Diferencia entre revisiones de «Visión Oceánica 2006»

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Las Clases del profesor Morales fueron presentadas con imágenes. A continuación un enlace a la carpeta donde se encuentran cada una de estas presentaciones en archivos PDF. [https://docs.google.com/folder/d/0BxuJ5FxWMboMX1ZHSWR2YUwybTg/edit Carpeta M&N Docs Visión Oceánica 2006].
Las Clases del profesor Morales fueron presentadas con imágenes. A continuación un enlace a la carpeta donde se encuentran cada una de estas presentaciones en archivos PDF. [https://docs.google.com/folder/d/0BxuJ5FxWMboMdDJXenZleUdqRGc/edit Carpeta M&N Docs Visión Oceánica 2006].


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Revisión del 11:50 23 nov 2012



Asignatura(s)Visión Oceánica
Año2006
Tipo de CursoOtro
TalleresMagíster
ProfesoresEsteban Morales
Palabras Claveocéano, mar, ciencia
Carreras RelacionadasNáutico y Marítimo"Náutico y Marítimo" is not in the list (Arquitectura, Diseño, Magíster, Otra) of allowed values for the "Carreras Relacionadas" property.

Estudiantes

Las Clases del profesor Morales fueron presentadas con imágenes. A continuación un enlace a la carpeta donde se encuentran cada una de estas presentaciones en archivos PDF. Carpeta M&N Docs Visión Oceánica 2006.

Clase 01. El Planeta Tierra

Martes 1 de agosto de 2006

El ser humano no esta diseñado para adentrarse en el mar, el mar es un mundo distinto a nosotros, nosotros somos de un entorno diferente. No estamos hechos para entrar en el mar. Por lo tanto la primera dificultad que hay que sortear es como entramos en este mundo.

Al adentrarse bajo el mar aparecen ciertas dificultades, primero lo que se puede observar gracias a submarinos u otro tipo de dispositivos es una fracción muy pequeña del entorno. Segundo nosotros no tenemos la posibilidad de ir bajo el mar, salvo casos contados como los buzos entrenado que pueden bajar aproximadamente unos 50 metros y los buzos mas especializados, los que trabajan en las torres de petróleo pueden bajar unos 150 a 200 metros y permanecer allí unos 20 minutos. Por lo tanto tenemos una enorme barrera tanto física como sicológica para bajar al mar.

Adentrarse en el mar ha sido un proceso largo, que ha tomado varios un millón de años. Probablemente el primero ser humano en adentrarse al agua fue un hombre que se subió en un tronco y se adentró a la mar solo, seguramente el primer contacto con el mar fue un encuentro muy violento y muy inútil para él en ese minuto.

Desde ese entonces hasta que hemos podido sumergirnos con dispositivos especiales como submarinos, ha pasado un millón de años. En ese millón de años el hombre ha tratado de penetrar el mar como mejor a podido, y en estos momentos tiene las herramientas, la potencialidad, los recursos económicos para poder adentrarnos en la parte más riesgosa de la tierra y poder hacerse una visión de lo que allí se encuentra e imaginarse el resto.

Se ha logrado descender hasta la profundidad máxima en la fosa de las Marianas, una fosa marina ubicada en la parte occidental del Océano Pacifico, al este de las islas Marianas y que tiene una profundidad de 10.924 m. bajo el nivel del mar.

En la década del 50 el profesor Piccard construye un batíscafo, un aparato diseñado por él para bajar a distintas profundidades, donde la máxima que el profesor esperaba alcanzar era de unos 4.000 m. pero gracias a los aportes de la Marina Norteamericana se pudo llegar al fondo de la fosa. El viaje lo realizaron Jacques Piccard (hijo del profesor Piccard) y un teniente de la armada, estuvieron allí unos 20 minutos aproximadamente.

La exploración del fondo del mar ha tardado tanto porque no todo el fondo representa un atractivo económico como para poder financiar una expedición. A diferencia de lugares que presentan chimeneas negras pro ejemplo que tienen una potencialidad energética enorme o lugares que tengan interés biológico. La vida que se desarrollo alrededor de estas chimeneas representa un gran interés, pues es capaz de sobrevivir a altas presiones y temperaturas, si ese tipo de vidas se pudiera ajustar y aplicar por ejemplo a la medicina seria un gran avance.

Es necesario primero que comprendamos el entorno en el que estamos insertos. Nosotros formamos parte de un sistema, el sistema solar, que forma parte de una de las tantas Nebulosa. Dentro de estas grandes acumulaciones de estrellas, existe un sol que tiene un sistema planetario, que tiene al planeta Tierra. Es importante destacar que no todos los soles tienen sistemas planetarios y recientemente se han encontrado uno o dos sistemas solares parecidos al nuestro.

Es importante entender el contexto en el que estamos, en esta imagen aparecen los planetas ordenados respecto a su cercanía al Sol ya su tamaño, así se puede apreciar que el tamaño que tiene la tierra es mucho menor al tamaño de una de las manchas solares.

El sistema esta conformado por 9 planetas, que están divididos es dos los 4 primeros que tienen un tamaño similar y luego se encuentra el cinturón de asteroide y los otros 5 planetas entre los que destacan Saturno y Júpiter por su gran tamaño.

De la Tierra, nos interesa el porte que tiene, su ubicación en este sistema, la masa que tiene, su inclinación al sol y son estas condiciones las que nos hacen que nosotros estemos aquí.

La Tierra se encuentra subordinada a dos energías, la energía interna y la energía externa. La energía externa proviene del sistema en el que estamos insertos, ya sea el calor del sol, los vientos solares, todo lo que nos afecta desde el exterior. Internamente la Tierra esta conformada por una serie de anillos activos, que están generando adentro una cantidad de procesos que generan la forma del planeta, la actividad que constantemente se esta produciendo en él. Ambas energías se complementan como veremos más adelante, generando un ciclo natural muy complejo que esta en un equilibrio muy fino, el cual con cualquier cosa que nosotras podamos agregarle podemos cambiarlo.

La especie humana, una especie depredadora, ha sido la única capaz de alterar este fino equilibrio, realizando procesos que naturaleza no conoce y es interesante notar como una sola especie puede cambiar el equilibrio de un planeta completo.

Nuestro planeta esta conformado por 5 capas, desde adentro hacia fuera nos encontramos con:

  1. El núcleo, que esta dividido en dos unidades principales. Un núcleo interno y un núcleo externo. Aquí se desarrolla el campo magnético terrestre
  2. El manto, ubicado entre el núcleo y la corteza.
  3. Corteza, la parte externa de la Tierra que tiene un espesor entre los 4 y 60 km. Es en este tramo donde se ocurre todo lo que nos ha ocurrido. La corteza se divide en Corteza continental, es la mas profunda (es como la raíz de los continentes). La corteza Oceánica que es muy delgada, y la distancia entre ella y el manto es muy pequeña.

Pero no sé ha logrado jamás llegar a ni siquiera al manto de la Tierra, la profundidad máxima a la que se ha podido llegar es una distancia cercana a los 12 km. en una mina de Diamantes.

Una de las mejores formas de estudiar la composición de la Tierra es mediante los mismos fenómenos naturales. Los temblores son una de las mejores fuente de información, esto gracias a las distintas longitudes de ondas, ya que cada sustancia tiene su propia longitud de onda, se puede crear una idea de los componentes internos de la Tierra sin sacarlos de su entorno, ya que por ejemplo la lava que se encuentra al interior de la tierra no es la misma que cuando sale porque se encuentra a distinta presión.

Otra forma de estudiar la composición de la Tierra es mediante la caída de meteoritos, pues estos son fragmentos duros de posibles núcleos de planetas que se destruyeron.

Se han desarrollados estudios para perforar la superficie de la Tierra, se han construido buques que realizan perforaciones a lo largo del mundo para perforar la corteza oceánica y tratar de llegar al núcleo.

En estas imagen se puede ver como están compuestos estos distintos anillos y las separaciones entre estos anillos, que no es una separación perfecta.

Cuando se generan ondas producidas por los temblores o por bombas atómicas que los científicos lanzan para generar temblores. Estas ondas han permitido detectar estas irregularidades.

Gracias a estas mediciones de ondas se ha podido determinar que el Núcleo de la Tierra es un cuerpo curioso que funciona como liquido.

Se ha clasificado la formación de la Tierra en distintas eras cronológicas, como aparece a continuación.


El primer sistema parte con el Magma, que es como la roca original, similar a la lava de los volcanes. Este material al salir y al consolidarse genera otra cosas, primero genera rocas, otra parte de ella se va a la atmósfera (un parte de la atmósfera también esta formada de este magma). Se genera así un ciclo, donde todos sus factores están relacionados. Y el mas mínimo cambio en este sistema puede generar grandes efectos.

La orogénesis, que es la formación de montañas. Es un fenómeno producido por el mismo magma, asociado a un volcanismo importante, que genera los relieves. Los relieves son afectados por los fenómenos climáticos y son erosionados, los que van a parar al mar generando lluvia y volviendo a generar este ciclo geológico. El que se divide en ciclo geológico interno y ciclo geológico externo.

Los procesos geológicos que se produjeron hace millones de años atrás son los mismos que se están produciendo ahora y al observar el grafico de las distintas eras geológicas se encuentra que lo mas antiguo se encuentra más abajo.

Manto Superior de la Tierra

Existen dos tipos de corteza, que tiene un máximo de 60 km., la corteza Oceánica que tiene alrededor de 7 km. y una tercera corteza, que es una corteza de transición que se forma cuando se juntan algunos trozos de corteza oceánica con corteza continental, como sucede aquí en Chile.

Las fallas en las placas que producen los temblores, son demasiado pequeñas en consideración a la placa en sí, son como leves rasguños. El estero de Viña se encuentra situado en una falla. Así como muchos de los esteros y ríos de mundo.

A medida que los científicos han ido explorando el mar se han ido encontrando con fenómenos que son propios de los océanos y que no se dan en el resto de la Tierra. Por ejemplo la estructura que se forma entre el océano Atlántico e Indico, no se repite en ningún lugar de la Tierra, existen fenómenos similares como en los Himalayas o en los andes pero ninguno es de la misma magnitud.

En el transcurso de los últimos 50 años se han creado modelos, para entender como funciona nuestro planeta. Estos modelos se estudiaran con mayor profundidad cuando se estudie la tectónica de las placas. El magma sale del núcleo, se forman continentes, las placas se mueven incluso muchas veces se sumergen nuevamente.

