapor o a hielo. Una buena manera de observar el ciclo del agua, es seguir una gota de agua mientras ésta se mueve. El océano es el mejor lugar para empezar, ya que es en donde se encuentra la mayor parte del agua del mundo.

El ciclo del agua . USGS

Si la gota deseara quedarse en el océano, entonces no se quedaría "tomando el sol" sobre la superficie del mar. El calor del sol la encontraría, la calentaría y la evaporaría convirtiéndolaen vapor de agua. Este vapor sería levantado en el aire y continuaría elevándose hasta que vientos fuertes lo llevaran a cientos de kilómetros y lo posaran sobre la tierra. Ahí, ráfagas de viento tibio procedentes de la superficie de la tierra toman la gota (ahora convertida en vapor) y la llevan aún más alto, en donde el aire es muy frío.

Cuando el vapor se enfría, vuelve a cambiar a su forma líquida (condensación). Si la gota estuviese lo suficientemente fría, podría convertirse en pequeños cristales de hielo, como los que forman las nubes que llamamos "aborregadas". El vapor se condensa en pequeñas partículas de polvo, humo y cristales de sal que forman parte de una nube.

Después de un rato, la gota combinada con otras gotas, forman una gota más grande que cae sobre la tierra en forma de precipitación pluvial. La gravedad de la tierra ayudó a atraerla hacia la superficie. Una vez que la gota cae, hay muchos lugares en los cuales puede depositarse. Posiblemente se pose en la hoja de un árbol, en donde se puede evaporar y regresar a las nubes de nuevo. Si no cae sobre una hoja, existen muchos otros lugares en los cuales puede depositarse.

La gota también podría posarse sobre la tierra seca de un terreno plano. En este caso, podría hundirse en la tierra e iniciar su camino hacia la tierra subterránea acuífero como agua subterránea. La gota continuaría moviéndose (principalmente hacia abajo), pero el viaje pudiera tomar decenas de miles de años, como agua subterránea, hasta regresar a la superficie .
Agua subterránea fluyendo de la ranura de un "nacimiento"

La tierra bajo nuestros piés no es sólo roca. Existen muchos tipos diferentes de roca y de tierra con propiedades muy diferentes. Muy a menudo existen varios tipos de roca en las capas horizontales debajo de la superficie terrenal. Algunas capas son más porosas que otras y a cierta profundidad los poros de estas rocas se encuentran completamente saturados de agua (un acuífero). Cuando cae precipitación y se filtra hacia la tierra, se mueve hacia abajo hasta llegar a una capa de roca que sea tan densa que no le permita seguir filtrándose. Cuando ésto ocurre, es más fácil para el agua empezar a moverse horizontalmente a través de otra capa de roca más porosa. Algunas veces cuando se construye un camino, se cortan las capas y puede verse el agua chorreando a través de ellas.

Después de todo ésto, la gota podría ser bombeada de nuevo fuera de la tierra a través de un pozo de agua y ser regada sobre cosechas en granjas. (en donde podría ya sea evaporarse, o filtrarse de nuevo a la tierra y llegar a un arroyo, o regresar a la tierra subterránea).

El uso del agua en la irrigación: Irrigación tradicional por regadío

Fotografía por Kevin F. Dennehy.

Esta fotografía muestra un sistema de irrigación por regadío de alta presión en operación. El tubo horizontal lleva el agua desde una bomba al centro del sistema. A todo lo largo del tubo, que puede tener varios cientos de metros de largo, se colocan marcos triangulares con ruedas. El sistema rueda a lo largo de los campos usando el centro (la bomba) como el pivote. El agua se riega con rociadores incorporados al mismo tubo. De esta manera, se logra irrigar un círculo grande de tierra. Estos grandes círculos de sembradíos verdes pueden verse fácilmente desde un avión.

Este tipo de irrigación es ya tecnológicamente antiguo, debido a que no es muy eficiente. Una gran cantidad de agua (cerca de un 35 porciento) se pierde por la evaporación y por los vientos que cambian el rumbo del regadío. Sistemas más eficientes de irrigación son usados hoy en día.

También podría ocurrir que el agua conteniendo esta gota, terminase en un biberón de un bebé, o destinarse a lavar un automóvil, o a bañar un perro. De todos estos lugares, se regresa nuevamente ya sea al aire, o adentro del drenaje hasta llegar a ríos y eventualmente al océano, o pudiese regresar otra vez a la tierra.