En cuanto al mar mismo, este modelo muestra lo que ocurre en el océano. En que aparece una formación rocosa que es el eje del Rift, aquí interactúan el magma y el agua del mar. La salinidad del agua del mar depende de esta interacción, pues el agua de mar se mete dentro de las fisuras del fondo del mar y se mantiene salada mediante este ciclo.

La oceanografía de divide en 5 ramas

  1. Oceanografía Física: estudia las olas, las mareaos y otros elementos físicos de los océanos.
  2. Química: estudia las propiedades químicas del agua de mar, su salinidad, etc.
  3. Biológica: estudia la vida oceánica en su entorno, como viven. Es la manera de entender la vida de los organismos en su entorno.
  4. Geológica: estudia las cuencas oceánicas, las fosas, la topografía submarina, las placas oceánicas y la tectónica total del planeta.
  5. Meteorológica: estudia la interacción entre los océanos y la atmósfera.

En el grafico adjunto se pueden ver las interacciones de la atmósfera con los océanos.

En este grafico se pueden apreciar, desde el punto de vista de la geología marina, los procesos que se desarrollan, por ejemplo, en las costas. También se ven la formación de las formación de las dorsales, o montañas submarinas, el ciclo del carbón, las fallas en la corteza, etc.

Se ha llegado a la conclusión de que la superficie terrestre esta divida en varias partes, que son las placas tectónicas correspondientes, generando un sinnúmero de acercamientos. Todo esto ocurre solo en la corteza, en un tramo de 5 a 40 Km.

Lentamente los avances científicos han permitido que tengamos una visión cada vez más ajustada de lo que es la corteza terrestre. En la imagen se pueden ver los avances a lo largo de los años en la forma de graficar como esta formado el piso del mar. Se pueden ver desde los graficos que explicaban el fondo marino en los años 70 a las imágenes en tres dimensiones que se pueden obtener hoy.

También se han diseñado modelos que nos muestran como esta conformado el piso marino. El fondo marino esta formado por diferentes estratos.

Tenemos una primera capa de sedimento, a continuación las lavas almohadillas, lava caliente que sale del fondo marino y se enfría rápidamente.

Luego están los diques laminares, que son similares a columnas hechas por el hombre. Estas estructuras se pueden encontrar en la isla de Juan Fernández.

Finalmente están el Gabro y la peridotita.

Los océanos nacen y mueren, y a lo largo de la historia han nacido y muerto varios océanos. Los océanos nacen cuando una placa se fractura y comienza a deslizarse dentro de otra.

El proceso de nacimiento y muerte de un océano toma alrededor de unos 250 millones de años, se ha llegado a esta conclusión ya que o existen trazas o datos del fondo marino mayores que 300 millones de años. Un ejemplo de un océano en formación seria el Mar Rojo.

De los estudios del fondo submarino se han obtenido datos suficientes como para desarrollar un cronograma del fondo del mar.

Clase 02. La Exploración del Océano

 Explorar el medio submarino es muy diferente a la exploración de las tierras emergidas, donde generalmente es fácil disponer de cartas topográficas detalladas, fotografías aéreas, imágenes satelitales, entre otros, todos los cuales permiten al observador ubicarse geográficamente y estudiar la estructura de terreno en todas sus escalas.

El ser humano esta diseñado para estar en la tierra pero se han ido haciendo esfuerzos a través de la historia para internarse en este medio que no nos es propio.

En la figura se muestra como en el transcurso del tiempo en la oceanografía se ha dado una capacidad tecnológica la que permite alejar, en el caso de las batallas, la distancia de combate hasta llegar a permitir que se batalle sin estar presente. Lo mismo nos pasa a nosotros mismos que podemos visitar prácticamente cualquier lugar del mundo sin tener la necesidad de estar ahí.

Es el caso de las fragatas que navegan en Valparaíso pueden detectar, sin ser de alta tecnología, un misil que esta saliendo desde la serena, pero así como la capacidad de captar a distancia los objetos es grande, la posibilidad de reaccionar ante esa información es muy escasa ya que el tiempo es corto, por tanto de alguna forma se puede decir que con los avances tecnológicos las distancias se han ido achicando.

Los cambios que ha habido en el tiempo sobre todo en las últimas generaciones, principalmente desde los años 60 en adelante han sido de tal velocidad, de tal magnitud que estamos en un plano difícil de manejar.

En la figura se muestra las formas de cómo las personas trataron de internarse en el mar en un comienzo, pasando por el hombre pez, de Leonardo da Vinci, de esta forma se demuestra que la intención de internarse en el mar ha estado desde siempre.

Una de las razones que motivo una explosión en el conocimiento de los mares fue una vez que se consolido el imperio Español, con esto empezaron los grandes viajes de descubrimiento. El comercio de la fecha era entre las ciudades europeas como Génova, Venecia, que eran verdaderos estados chicos, ellos vivían del comercio, por ejemplo una pieza de coral era muy bien comercializada, el ámbar también era una especie que era muy bienvenido. Por los grandes ríos europeos navegaban los casadores que venían del frio ártico, comerciaban pieles, perfumes, ámbar.

Marco polo partió hacia el oriente en expediciones a pie y trajo productos y abrió un mundo maravilloso, de pronto se cerro ese mundo llego una guerra y se bloqueo el paso de Europa a oriente, no podía pasar mas la gente caminando, esto corresponde a la actual Anatoria. Ciudades que han sido siempre de paso y que actualmente siguen en guerra.

En el caso de colon quizás jamás se imagino encontrar América el estaba buscando ciudades de oriente. En ese minuto se abrió todo un caminar hacia el mar, con esto vienen una serie de cuestionamiento y de demandas, como es el caso de la construcción de embarcaciones, por ejemplo de la construcción de una carabela, es una artefacto poderosísimo del minuto, tenia la capacidad de navegar contra el viento que le daba un énfasis particular a esta estructura a flote, por su complejidad y consecuencias existían reglas que normaban su construcción.

Entre las dificultades que existían estaba, la posición dentro del mar, era muy difícil saber en que posición se estaba ya que en ese tiempo no habían mapas. Existía todo este entorno misteriosísimo y había que comenzar a resolverlo. En un comienzo solo se sabía el norte y el sur. Tenían una brújula que era un pedazo de acero imantado sobre un corcho en un plato con aceite, podían ver el este y oeste por la posición pero todavía existía el problema de las distancias, fueron problemas que tomaron mucho tiempo para ser resuelto y que logro ser resuelto con la aparición de los cronómetros, entre otros inventos.

En la actualidad hay procedimientos de una precisión asombrosa como es el caso de los GPS, en al tierra cuando las personas se ubican siempre usan latitud y longitud, usando las calles. Pero en el mar eso no existe, para el caso pueden usarse referencias como las estrellas o los satélites que sirven como puntos de referencia.

Otra forma era encontrarse ciertos eventos que permitan acercarse a los lugares con cierto grado de seguridad, un dato importante era el de la topografía de la costa. Cuando partió el buque del capitán Cook se pensó en una embarcación que fuera solida, no muy onda y que casi pudiera ser levantada por sus propios tripulantes para vararla en la playa y limpiarla., esto por la dificultad para llegar a las costas.

Toda la información que se iba recolectando era de vital importancia, es por esto que las potencias europeas las tenían guardadas como secreto de estado, se peleaban entre ellos por esta información.

La entrada de el hombre al mar, ha sido por muchas razones, por comercio, exploración e incluso solo por experiencia.

La figura muestra distintos inventos que le permitirían al hombre desplazarse mejor en el agua y poder mantenerse mayor cantidad de tiempo sumergido.

El interés por el conocimiento de las cuencas oceánicas y su consecuente exploración, se ha incrementado en forma considerable en las últimas décadas, como respuesta al atractivo que suponen los procesos de la tectónica global, los procesos sedimentarios locales y regionales y su relación con el cambio climático.

La disciplina de la oceanografía partió formalmente por 1873 cuando Inglaterra, potencia marítima de la época, decidió junto con la comunidad científica de la época que se construyera una embarcación que por primera vez se hiciera a la mar y recorriera la mayor cantidad de tiempo. Se arreglo una embarcación de guerra llamada Challenger.

El Challenger era una embarcación que utilizaba vapor para el movimiento de grúas, dragadoras y la mayor parte de los mecanismos. Lo que facilitaba la extracción de muestras del océano. Se desplazaba a carbón y con el uso de velas.

Partieron en un viaje que duro 4 años, en diciembre de 1872 y volvieron en mayo de 1876 partieron desde Inglaterra y recorrieron por muchas ciudades que están mostrado en la figura. Se considera el primer viaje oceanográfico formal.

El resultado del Challenger son 50 tomos cada uno del tamaño de una guía telefónica aproximadamente, los gráficos y figuras eran todos hechos a mano.

Imágenes de distintos mecanismos para extraer muestras en el fondo del mar, esto eran implementados en el Challenger para hacer los estudios. Sistemas muy rústicos, pero a la vez muy ingeniosos, comparados con los mecanismos que se usan actualmente.

En el transcurso de las últimas décadas, las técnicas de prospección y cartografía submarina han experimentado un gran impulso al amparo del desarrollo de nuevas tecnologías. Este desarrollo, ha sido acelerado por varias circunstancias. Por una parte la industria relacionada con la energía, por otra parte, la investigación de sistemas estratégicos militares de alta complejidad. A esto se suman los sistemas de observación pensados para la obtención de datos.

Cuando se tiene que operar en mar abierto, se emplean sistemas más complejos. Hasta la segunda guerra mundial, los equipos de navegación consistían en cartas náuticas, tablas de mareas, listas de faros, compas sextante, equipos de sondeo y cronometro. Posteriormente se fueron introduciendo sistemas más complejos e integrado. La conversión internacional SOLAS de 1974 y sus posteriores mejoras determinaron los estándares mínimos en cuanto a equipos de ayuda a la navegación. En 1982, se puso en funcionamiento el “international maritime satellite”, contribuyendo de manera importante a la seguridad en la navegación.

En los años más recientes se trato de vencer la primera barrera que es mirar el mar de forma más directa, siempre se había mirado el mar como algo plano, pero el mar tiene profundidad, aparecen los primeros artefactos para internarse en el mar. Por ejemplo el primero del 62 que bajaron 2 hombres por 7 días a 10,5 mts lo cual era un gran avance. A esa fecha ya estaba diseñada la escafandra autónoma, ya se tenía la válvula que permitía respirar bajo el agua. Aún así era una observación que permitía mirar a bajas profundidades.

Las inmersiones personales con escafandra autónoma permiten observaciones directas del fondo marino y tienen gran importancia para su descripción geomorfológica. Es conveniente que se completen estas observaciones con reconocimiento fotográfico y trabajos topográficos de precisión que facilitan las interpretaciones. La gran limitación de este tipo de observaciones es la discreta profundidad que pueden alcanzar pero, resulta un procedimiento importante en la obtención de datos para las zonas litorales y costeras.

En la figura se muestran los progresos de estos artefactos para sumergirse en las profundidades del mar. Estos progresos se ven influenciados por la guerra fría, las 2 potencias en guerra pusieron muchos recursos lo cual produjo una explosión de todas las investigaciones submarinas en un afán por conocimiento por parte de estas dos grandes superpotencias.

En la figura se muestran diseño de mecanismos más actuales para lograr sumergirse en las profundidades marinas.

La observación directa con el apoyo de ingenios submarinos, como sumergibles autónomos y vehículos de observación operados por control remoto controlados desde la superficie se ha desarrollado muy notablemente en estos últimos años. Con el batiscafo “Trieste” Jacques Piccard y don Walsh alcanzaron el 23 de agosto del año 1960, en la fosa de las marianas, la mayor profundidad conseguida hasta entonces por el hombre al descender 10.9 metros que es la mayor profundidad del fondo marino. A partir de esa fecha y en forma ininterrumpida han entrado en servicio modelos tanto de pequeños submarinos de prospección científica, como robots submarinos no tripulados.

Se han construido unidades menores por problemas del pasado como por ejemplo hundimientos de embarcaciones mayores, ante esto se han creado estos aparatos que pueden ir a grandes profundidades en misiones de rescate.

Módulo de operaciones que posee las condiciones necesarias para que el hombre viviera dentro del mar y realizar investigaciones.

Imagen del Kursk, submarino ruso, es la super arma, el artefacto a flote mas grande conocido, a parte de los submarinos nucleares, desplaza mas de 20000 toneladas, es de la clase tifón. Pueden pasar por meses sin emerger.

Dibujo del alvin, submarino para expediciones submarinas. El Departamento de Marina de los Estados Unidos creó en 1965 el submarino autónomo Alvin, que puede permanecer sumergido a más de 1 800 metros durante 24 horas y es capaz de explorar una extensión de 25 kilómetros en el fondo. Con este vehículo se han estudiado las chimeneas del Océano Pacífico mexicano.

El punto de partida indispensable para cualquier observación y exploración del piso oceánico es la determinación de la posición del sector o del punto específico a estudiar, el cual se debe ubicar con la máxima exactitud y precisión.

En la figura se muestran tracks, de buques oceanográficos, estas son líneas por las cuales los buques oceanográficos han recorrido. Esta imagen corresponde a 1962 y en la actualidad la cantidad de líneas es mucho mayor, pero aún existen partes del océano por las cuales jamás ha pasado algún buque oceanográfico.

Con la aparición de los satélites artificiales se facilitó la exploración del fondo marino, antes de su existencia el posicionamiento de altura podía tener error aceptables de 500 mts por tanto con la llegada de los satélites fue necesario rehacer todos los planos de relieve submarino. El hecho de que en el mar abierto no existan puntos fijos de referencia, hace necesario recurrir al empleo de sistemas globales de localización y posicionamiento, que permitan conocer en todo momento la situación del buque con exactitud y fiabilidad. Dicha posición debe estar georeferenciada a un sistema de coordenadas cartográficas con el grado de precisión lo mas ajustado posible.

Uno de los conocimientos principales en oceanografía es el conocimiento del piso marino y para esto se usan sensores que permiten medir y registrar con el máximo de detalle posible el fondo del mar.

En la figura se muestra un plano de fondo marino (derecha) hecha a mano registrando los datos que arrojan las distintas sondas que lanzan los buques oceanográficos, interpretado por un oceanógrafo. El dibujo de la izquierda es una carta del fondo marino del mismo sector, pero con técnicas actuales. El nivel de detalle que se ha alcanzado en la actualidad es muy alto y no requiere de la interpretación del hombre ya que el dibujo muestra lo que efectivamente esta ahí.

En la figura se muestra el GLORIA un sistema que usa el ecosonda entre otros instrumentos para hacer prospecciones del fondo marino.

Embarcación para hacer prospecciones ya sea petrolera o de investigación. Con esta embarcación se realizan perforaciones del fondo marino. Consiste en un sistema de tuberías que se ubican en línea y al final del tubo tiene un trepano que es lo que va haciendo la perforación. El principio del dragado es simple, a partir de la plataforma de trabajo en superficie, se sumerge una draga remolcada por un cable resistente. Es un artefacto rudimentario conformado por un marco que en su borde de ataque presenta dientes metálicos, sus costados están cubiertos por una malla metálica donde se acumulan los restos de las rocas extraídas durante el tiempo que la draga es remolcada.

Uno de los problemas de estas técnicas es que el buque esta a la deriva en constante movimiento entonces ubicar la posición exacta es de gran dificultad. Para esto se invento el sistema de posicionamiento binario, este consiste en un conjunto de hélices que están a los costados del buque y que lo mantienen en la misma posición, todo el funcionamiento de las hélices comandado por computadores que reciben información de sistemas de posicionamiento con un error de aproximadamente mts en medio del océano.

Esquema de la forma de trabajo en la oceanografía, como se obtiene la información des de los satélites o de sondas y son recibidas por centrales que pueden estar a distancia, en elementos móviles o incluso dentro de la misma embarcación.

Se muestra que para la obtención de la información no basta solo con la embarcación, existe toda una batería de herramientas y de profesionales de distintas áreas que hacen posible la prospección del fondo marino.

Ya se han revisado las formas de ver el fondo, pero como se obtienen muestras de sedimentos del fondo, en la figura se muestran distintos métodos antiguos para extraer rocas del fondo marino, el problema es que como estas mallas se van arrastrando no se sabe a que parte en particular corresponde la muestra extraída.

Otro método, mas actual es un tubo,(saca testigos) que perfora el fondo marino y obtiene una muestra de algunos metros de este, al obtener esta muestra se tiene información del fondo marino de muchos años atrás sobre todo considerando que para que se acumule 1 cm de sedimento deben pasar 10000 años y los tubos pueden alcanzar los 20 mts de largo.

Tanto la técnica del dragado como la del saca testigos permiten conocer la cobertura sedimentaria y afloramientos rocosos relevantes. Sin embargo para el reconocimiento mas detallado de la naturaleza de las rocas y de la cobertura sedimentaria, se requiere disponer de apoyos tecnológicos mas sofisticados.

Maniobra sobre cubierta en la cual se baja el saca testigos para extraer muestras del fondo marino. Esta maniobra puede durar 7 horas, esto dependiendo de las condiciones del mar.

Cuando se quieren hacer prospecciones más profundas se utiliza un sistema en base a hidrófonos que son remolcados por una embarcación, se generan explosiones que provocan ondas, estas ondas penetran en el fondo marino y rebotan, estos rebotes son captados por los hidrófonos luego se hace una limpieza de ruidos y en seguida el geofísico tiene que interpretar los gráficos generados y saca una carta del fondo marino.

En el dibujo se muestra arriba el gráfico arrojado por la información captada por el hidrófono y el dibujo de abajo muestra la interpretación de geofísico que muestra el relieve del fondo marino.

Se sabe que existen en la tierra procesos, estos están dentro de distintas escalas de tiempo, por ejemplo las olas se cuentan en segundos, las mareas en horas y así hasta llegar a días, años , milenios, etc. En el dibujo se muestra un gráfico con distintos eventos y distintas escalas de tiempo.

Los beneficios del mejoramiento de la predicción atmosférica, de 7 a 10 días ayuda a operaciones de buques, de gas, rescates, entre otros. Cada proyecto debe prestar atención a estos datos que permiten prever ciertos eventos que pueden ser importantes. Esto le dará una mayor capacidad de reacción.

En el proyecto de la placa de Nasca se sacaron varias muestras, cada uno de los puntos del dibujo corresponde a un lugar donde se extrajo una muestra de sedimento. No solo se sacaron muestras de sedimentos, sino que también se sacaron muestras del agua del lugar.

Luego de los estudios de los sedimentos del fondo marino se puede llegar a un a ilustración como la que se ve en la segunda figura donde se puede apreciar la distribución de los distintos tipos de sedimentos.

Modelo que trata distintos aspectos que son importantes de tratar, por ejemplo las zonas costeras, los cambios climáticos, los recursos vivos, la salud de los océanos que tienen que ver con la contaminación, los aspectos de defensa de los países, entre otros.

Dada la condición variable del océano es necesario el desarrollo de una gran cantidad de proyectos, en el esquema se muestran las siglas de algunos de los proyectos que se desarrollan en el océano. Para realizar todos estos proyectos se requiere la cooperación internacional ya que un solo país no es suficiente para financiar este tipo de proyectos.

Clase 03. Tectónica de Placas

Alfred Beckener, Meteorólogo. Escribió “Los Continentes a la Deriva” (punto de partida de la teoría). En su libro relacionó datos de África y América, basándose en factores climáticos.

Antiguamente se pensaba que la tierra se movía verticalmente. La teoría de la tectónica de placas planteó por primera vez el movimiento rotatorio terrestre.

En los años 60, como consecuencia de la Segunda Guerra Mundial, a partir de los sonares, se pudieron realizar las primeras cartas oceánicas, en las que se pudo hacer por primera vez un levantamiento de las dorsales Oceánicas.

Los fondos oceánicos

La superficie cubierta por las aguas del océano representan el 70.8% del total de la superficie terrestre. En la región de las Marianas se encuentra el punto más profundo, con 11.550 m., mientras que las montañas submarinas más altas son las de Mauna Kea y Mauna Loa, de 4.210 y 4.170 metros respectivamente, pero con una diferencia máxima, respecto al fondo marino, de 9.470 metros, lo que hace que sean las montañas más altas del planeta. El océano más profundo es el Pacífico, en promedio con 4.280 metros., el Atlántico y el Indico muestran casi el mismo valor, 3.940 y 3.960 metros., respectivamente, y 1.200 metros el Glacial Ártico.