Pero nuestra gota podría "amar la tierra". Mucha de la precipitación pluvial termina sobre la superficie de la tierra como agua superficial . Si la gota cae en una área urbana, podría caer sobre el techo de su casa, o bajar por el desagüe y rodar por la entrada de su automóvil hacia la banqueta. Si un perro o una ardilla no la beben, podría seguir por la orilla de la banqueta hasta llegar a sumergirse dentro de un drenaje de tormenta  y terminar en un pequeño riachuelo. El riachuelo fluiría hasta llegar a un río más grande y la gota empezaría de nuevo su viaje hacia el océano.

Un drenaje de tormenta para recoger los escurrimientos de la lluvia

¿Qué pasaría si usted viviese en una calle que solo tuviera una acera sin alcantarillado que le diese paso a los aguas de lluvia o tormentas, tal como la que se muestra esta fotografía. Los lugares que estuviesen construidos a un nivel más bajo en su calle, se saturarían de agua cada vez que lloviese. Y si su calle estuviese rodeada de casas, con patios en declive hacia abajo, entonces todos los escurrimientos de esos jardines y cocheras serían recogidos en un gran "charco" en la parte más baja de la calle. En realidad no se necesita una tormenta fuerte para causar problemas. Aún más, se han llegado a ver inundaciones en calles ¡que sí cuentan con drenajes de tormenta!.

Aquí se muestra un drenaje de tormenta diseñado para recolectar escurrimientos de los patios y casas que se encuentran a la orilla de la calle. Estos drenajes se construyen en lugares que se encuentran en niveles bajos de la calle, los cuales recolectan los escurrimientos de las tormentas y los envían a los riachuelos a través de tuberías grandes colocadas abajo de la tierra. Estos drenajes pueden también recolectar cantidades grandes de juguetes y pelotas que los niños dejan en sus patios durante la lluvia.

Si nada interfiriese en este proceso, el viaje de la gota hacia el océano sería rápido, o al menos llegaría a un lago en donde podría evaporarse de nuevo y ser enviada otra vez al aire. Pero, con millones de personas que necesitan agua para casi todo, es muy probable que nuestra gota termine siendo recogida y usada antes de que regrese al mar.

Mucha del agua superficial es usada para irrigación. También mucha más agua es usada por las plantas generadoras de energía para enfriar equipo eléctrico. Desde ahí, la gota podría viajar hasta la torre de enfriamiento para ser evaporada.

El Uso del Agua: Una planta de energía termoeléctrica

La producción de electricidad es uno de los principales usos del agua en los Estados Unidos. En 2000, 738,000 millones de litros (195,000 millones de galones) de agua fueron usados diariamente para producir electricidad (excluyendo a las plantas hidroeléctricas).

El uso principal del agua en la industria de la energía, es el enfriamiento del equipo usado en las plantas generadoras de energía. El agua que se usa para este propósito enfría el equipo, pero al hacerlo, se calienta y alcanza altas temperaturas. Agua muy caliente no puede ser retornada al medio ambiente -- peces que se encuentren en arroyos cercanos en donde se depositaría esta agua caliente, podrían sufrir daños. Por lo tanto, el agua debe de ser enfriada antes.

Esta fotografía muestra una planta de energía que usa carbón para generar electricidad. Las cuatro grandes torres son de enfriamiento. El agua caliente se enfría por medio de la evaporación al momento de ser rociada al aire dentro de estas torres.

Esto podría ofrecerle a la gota un viaje rápido otra vez hacia la atmósfera cambiando de nuevo su forma a vapor. Posiblemente un pueblo bombee la gota fuera del río y la lleve adentro de un tanque de agua. Desde ahí, la gota podría ir a ayudarle a usted a lavar sus trastes, ayudar a apagar un incendio, regar una planta de tomates, o ser usada en el sanitario de su baño. También la planta de acero local podría tomar la gota, o terminar ésta siendo usada en un trapeador y limpiar un restaurante elegante. Las posibilidades no tienen fin -- pero ésto no le importa a la gota, porque eventualmente irá a parar de nuevo dentro del ambiente. Desde ahí, continuará su ciclo hacia las nubes y posteriormente de nuevo bajará de ellas y en esa ocasión posiblemente termine en un vaso de agua que el Presidente de los Estados Unidos vaya a beber.

Aquí se muestra una página sobre el ciclo del agua perteneciente a la Agencia de Protección al Ambiente (EPA por sus siglas en Inglés).