En la actualidad, el fondo oceánico se conoce con una precisión razonable. El progreso ha sido notable en estas ultimas décadas gracias a los avances en las técnicas de observación, lo que ha permitido constatar que el piso oceánico es tanto o quizás mas complejo que el de las tierras emergidas. Basta solamente observar la más reciente cartografía submarina mundial para asombrarse con el sistema mundial de dorsales submarinas que se extiende por mas de 60.000 kilómetros o el sistema circum-oceánico de profundas fosas submarinas particularmente las presentes en la cuenca del océano Pacifico. Estos dos tipos de estructuras sísmicamente activas reflejan la movilidad y complejidad de los fondos marinos. Entre las dorsales y las fosas de subducción, se encuentran las Planicies Abisales cubiertas por sedimentos, como así mismo elevaciones asísmicas, volcanes y plataformas submarinas algunas de las cuales se elevan por sobre el nivel del mar para formar islas. Finalmente se encuentran los márgenes continentales que bordean los continentes bañados por el océano mundial.

Estos relieves del fondo oceánico, se han conformado en la capa exterior de la Tierra, conformada de roca dura y quebradiza, llamada Litosfera. Bajo la litosfera yace la Astenósfera, capa blanda del manto superior La litosfera incluye toda la corteza y una parte del manto superior, su espesor varia desde menos de 50 kilómetros a mas de 125 kilómetros con un promedio aproximado de unos 75 kilómetros. Se ha reconocido una importante diferencia entre la corteza terrestre y oceánica tanto en su naturaleza como espesor. La corteza continental, de un grosor promedio de 35 Km esta constituida esencialmente por rocas graníticas y metamórficas ricas en sílice. Por su parte la corteza oceánica, de un espesor promedio de 7Km esta constituida en una primera aproximación por una composición basáltica en su superficie y gabroica en profundidad. Ella es el resultado de la consolidación de magmas básicos originados en el manto terrestre en la zona axial de las dorsales.

La corteza oceánica, de densidad 3,es netamente mas densa que la corteza granítica de los continentes que es de 2,7. Esta diferencia de densidad, es suficiente para explicar los 4,5 km de diferencia entre la profundidad mediana de los océanos (3.700 m)y la altitud media de los continentes (800 m). Ello es el resultado directo del principio de la isostasia: la envoltura rocosa de la Tierra que tiende hacia un equilibrio gravitacional por el ajuste de las altitudes entre las zonas de “flotabilidad” relativa diferente.

Se ha reconocido también que los fondos marinos son esencialmente móviles de acuerdo a la teoría de la tectónica de las placas, (como se vera mas adelante). Así las dorsales oceánicas representan los centros de acreción, a lo largo de los cuales se produce la expansión continua del piso oceánico. En otros términos, los ejes de las dorsales marcan la traza de una fractura profunda que separa dos placas divergentes. Magma de composición basáltica se va introduciendo de una manera continua en la zona axial, mientras que las placas adyacentes se van lentamente separando. El proceso responsable de la producción magmática es la subida adiabática del manto superior, ubicado por debajo de la dorsal.

La temperatura promedio de la litosfera oceánica es mas elevada cerca del eje de la dorsal, donde el flujo de calor es anormalmente fuerte dada la presencia de reservorios magmáticos cuya temperatura, cerca de la superficie es de mas de 1.000ª. Esta temperatura va disminuyendo con la edad de la corteza en función de la distancia a la cresta de la dorsal. En donde la litosfera es mas caliente, es también menos densa y se encuentra prácticamente “flotando” sobre la astenósfera plástica. A medida que se va enfriando, la litosfera se pone mas densa y va penetrando hacia abajo con la finalidad de mantener el equilibrio isostático.

La subida adiabática del manto superior es lo suficientemente rápida (algunos centímetros por año) para que los cuerpos mantélicos,(originados en el manto terrestre) en camino de ascensión, traspasen su punto de fusión lo que ocurre aproximadamente hacia los 50-60 km de profundidad. Las rocas de origen magmático que se consolidad en la zona axial, (basaltos en la superficie y gabros en profundidad) forman, al enfriarse una capa rígida, la denominada Corteza Oceánica, que tiene de un grosor promedio de 6-7 Km Esta corteza descansa sobre un manto residual y que, al alejarse del eje de la dorsal, se endurece y engruesa progresivamente a partir de sus capas inferiores a expensas del manto plástico o Astenósfera hasta alcanzar 70 a 100 km de espesor, así esta corteza oceánica, esta constituida de corteza oceánica en superficie y de manto superior por debajo. Esta capa rígida constituye por definición una Placa Litosférica.

Cuando el magma basáltico, alcanza la proximidad del eje de la dorsal, inicia su enfriamiento y adquiere una imantación termo remanente, lo que ocurre cuando la titano magnetita alcanza su punto de Curie (entre los 400º a 600º),según su tenor en titanio. Esta imantación se ve facilitada, cuando la temperatura de Curie disminuye y se va disponiendo en forma paralela a las líneas de fuerza del campo magnético terrestre del momento. Este fenómeno, se puede explicar mediante la teoría de la dinamo que postula que el hierro liquido del núcleo va rezagado en su movimiento de rotación con respecto al manto solidó que lo rodea. Tal movimiento, determinara que el núcleo se comporte como una gran dinamo, generando corrientes eléctricas. Al mismo tiempo estas corrientes establecen un campo magnético.

En estas ultimas décadas, se ha podido establecer que el campo magnético terrestre ha experimentado cambios reiterados de polaridad. Es decir, los polos norte y sur magnéticos han intercambiado su posición sin que cambiara la posición del eje. Este fenómeno es denominado “Inversión de la Polaridad Magnética”. Las inversiones se producen por una disminución de la intensidad del campo, pero el sentido de las líneas de fuerza y de la polaridad se mantienen constantes. Cuando la fuerza del campo se ha anulado, vuelve a aumentar hasta su valor normal, pero con la polaridad en sentido opuesto, es decir invertida. Este evento natural, y que a la fecha no tiene una explicación absolutamente definitiva y que se produce en las dorsales oceánicas del mundo, constituye el argumento decisivo a favor de la expansión continua de los fondos oceánicos, al considerar que la capa basáltica se va produciendo en forma continua en el eje de las dorsales y que su imantación debe cambiar de polaridad en cada inversión del campo magnético terrestre. Estos contrastes de imantación de la capa basáltica son el origen de de las anomalías de intensidad del campo magnético total registrado.

Cada banda de anomalía creada en el eje de la dorsal, se separa simétricamente en relación al eje. Las edades de las inversiones son en la actualidad bien conocidos. Las anomalías mas importantes han sido numeradas de la 1 a la 34 hasta el periodo de calma del Cretáceo superior, sin inversiones del campo durante 35 millones de años. A estas mediciones, se han agregado, las numeraciones MO a M33 por sobre ese periodo, hasta el Permo-Trias. La escala geomagnética de los tiempos geológicos y la carta de anomalías magnéticas del océano mundial permite en la actualidad conocer la edad de la corteza con una buena precisión. Ese análisis ha permitido determinar que los fondos oceánicos son muy jóvenes ya que ninguna edad superior a los 160 millones de años se ha encontrado en los océanos actuales. Esta juventud es sorprendente cuando se la compara con la de los continentes cuyas edades absolutas se remontan a los 3.800 millones de años.

Es necesario precisar que la edad de la corteza oceánica no es sinónimo de la edad de las cuencas oceánicas actuales. Así por ejemplo los océanos Atlántico y Pacifico muestran edades de corteza similares en particular para las edades mas antiguas (aproximadamente 160 millones de años), pero el océano Pacifico, nacido al comienzo del Cretácico es mas viejo que el océano Atlántico. Admitiendo que el ciclo de vida de un gran océano dura aproximadamente 200 millones de años, se podría suponer que se han producido en la superficie terrestre una veintena de ciclos oceánicos. Sin embargo es necesario hacer presente que esta ultima aproximación es relativa ya que si la temperatura de la Tierra fue en el lejano pasado superior a la presente, el reciclaje de la litosfera oceánica debiera de haber sida mas rápido.

Las Cuencas Oceánicas se inician por lo tanto a partir de un rift inicial, para iniciar una fase de crecimiento en el transcurso de la cual, su superficie crece y todos sus márgenes continentales son pasivos. En una etapa posterior, uno o varios de sus márgenes entran en subducción y la cuenca oceánica se retrae, hasta la colisión continental final que la hace desaparecer, dejando una sutura ofiolítica en el dominio continental.

Este ciclo geológico, ha sido dividido por los especialistas, en ocho estados, que comprenden desde la abertura hasta el cierre de un dominio oceánico en relación a sus, márgenes continentales adyacentes. Esta secuencia es conocida como el ciclo de Wilson y fue propuesta originalmente en 1966 por el profesor de la Universidad de Toronto Tuzo Wilson. Los diferentes estados de este ciclo pueden observarse en la actualidad en diferentes partes del planeta.

El estado embrionario. es decir la ruptura inicial, y la zona de acreción que constituye el segundo paso de este ciclo, pueden observarse en el gran rift Este-Africano donde un profundo valle en África Oriental, se conecta hacia el Norte con el actual sistema de la dorsal mundial (Mar Rojo-Golfo de Aden).La ruptura continental no esta aun completa y el mar no ha penetrado hacia el rift. El estado tres de este ciclo se puede observar en el Mar Rojo y en el Golfo de California presentando la imagen de un océano joven en vías de crecimiento, caracterizado por una subsidencia activa de su zona axial la que esta ocupada por una litosfera oceánica y por una importante serie sedimentaria terrígena, evaporítica y pelágica, la que esta sirviendo de base para la lenta generación una plataforma y un talud continental.

El siguiente estado, el de madurez, se observa claramente en el actual Océano Atlántico, donde sus márgenes continentales de naturaleza pasivos están distanciados de la influencia térmica de la dorsal medio-atlántica Este estado, se caracteriza por la formación de vastas planicies abisales que alcanzan los contrafuertes de la dorsal y por el desarrollo de márgenes continentales completos, es decir que comprenden plataformas, taludes y elevaciones continentales, los cuales están dispuestos paralelamente al trazado de la dorsal que ocupa típicamente el centro del océano. Su litosfera de mas de 100 millones de años se esta comenzando a subduccionar localmente en las fosas de las Antillas y Sándwich del Sur.La etapa posterior, el estado de declinación, que comprende el desarrollo de una o mas grandes zonas de subducción, arcos insulares y cuencas marginales esta ocurriendo en el Océano Pacifico, donde, a pesar de la existencia de una dorsal activa, la superficie de este Océano esta disminuyendo inexorablemente. La dorsal no esta ubicada en el centro del océano y ha entrado en colisión con el continente americano en el Golfo de California.

La etapa Terminal, se ilustra por el mar Mediterráneo. El inmenso océano mesozoico de Tethys se comenzó a cerrar a partir de la abertura del Atlántico hace 160 millones de años, subduccionando su litosfera oceánica por debajo de la Eurasia. Fragmentos de esta litosfera forman en la actualidad numerosas napas ofiolíticas. Los últimos dos estados del ciclo de Wilson, que comprenden la colisión y la cicatriz ofiolítica, pueden observarse en lugares a lo largo de las cadenas alpino-himalayas, donde la colisión continental ha hecho surgir cadenas de montañas plegadas en el lugar del antiguo dominio marítimo. De esta forma, han sido numerosas las cuencas oceánicas que han nacido, se han desarrollado y finalmente cerradas en el transcurso de la historia geológica de la Tierra, tal como lo atestiguan las suturas ofiolíticas que se encuentran en los grandes sistemas montañosos de diferentes edades en los continentes.

Del mismo modo que las cuencas oceánicas tienen su evolución, la corteza oceánica tiene un ciclo fundamental a partir de su creación en el eje de la dorsal por la inyección de de magmas salidos del manto. Esta nueva corteza oceánica esta conformada por una capa basáltica de un espesor de dos kilómetros instalada por sobre una capa gabroica de cuatro a cinco kilómetros de espesor. A partir de su consolidación, la corteza oceánica es percolada por el agua de mar, el desarrollo de células conectivas generan una alteración hidrotermal de la corteza oceánica y su hidratación. Estas transformaciones mineralógicas y químicas, son profundas. La interacción prolongada del agua del mar provoca recristalizaciones en toda una gama de las faces metamórficas. Depósitos sulfurosos poli metálicos se depositan por el agua caliente sobre el piso oceánico, o en la corteza a poca profundidad.

Esta corteza oceánica así modificada se pone en movimiento, el cual se mantiene por millones de años. En el curso de este desplazamiento, ella se cubrirá por sedimentos y estará sometida a todas clases de deformaciones tectónicas y sufrirá introducciones magmáticas. Los” Penachos”, en particular, van a edificar sobre este piso marino aparatos volcánicos submarinos, representados por las islas oceánicas y aéreas.

En algún momento, la corteza oceánica va allegar a una fosa oceánica y la subducción la arrastrara nuevamente hacia el manto deshidratándola progresivamente. En ese momento esa antigua corteza, enterrada varios cientos de kilómetros, se fraccionara en bloques que se deformaran plásticamente contribuyendo de esa manera a generar la heterogeneidad geoquímica del manto. De ese mismo manto heterogéneo es que cientos de millones da años mas tarde ella será captada por algún penacho ascendente, remontara por debajo de una dorsal y siguiendo una fusión parcial, participara en la creación de una nueva corteza oceánica.

Este proceso sin embargo tiene una excepción que se produce cuando en las cercanías de la zona de subducción, principalmente en las zonas de los arcos insulares o en algunas colisiones continentales ocurre que fragmentos de litosfera oceánica, en lugar de volver a penetrar en el manto profundo, es transportada sobre los márgenes continentales o insulares y es incorporada a los sistemas montañosos. Estas ofiolitas, representan entonces, fragmentos de litosfera oceánica creada no al nivel de las grandes dorsales oceánicas, sino que en las cuencas marginales o en zonas de arcos próximo a los márgenes continentales o insulares al nivel de zonas de acreción secundarias localizadas. FIG.

Los Hot Spots son penachos o depósitos de lava que van generando islas. (por ej: Hawai) La más antigua tiene 70. millones de años y es Japón.

Loa Hot Spots no tienen nada que ver con el comportamiento entre placas.

Clase 04. Fondos Marinos

Antes de entrar al tema del fondo marino aclararemos brevemente acerca de la línea de costas.

La línea de la costa cambia por problemas locales, pero también por problemas tectónicos más globales. Tenemos en la figura dos tipos de costas, una que tiene inmersión y otros trozos de costa que comienzan a emerger con estructuras entremedio.

Hay 6 clasificaciones de costas:

Corresponden a 6 clasificaciones de las más conocidas: Costas de rías, de fiordos, islas barrera, deltaicas, de volcanes, de falla. Hay otras también, pero más específicas.

Las dos primeras son bien parecidas sin ser lo mismo, en el sur de chile se manifiestan comúnmente, pues están producidas por los hielos. Generan una estructura que gasta la geografía, y al derretirse el hielo genera entradas de mar que como cuchillo cavan la tierra. Hay fiordos muy grandes (50 km p. ej). Las costas de ras son más cortas y más cerradas que una bahía chiquitas. Son entradas de mar más angostas que los fiordos, producidas por costas falladas (En Santiago de Compostela por ej.)

Costas de islas barrera: acumulaciones de arena como en Florida, EEUU, propias de costas bajas. Muy distinto al caso de Chile que tiene fondos muy profundos para que se de este tipo de costa. Costa de delta se genera por transporte de sedimentos de ríos, se acumulan en los encuentros con el mar, que en el transcurso de los años genera estructuras. Se mezclan el agua dulce y salada, teniendo mucha biodiversidad: leña, pájaros, incluso petróleo.

Costas de Volcanes es mucho menos frecuente. Las costas de barrera se ubican en los atolones o costas de coral, formadas a veces por kilómetros de arenas. Por ejemplo las costas de Miami. Las costas Falladas son como las nuestras, uno va a Iquique y en el borde del mar hay acantilados de 500m de altura.

Una descripción común de una playa es: dunas detrás, bermas de invierno y verano, la antecosta, la playa baja y la costa.

Saliéndonos de la costa y adentrándonos al mar, vamos a conversar acerca de lo que uno puede constatar del fondo marino y sus características. Esta tabla resume cómo está el fondo marino. Se ha llegado a la certeza que el fondo se divide en 3 zonas y que cada una también se subdivide en 3.

  1. Zona continental submarina: es la zona del continente tapada por el mar.
  2. Transicional: lugar donde se junta la zona continental submarina con el lecho del océano.
  3. Lecho oceánico, la zona más grande

Las dos primeras son lo que en algunos textos se llama los “márgenes continentales”, o donde descansan los continentes antes de meterse en profundidad.

Esta es la costa de Estados Unidos, donde se nota buen algunos de los elementos que estamos viendo: la Zona Continental Submarina aquí tiene sus tres partes- pues en algunos lugares el “Pie del Continente” o “Elevación Continental” no existe.

La Primera o “Plataforma Continental” es la continuación de la superficie de la costa hacia el fondo marino; tiene forma plana y se sumerge aproximadamente hasta los 190m de profundidad (independientemente de su cercanía a la costa. Por ejemplo el caso de las islas Malvinas es muy bajo, o Inglaterra que está en el Margen Continental prácticamente, en cambio en Valparaíso a las pocas millas se sumerge el fondo a los 4.000m).

El Talud es la continuación de este escalón para abajo, una parte más bien heterogénea y que se sumerge en pendiente (no tan empinada como el gráfico). Por último la tercera unidad o “Elevación continental” es como un “barrido de escoba” de los márgenes continentales. En todo caso, estos márgenes continentales de acuerdo a la costa que se encuentre, tienen diferentes características como su angostura, por ejemplo los chilenos-o casi todas las costas del pacífico- son “activas” donde no aparece la elevación continental, y luego del Talud encontramos la Fosa. En los Márgenes “Pasivos” como las costas argentinas, la zona de separación de las placas tectónicas está muy lejos de la costa, y no hay actividad de colisión cercana a ella. Otras costas son los Márgenes Transicionales como las de California.

Cuando se habló de las leyes del mar, determinaron las 200millas, y con algunos países se tuvo que negociar, pues si nos fijáramos en los conceptos geológicos, Chile debería tener 10millas menos- cuando se acaba la placa, en cambio Argentina sale perdiendo pues podría tener hasta 900km por su placa.

Vamos a ver cómo se ve el margen continental de Valparaíso. Este gráfico parece una foto aérea, pero es un levantamiento que se hizo hace 7 años atrás, con un buque alemán usando los equipos de sonda (se ve Valparaíso, San Antonio, una gran cuenca, el monte Ohiggins, la desembocadura del estero de Reñaca). Casi la Plataforma no existe, es muy angosta la parte plana. Este ejemplo es muy característico en los Márgenes Continentales Activos, pues en Antofagasta y las costas peruanas o colombianas pasa casi lo mismo.

Si miramos esta misma costa dibujada, en un dibujo de hace 15 años, con menos antecedentes, vemos el cañón submarino de San Antonio, con tremendas vertientes que bajan por el talud, como quebradas gigantescas que llegan hasta la fosa de 5.000 m.

Nota acerca de los Cañones Submarinos: Cuando se empezaron a hacer los primeros cables de comunicaciones submarinos, que unían las costas de un lugar a otro, por el año 1870 no habían explicaciones de porqué los cañones submarinos estaban ahí. Se sabía que casi siempre los cañones aparecerían frente a ríos, pero ¿cómo era posible que un río pudiera hacer excavaciones tan profundas bajo el agua- a 4.000 o 5.000 m de profundidad? ¿Quién hizo ese sacado? Habían hipótesis de cambios climáticos o agua dulce que brotaba del fondo producían estos fenómenos. Hasta que hubo un terremoto por los años 30, y se dieron cuenta que se cortaron las comunicaciones entre EEUU y Europa, por tremendas avalanchas submarinas. Así surgió el concepto de “Corrientes Turbias”, desplazamientos de fango en estado semiplástico que se mueven por fallas submarinas- comúnmente cercanas a ríos. A través de años de avalanchas de este fango generan los cañones.

Anécdota: Una vez hicimos unas perforaciones con las sondas ya vistas, y me encontré con unas piedras, bolones o huevillos que vienen navegando de la cordillera. Lo que está enterrado a 15 millas enterrado mar afuera, salió alguna vez del río Maipo rodando. Estos son procesos dinámicos. Curiosamente tenemos nosotros en chile, muchos cañones, y no todos están frente a ríos.

Existen cañones muy grandes. El gráfico muestra las costas de Africa (el río Congo): miren dónde se extiende, cantidad de kilómetros mar adentro los cañones (se ven como líneas). Los manchones que se aprecian son sedimentos traídos del continente. Como tiene un Margen Pasivo, se ve la plataforma continental, talud y elevación continental. Namibia y otros países viven de la extracción de diamantes, que traen los ríos.

Otro margen pasivo es la costa de EEUU, se ve el río Hudson y Nueva York. Se ven las tres partes: plataforma, talud y elevación, también los cañones submarinos y el arrastre de sedimentos hacia abajo.

Otro ejemplo de la magnitud de acuerdo al aporte que tengan, en el Golfo de Bengala, India, prácticamente todo ese mar es un gran depósito de sedimentos gigante. Cientos de miles de km de cosas aportadas desde el continente al mar llevados por los cañones.

La segunda Unidad se llama Zona Transicional. Hay tres fenómenos,y la más cercana a nosotros es la Cuenca. Luego vienen los Arcos Insulares y las Trincheras. En las costas del pacífico, al lado de Japón, se da la estructura un poco distinta a nosotros, la fosa, un arco de islas y unos mares interiores (mar de la china y Japón).

Veamos cómo es la fosa de Chile-Perú (ver figura). Se ve el dibujo del continente en una serie de perfiles, desde arica hacia el sur. Lo que está negro son las tierras emergidas. Se ve cómo se va transformando la configuración.

Las Planicies Abisales, son aquellas zonas del fondo marino, lisas y de una cobertura a veces de cientos de kilómetros. Lo más interesante aquí es la ocurrencia en su superficie de lódulos de manganeso- recurso potencial minero muy importante para el futuro. Recordemos que las dorsales son las grandes cordilleras submarinas.

Frente a la zona de los canales de la XII región, vemos su fondo marino. Se ven bastantes volcanes submarinos como protuberancias. Así en la extensión del océano Pacífico, vemos cientos de miles de volcancitos, muchos inactivos.

Veamos cómo están distribuídas las fosas en el mundo. La mayoría están en el océano pacífico, exceptuando dos: La fosa de Puerto Rico frente a la isla de cuba, y la otra es el Arco de Escocia en la continuación del borde antártico. Las profundidades parten desde los 4.500m y la más profunda es las fosas de las Marianas que tiene como 11.000m. Recordemos que en la zona de subducción, la placa se sumerge- como la placa del pacífico.

Las Dorsales son un fenómeno espectacular. Son cordilleras dorsales, que tiene un valle central que separa las placas, y en su centro está lleno de lava. En la figura se ve las fracturas que provoca la separación de las placas. Ocupan generalmente como 80.000km, es como una gran sutura que tiene la tierra en todos los océanos del mundo. Islandia es un país que está en una dorsal emergida.

Se han podido distinguir dos tipos de dorsales. La Dorsal Rápida, comunes en el pacífico como la que está frente a chile- se mueve 15 km por año; y las Lentas son como las que mencionamos anteriormente en el atlántico (lo que está destacado en la figura es lo que sale de lava) El valle de Riff es una quebrada bastante impresionante, de varios kilómetros de ancho, es un valle arriba de la cordillera a lo largo de toda ella. Las Dorsales del Pacífico casi no tienen este valle central arriba.

Aquí se ve el eje de la dorsal y los valles de expansión rápida y lenta sale magma. Está todo quebrado. Y en el fondo aparecen las chimeneas negras, pues en las trizaduras en el agua de mar hacen como un geiser al entrar en ebullición, donde salen fluidos de depósitos minerales: mezclas de zinc o cobalto. Hay mucha flora y fauna muy interesante que vive cerca de estos fenómenos, objeto de muchas investigaciones científicas.

Para finalizar, veremos el uso que todo lo que hemos visto puede tener. Lo que está con negro son las plataformas de márgenes de Convergencia, los blanco son de Divergencia. En el atlántico la mayoría son pasivos o de divergencia. Estas plataformas sirven para muchas cosas relacionadas con los recursos. Por ejemplos en estas plataformas Pasivas, los grandes deltas contienen petróleo y gas. Por ejemplo: En el Missisipi, el Congo, el Amazonas, muchos depósitos de potentes sedimentos y el aporte de la materia orgánica descompuesta generan estos recursos.

En el Atlántico hay 5 tipos de estructuras que podemos encontrar en la Plataforma Continental. En un margen pasivo como este se dan distintas formas en la morfología, recursos, etc. En Inglaterra, por ejemplo, se ve prácticamente una misma pieza. La Elevación Continental no aparece en el océano pacífico, también hay grandes recursos de petróleo y gas. Los ríos africanos han llevados muchas piedras preciosas y rocas al mar a profundidades de 2.000-3.000m. Algún día alguien va a sacar esos materiales. Ya por ejemplo Brasil está haciendo extracciones de petróleo a más de 3.000m.

Clase 05. Características y propiedades del océano

El agua de mar

El agua se puede mirar de varias perspectiva, como el agua en si misma, que es salada, tiene oxigeno y la otra, que es la que nos puede interesar mas a nosotros arquitectos y diseñadores, que son los movimientos y los efectos que se producen en algunas estructuras, que si es agua de mar tiene un porcentaje mas alto de sílice o de oxigeno, entonces depende de cómo se quiera mirar. Además este mar esta dentro de un concepto de movimiento, la tierra esta girando en el espacio, y esto le da unas características importantes.

La primera pregunta que se puede hacer es el origen de agua de mar, ¿por qué tenemos agua? , en la primera clase hablamos de la formación de los ciclos de la naturaleza, del magma, la formación de las cordilleras, unas de las líneas en que aparecían los tipos de roca y la atmósfera, entre ellos era el agua.

El agua surgió al igual que la atmósfera y la vida, mucho tiempo se pensó que el agua era mas salada, o cada vez era mas salada, porque se originaba por el diluvio universal entonces se iba a salar cada vez mas, ya que iba a seguir lloviendo, se iban a arrastra mas sales, esto se pensó durante mucho tiempo, como también se pensó que la tierra era plana, ideas en la historia.

Las aguas originales son las que podemos denominar como aguas juveniles que son las aguas que parten de océanos mismos, se considera que a partir de los sistemas dorsales centro oceánicos, donde el piso esta expandiéndose, por la tectónica de placas. A varios centímetros por años emerge basalto acompañado por las aguas juveniles, esta agua nunca han entrado en la fase liquida y contienen en solución muchos de los componentes del agua del mar, en los que se destaca el cloro, bromo yodo, carbon, estrogeno, etc. Otro tipo de agua juvenil, igualmente salada pero de composición diferente es liberada por los volcanes que abundan en el piso del océano pacifico y el los borde de los márgenes continentales, las que salen junto con el gas del volcán.

La actual atmósfera y los océanos terrestres no son los que existieron originalmente , si no que se han desarrollado a partir del comportamiento físico químico de la roca sólida, se estima que hace 4.000 millones de años o menos, el núcleo, manto, corteza, océano y atmósfera se diferenciaban a partir de acumulación de material homogéneo, el calculo de agua liberada en dicho proceso es entre el 33% y 90% del volumen actual de los océanos, el mecanismo aun estaría activo en las regiones dotadas de actividad volcánica y la mayor parte de la emanaciones ahí producidas son simplemente aguas subterráneas recicladas, pero si tan solo entre le 0,5 y el 1% del agua fuera juveniles el valor de la producción anual seria suficiente como para haber

llenado todos los océanos del mundo en un lapso de 4.000 millones de años.

En la actualidad el agua de los océanos se encuentra sometida a una evaporación continua pasando a la atmósfera una cantidad media anual de 98 cm3 por seg., ocurriendo la máxima evaporación en las latitudes 20 norte y 12 sur, con 140 cm3 por seg., el 92 % de esta agua vuelve a caer sobre el océano en forma de lluvia con presencia en las zonas ecuatoriales 128 cm3 a los 17º norte y templado 125 a 130 cm3 entre latitudes 50 y 40.

Este hecho contribuye considerablemente sobre la distribución de la salinidad del océano, el restante 8 % de las lluvias se precipitan sobre los continentes formando corrientes fluviales que erosionan el suelo y las capas rocosas que se encuentran a su paso, a través de este mecanismo llegan al océano 2,73 10 toneladas de anuales de sólidos disueltos los que representan 5,4 10 del total de las sales disueltas en el océano, evidentemente el contenido de sal varia en mares marginales e interiores de acuerdo al balance entre las ganancias de aguas por flujo y las perdida por evaporación y congelamiento, este balance depende a su vez de la zona climática que se encuentre el cuerpo de agua y su grado de aislamiento.


En este dibujo se ve como es el ciclo de las aguas, de la latitud de donde estemos ubicados va a depender para que los efectos de este procesos sean mayor o menor. Se ve el ciclo de agua que se vuelven a infiltrar hacia abajo, que son importantes porque representan acuíferos que están muy cerca de la costa, que son potenciales recursos de agua dulce; una cantidad importante del agua se va hacia el mar a través de los ríos, 320.000 km2 que evapora, llueven 284.000 km2, 380.000…

Existe una especie de equilibrio, en algunos momentos puede detenerse, aumentar o disminuir, y eso puede generar cambios climáticos importantes. Esto puede ser afectado por situaciones de distinto orden que hace que el un ciclo ordenado no sea así.

El agua propiamente tal tiene algunos elementos que son importantes de entender y su comportamiento.

Salinidad, temperatura y densidad.

Son muy importantes porque además de favorecer, de acuerdo a la intensidad, afectan el entono, considerando que el mar esta lleno de vida que está en un equilibrio de acuerdo a estas condiciones. Estos elementos también afectan otras condiciones como la transparencia, si fuese mas opaca pasaría menos luz, por consecuencia, la vida seria menor.

Según sus características de salinidad o densidad permitiría en mayor o menor grado que viaje el sonido a través de ellas, y poder utilizar instrumentos de sonidos para trasmitir. La salinidad junto con la temperatura constituyen los rasgos mas característicos e importantes del agua de mar, por su parte la temperatura al igual que la salinidad son propiedades conservativas del agua de mar, al menos en las capas oceánicas donde la atmósfera no influye notablemente sobre otros parámetros. Las propiedades conservativas son importantes, ya que para medir estos parámetros, si ocurriera que a medida que lloviera el mar seria más salado, no podríamos medir nunca la salinidad, pero por su propiedad conservativa tenemos ciertos rangos en que oscila. Al igual que lo hace nuestro organismo; nosotros tenemos una salinidad en la sangre que también se mantiene con propiedades conservativas, lo mismo para con nuestra temperatura que tiene que estar dentro de un rango, lo que permite que tengamos un equilibrio, si tuviésemos un aumento de las sales cada vez mayor tendríamos que tener una evolución muy rápida para poder vivir.

Solo los procesos de mezclas pueden modificar de manera sensible los niveles de temperatura y salinidad una vez que las aguas superficiales llegan a profundad, ya que muchos de estos elementos son generados en superficie, el sol esta actuando, son procesos superficiales, pero afectan toda la cadena hacia abajo.

La densidad esta en función directa con la temperatura y salinidad, es esencial para la oceanografía dinámica conocer la repartición de las densidades, porque esas densidades controlan el comportamiento del agua de mar. El agua se mueve por el movimiento miso de la tierra, pero a su vez hay movimientos de agua de mar que se deben a la densidad y se tienen gigantescos desplazamientos de volúmenes de cientos de miles de centímetros cúbicos que se mueven por densidad, corrientes que sumergen gigantescos volúmenes de agua por debajo de toda la tierra. Y esto crea todo un sistema de circulación profunda, que si bien es cierto, esta afectando el movimiento de la tierra, también esta produciendo un movimiento importante. Si se tiene agua más densa y menos densa, la menos densa va a estar siempre arriba y cuando se ponga densa se va a hundir por debajo del agua con distinta compresión. La salinidad el agua de mar se caracteriza desde el punto de vista químico, por llevar una gran cantidad de sólidos y gases pudiendo afirmarse en principio que se encuentra en ella todo elemento y especies quimiencas, realmente casi todo lo que esta en el mar esta disuelto en ella de alguna manera. Si se saca una muestra de agua de mar se puede encontrar detallitos, elementos trazos y otros en cantidades muy grandes, alguno de ellos sirven simplemente para definirla. Como es natural la proporción en que cada uno de estos elementos químicos se encuentra en el agua de mar es extraordinariamente diferente, por variar entre márgenes muy amplios, es esto precisamente una de las mayores dificultades que se presenta para conocer su exacta composición. El agua de mar sin embargo presenta una particularidad de sumo interés, las proporciones relativas entre las cuales sus principales componentes se encuentran son muy constantes y uniformes en todos los mares del mundo. Esto es muy importante, mediante este principio constante del agua de mar, la determinación de un componente elegido como exponente, puede permitir conocer las cualidades y propiedades totales del agua de mar; si tenemos un volumen determinado de agua sabemos que en ella están prácticamente casi todos los elementos conocidos, pero sabemos que hay una proporcionalidad siempre en esa cantidad, si elegimos uno de ellos como el patrón, ese va a elegir la proporción adecuada, de esta forma se ha llegado a establecer el concepto de salinidad, el cual ha sido definido como la cantidad de substancias sólidas expresadas en gramos y contenida en un kilo de agua de mar cuando todos los carbonatos sean convertidos en oxido, el bromo y el yodo son sustituidos por el cloro y la materia orgánica ha sido completamente oxidada.

Es un volumen de agua de un kilo, porque es mas fácil utilizar lo que es mas conocido, usando como elemento patrón lo que más encontramos, que es el cloruro de sodio o sal común. El Ion cloro presenta el 55% de ese los sólidos disueltos en ese kilo, y como el cloro es de fácil determinación química, la salinidad se puede obtener a través de la valoración del cloro, lo que buscamos es cuanto cloro hay en un determinado volumen de agua y por proporciones podemos saber entonces exactamente la salinidad, como los conceptos de salinidad y clorinidad, se refieren a cantidades de agua de mil gramos sus valores se expresan en partes por mil y se escriben s º/1000. Entonces lo que se esta midiendo de la salinidad es la cantidad de cloro, en los salinometros las muestras de agua se obtienen de instrumentos que se sumergen para conocer las variaciones de salinidad porque no son de igual salinidad todas las aguas. En superficies es mucho menos salado, sobre todo en los grandes ríos, entonces tenemos distribución de salinidades de acuerdo a la prefundida. En el mar báltico el agua es salinidad muy baja. La armada de chile le compro un buque a la marina sueca y por la diferencias de salinidad daño los motores. El sistema de enfriamiento usa agua de mar y como que estaba diseñado para otro tipo de aguas, menos saladas, se produjo el daño.

En el caso de los seres vivos es de vida o muerte que el agua sea menos o mas salada, y tenemos que mantener estas características que en todas partes es distinto. Para medir la salinidad en profundidades, se usan instrumentos que se sumergen y traen volúmenes de agua encajonada desde las profundidades que se requiera. El mecanismo más antiguo es mucho mas bonito que el actual, el actual es un sistema en que se baja una serie de tubos, como de 12 pulgadas, con termómetros, estos tubos van cerrados y a medida que van bajando se abren los distintos compartimientos por un sistema electrónico. El sistema antiguo era un tubo que tenia dos aberturas en forma de uso, se tenia que mandar abierta la botella porque si se mandaba cerrada se aplasta con la presión, y se sumergía invertida, a cierta profundidad se manda por cable un fierro que se llama mensajero, el fierro golpeaba la botella, se soltaba un gancho, la botella se giraba y hacia que los dos usos se cerraran.

Se trata con esto dar información de la salinidad a 2000 metros a toda la sociedad que se dedica a esto. Para esto se ha medido varias veces, con esto se saca un promedio y se estima la salinidad.

La salinidad se sacaba con un procedimiento químico antiguamente, pero afortunadamente se tiene el salinometro que lo que hace es medir la cantidad de electricidad que pasaba, la resistencia que se produce, y este valor se llevaba a una tabla. Para calibrar los equipos, se compra agua estándar de salinidad conocida. Con esto se puede establecer la distribución del agua de mar y la salinidad, obviamente esto por un efecto puntual puede variar, y va a disminuir de acuerdo a la posición geográfica, como si se tiene inviernos o veranos más largos.

Tenemos ciertos rangos naturales que hace que la vida exista dentro de estos, la salinidad la tenemos desde que se formo el mar y va a seguir estado, al igual que la temperatura del ser humanos, entonces hay equilibrios, y son importantes porque es posible medirlos, otros es muy difícil medirlos.

La temperatura del agua de mar está en función de la energía solar, esta energía que habita el espacio en forma de radiaciones electromagnéticas en una amplia gama de longitudes de onda. La emisión solar que alcanza la tierra consiste en ondas de longitud comprendidas entre los 286 y 13.500 m y principalmente entre los 380 y 2.500 m. La energía que conduce la radiación se expresa en joules, 1 joule = 10 7 ergios o en calorías gramos 1 cal = 4,1855 joules

En las capas altas de la atmósfera un cm2 normal enfrentado al sol recibe 9.07 joules, en la superficie del mar esta cifra se reduce a causa de la absorción atmosférica, y depende además de la altura del sol sobre el horizonte. De ordinario cada cm. 2 de la superficie oceánica recibe entre 20 y 120 kilocalorías por año.

Al llegar a la superficie del agua una parte de la radiación se refleja mientras que otra parte penetra en el agua, a medida que la atraviesa la radicación pierde intensidad siendo una parte absorbida por las moléculas del liquido o de la sustancia en disolución convirtiéndose en otra forma de energía, mientras que la otra parte se dispersa transversalmente o se difunde al chocar con las otras moléculas. De manera general, se habla de atenuación de la radiación a causa de la acción combinada de la absorción y la difusión, ella es característica de la longitud de onda.

Entre los más importantes procesos térmicos que se realizan entre el océano y la atmósfera, es notable en primer lugar, el intercambio térmico. Aquí puede observarse que sus variaciones se hallan en función de la altitud y la iluminación solar. El intercambio por evaporación constituye una perdida calórico importante en el océano, máxima el las latitudes inferiores a los 40º de latitud. Sin embargo, la distribución de la evaporación no es homogénea, siendo particularmente intensa en regiones bien determinadas del globo.

Entonces tenemos un balance de perdida de calor y de humedad.

En algunos lugares tenemos que el sol cuando la línea es más recta calienta más el agua y en los extremos el agua es más fría. Tenemos frió por perdida de calor por radiación y distribución de temperatura del ecuador a los extremos. Por un lado tenemos un rozo gigantesco de mar la antártica, el ecuador y Groenlandia, va a perder por arriba y se van a formar dos parte, el polo y el ecuador. La zona central tiene mucha evaporación, hay pérdidas y traspaso de energía.

Este país por ejemplo tiene las condiciones gratas porque pasa la corriente de humboldt, estas características son las que hacen que tengamos distintas respuestas y eso ha permitido que nos acomodemos o no.

El dibujo de la tierra, con distintos elementos que están ocurriendo, el primer recuadro tiene que ver con el transporte de energía, de evaporación, de difusión, esto generado por el sol. Por otro lado la presencia del sol genera, graficado por el dibujo inferior, es la disociación uniforme de temperaturas, que hace que tengamos efectos distintos en una parte u otra. Distribución solar in igual. Esto permite que se ponga en marcha el sistema atmosférico, las celdas que se mueven en las cual tenemos mas o menos sol, generando un circuito atmosférico.

En un mundo ideal tendríamos un sistema como este caso, se tendría un patrón, un mundo cuadrado sin la forma de los continentes por insolación, generando ciclones y anticiclones; lugares con mayor o menor presión repartidos uniformemente. Hay un patrón de circulación mas o menos conocido en el cual siempre va a haber una alta y una baja presión. Tiene que haber un equilibrio entre ellas, el aire se va a desplazar de la alta presión a la baja presión, se dice entre comillas que hay en algunos mas aire que en otro. Porque la zona central es zona de aires ecuatoriales, el aire sube por el sol, en el fondo queda menos aire ahí. Cuando llega a cierta altura comienza a desprenderse, además de toda la humedad de la evaporación comienza a llover y los vientos alisios que golpean ambos extremos, el aire sigue subiendo y cuando baja viene seco, el aire seco genera franjas de desierto, en las ha bajado el aire caliente y los vientos alisios, que son vientos fuerte.

El las cartas de navegación se muestran los centros de alta presión ya que se realizaron a vela.

Se crean las corrientes y contracorrientes que se mantienen en equilibrio unas con otras, las mas densas de van a un lado dejando un espacio en las que entran otras, y tenemos un circuito.

El dibujo muestra los últimos días que ha estado lloviendo, las partes azules son centros de alta presión, en general el mal tiempo en nuestro país no se produce de esta forma, es curioso el efecto, y ha llovido porque la distribución de la alta presión al sur del ecuador en el verano se fortalece.

El dibujo muestra el modo estándar en chile, esto es lo que siempre hay, una alta presión y una baja antártica importante por abajo. Entonces las neblinas que se forman es cuando se juntan. Pasa durante el año que la alta presión entre septiembre hasta marzo o abril es predomínate por la posición del sol, que está mas cerca, llegando hasta casi concepción, en invierno sube porque tiene menos calor, lo de abajo sube y por eso, es la lluvia al sur en invierno. En el periodo del niño esto de desordena y es cuando sucede algo parecido al dibujo anterior.

Esta distribución pasan y se desplazan generando desorden, esta distribución tiene que ver con la temperatura en el aire y el agua. Existe una diferencia de temperatura y hay una distribución que tiene que ver con los problemas del entorno.

Grafico de distribuciones de dos épocas del año, agosto y febrero, son líneas de temperatura, salinidad. Las líneas unen puntos de igual valor, va a moverse según el sol.

Curva de distribución de temperatura en superficie, en los primeros de cientos de metros son los lugares de variación, a profundidades mayores es todo igual, no hay luz la temperatura es casi uniforme entre 8 a 3 grados.

En la costa la temperatura no tiene que ver con la latitud sino con el fenómeno de humboldt.

La densidad, que es la otra variable importante que depende a su vez de otras, temperatura, salinida y presion, porque el agua de mar a una profundidad de 5000 metros tiene presiones barometricas gigantescas, entonces estos tres elementos hacen que la densidad disminuya cuando la temperatura se eleva y aumenta con la salinidad y la presión. Nunca funcionan solas siempre va a depender de las tres cosas, en algunos caso predomina una, obviamente para grandes profundidades lo que va a dominar va a ser la presion, mientas la temperatura se mantiene casi homogénea.

Si la densidad de las aguas superficiales llega a ser superior a las aguas adyacentes, ya sea por aumento o disminución de la salinidad, se originan movimiento de convección denominados termohalinos. Estos movimientos de convección termoalinos pueden extenderse incluso a los fondos marinos; como es el caso de las aguas que dan movimiento a las aguas antárticas profundas, pero generalmente ellos se limitan a la capa superficial, donde se mezclan con los movimiento inducidos por los viento.

También tenemos el moviendo de estos chorros de aguas, volúmenes de cientos de kilómetros cúbicos por segundos. Cuando se mide la desembocadura del amazonas o de un rió, se dice que grande el volumen que corre, cuando se abre la represa y salen kilómetros de metros cúbicos por segundo. Entonces cuanto trae la corriente de humboldt, esto se mide en sverdrups. Esto hace que tengamos la vegetación que se tiene, el viento, y es grato o menos según el movimiento.

En el caso nuestro tenemos en varias franjas la corriente de humboldt, y una contracorriente por debajo, después una corriente antártica mas abajo, entonces frente a las costas de chile hay una diversidad de elementos.

así es, mas o menos, frente a las costas de Perú, una corriente por encima, corriente oceánica, que es la de Humboldt, una contracorriente paralela y después una corriente costera que se mete hacia arriba. Se tiene una escala de distintos movimientos que van en diferentes direcciones.

Gráfico de corriente, que hay que sumarle que por debajo hay corrientes muchos mas densas y lentas. Para que se vea la complejidad y su relación, además se tienen los vientos alisios. No es que no tenga orden, pero no es simple como si fuese una sola cosa. Estos son solo dibujos teóricos, pero el real cambia totalmente la perfección. Este es una proyección curiosa que tiene la antártica como punto centrar y ahí se ven los continentes, entonces en el dibujo anterior ordenado, se va a encontrar un flujo de pronto con algo, y va a ir para otro lado, por ejemplo en el caso nuestro tenemos chorros que pegan justo el los 40º sur y parte un flujo hacia abajo y otro hacia arriba. En otros lugares la forma que tiene hace que se vean los ciclos mayores que otros.

Pero en lugares como estos se producen turbulencias porque hay algo que esta distorsionando las corrientes.

En definitiva tenemos un dibujo como este, en que tenemos los dos procesos presentes, presión atmosférica, perturbaciones polares, anticiclón, cinturones de climas ecuatoriales, los vientos del sudeste y noreste, y el frente polar ártico, en cuanto al movimiento atmosférico.

En el mar, vamos a tener una replica de eso, pero hay que agregarle un elemento que no se ha contemplado, que es el efecto de coriolis, que hace que se desvíen todos los cuerpos hacia izquierda, por la rotación de la tierra.

El efecto coriolis se puede visualizar imaginando un proyectil que parte de la tierra desde el ecuador hacia el norte. Además de la velocidad hacia el norte que se imprime en el momento de lanzarlo, parte con la velocidad de rotación de la tierra del punto del suelo en la latitud. Al dirigirse al norte pasa sobre latitudes donde la velocidad de rotación es progresivamente hacia la derecha en el hemisferio norte, que afecta el agua y la atmósfera, entonces todos los movimientos que hemos visto, que son producidos por la densidad, la temperatura y la presion, le agregamos ahora que nos encontramos con los continentes que los distorsionan, entonces los desordenes de fechas que se ven se deben a la sumatoria de elementos de la naturaleza. Y eso genera a un trasporte, que es lo que le pasa a las partículas que se están moviendo, tenemos superficies que desplazan partículas, pero como esta el efecto de coriolis, genera un efecto hacia abajo que giren y hace que cuando se mide la dirección del viento no es hacia donde va, si no que es el efecto sumado del giro de las partículas.


Circulación oceánica

El mundo del océano es complejo, en este grafico se ven fechas hacia todas direcciones, es realmente la transportación de sedimentos de fondos marinos. En el mar hay muchos movimientos, pero a distintas escalas, hay movimientos que son a escalas muy menores y muy amplias, ondas que se propagan a velocidades determinadas de distintas velocidades. Algunos son fenómenos que no los percibimos como en el sur, nadie ha podido darse cuenta en un buque si se esta en la corriente de humboldt, hay un movimiento. Nadie se da cuenta que está siendo llevado por la corriente y en parte por los vientos. Tampoco la gente percibe las mareas, pero en puerto Montt se vive en función a eso, porque se fue la marea y su embarcación no puede salir, para ellos es notable, pero en general no se hace. Lo que percibimos siempre son las olas, que es propio al mar.

Las olas tienen su origen el los vientos, a su vez el sol, podría decirse que es un fenómeno astronómico, siendo que efectivamente el fenómeno astronómico son las mareas, lo único que hace la tierra es que las acelera.

Aca tenemos una secuencia de distintas maneras de determinar este problema, hablamos de centros de altas y bajas presiones, eso genera viento, en el verano cuando tenemos viento sur en las tarde hay mas viento lo que se debe a cambios de temperaturas, en verano tenemos un viento que sopla de mar a tierra en la tarde y se debe a que el mar se calienta y se enfría mas rápido que la tierra.

El viento sopla de las altas presiones a las altas presiones.

Entonces tenemos un ciclón, centro de baja presión, que esta girando produciendo turbulencias y estas afectan a la masa de agua que le da un efecto de distintos nombre, las olas que se generan en el mar, cuando llega a suelo se traslada, es lo que genera este fenómeno propaga energía. Acá entra a jugar la densidad del aire, el agua y la interacción entre ellas. Pero indefinitiva las olas son onda provocada por el viento que sopla. Y cuando llega a la orilla es donde se nota el efecto mayor. Las olas como todas las ondas tienen una altura y una longitud, que se genera impulsadas por el viento, hace que las partículas de aguas que la componen vayan girando.

Acá tenemos unas partículas que se están moviendo impulsadas por el viento y van generando este desplazamiento. Las olas generadas en alta mar no son afectadas por el fondo. Las olas que llegan a nuestra costa son producidas mas allá de la isla de pascua y el viento genera con las altas presiones potentes que se empiezan a generar vientos fuertes, propagando las olas a la costa. Cuando comienzan a llegar a las zonas mas profundas la longitud empieza a disminuir y cerca de la orilla. Existe una simple ecuación, cuando la profundidad por debajo es igual a la semilongitud de su onda se siente afectada, y la ola rompe cuando es menor, es como un tubo de bernoulli.

Las olas afecta a los bordes porque acá la pendiente es muy abrupta, y crea una enorme distribución de energía, creando problemas de erosión y seguridad. Las olas al llegar a la costa pueden ocurrir varias cosa, se refractan, difractan o reflejan. Cuando llegan a una bahía con una punta, ahí se separa la energía y en los puntos donde se concentra la energía separa un poco la línea que une la dirección.

Acá se ve el desplazamiento de las corriente, generándose estos movimientos de corriente y contracorrientes, que tienen que ver con la línea de rompiente, con las corrientes costeras y ciclos que se arman en las rompientes. Entonces el tema de modelar esta parte es compleja por la infinidad de fenómenos que ocurren.

Tenemos una playa de huevillo, con un perfil estándar que se genera en los bordes con el oleaje, que va a ser predominante en invierno o en verano de acuerdo a lo que ocurre, en algunos momentos la playa casi desaparece y se va toda la arena que en el verano se recupera. Tenemos una conformación de bordes que tienen que ver con el verano o el invierno y con la disposición que tiene el talud, con la energía que llega, si el lugar es muy abierto o menos abierto.

Generalmente está la parte consolidada, como las dunas, el camino, la berma de invierno, la playa, la ante playa, son una dinámica de playa generada por la dinámica del oleaje.

En la imagen se ven una playa, después de un temporal se ve que el oleaje se llevo todo. Lo que se hace es estudiar esto planos de olas, y ahí se puede ver una grafica de oleaje con vientos predominante. Existen planos de obras para distintos oleajes y tipos de vientos.

En Valparaíso tenemos lugares donde se concentra la energía, existen procedimientos para calcular el oleaje y vientos, y hacer planos para diferentes caso, para esto se necesita de observaciones constantes y de mucho tiempo, sacando distribución de promedio datos, distribución de frecuencia con mal tiempo, buen tiempo. Incluso se puede calcular un tsunami. La marea se mide por medio de mareógrafos, que es un fenómeno astronómico que tiene que ver con la posición del sol y la luna, hay de varios tipos, la mareas menores en el cual esta la tierra la luna y el sol casi en línea, la fuerza de gravedad es mayor que si esta puesto en ángulo. En lo particular la marea modificada por el entorno, podría quedar encajonada por la topografía generando fenómenos locales.

Las mareas son muy importantes para los países por los puertos, tienen que dar seguridad, y saber exactamente la profundidad.

Las mareas tienen un ciclo astronómico, y si bien es conocido, no es el mismo siempre, por eso que todos los años hay que cambiar la tabla de mareas, que van cambiando centímetros.

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