LA INTERACCIÓN DEL AGUA CON LA MATERIA INANIMADA EN LA NATURALEZA. 2.1 EL CICLO NATURAL DEL AGUA La Tierra es el único planeta de nuestro sistema solar con 70.8% de su superficie cubierta con agua líquida y, sobre todo en las regiones polares, con hielo. Además de estos dos estados de agregación, existe el agua también en su estado gaseoso como parte de la atmósfera, principalmente de la atmósfera baja, llamada troposfera. Los océanos, lagos, ríos, el hielo polar, los glaciares y el agua subterránea forman la hidrosfera, de la cual ni siquiera 3 % se encuentra en los continentes. Los lagos y ríos ocupan solamente una superficie de 2 x 106 km2 con un volumen de 0.3 x 106 km3, mientras que los océanos y mares tienen una superficie de 361 x 106 km2 y un volumen de 1370 x 106 km3. En comparación con estas enormes cantidades, la atmósfera contiene en promedio sólo 0.013 x 106 krn3 de agua. Entonces, si nuestro planeta es muy rico en agua, la pregunta es: ¿dónde está el problema cuando, -sobre todo en la actualidad- se habla de la deficiencia de agua para el hombre en varias regiones del mundo? En una primera aproximación, la Tierra representa para toda su materia un sistema cerrado. Dentro de este sistema hay importantes movimientos, algunos muy lentos y otros más rápidos, que causan cambios de los componentes de la materia respecto a su lugar, a su composición física y química, así como a su estado de agregación. Por lo general, estos movimientos son cíclicos y el ciclo quizá más importante es el del agua. Este ciclo es mantenido básicamente por la radiación solar. En la figura x se muestran las estimaciones de las cantidades estacionarias del agua y de las cantidades de agua que a lo largo de un año se mueven dentro de este sistema cerrado Fig. xy Ciclo terrestre del agua (a lo largo de las flechas se presenta el promedio de flujo del año y entre paréntesis la cantidad estimada en cada compartimento) Los tiempos en que una molécula de agua permanece en promedio en uno de los tres compartimentos (atmósfera, continentes y océanos) difieren notablemente. En la atmósfera se queda alrededor de nueve días, lo que significa que en un año el agua es intercambiada 40 veces. Para el agua de los continentes, se estima que este proceso dura 1700 años y para los océanos 3000 años. Como el agua por lo general se evapora dejando atrás las sustancias disueltas, en primer lugar las sales, el proceso de evaporación es uno de los más importantes para la purificación del agua en la naturaleza. Por otro lado, el proceso de condensación generalmente empieza con un llamado núcleo de condensación, el cual es una pequeña partícula sólida que flota en el aire y en cuya superficie se pegan las moléculas de agua y así se forman las gotas de lluvia, los cristales de nieve o los granizos. La lluvia y las nevadas lavan la atmósfera, por lo cual las precipitaciones nunca representan agua químicamente pura. Gran parte del agua de las precipitaciones regresa más temprano o más tarde a los océanos. En su camino tiene contacto con diferentes sustancias naturales del suelo y del subsuelo que son solubles en diversos grados. Así, a lo largo de millones de años han aumentado las concentraciones de estas sustancias en el mar, por lo que el agua del mar es agua salada y, de esta forma, inadecuada para las necesidades del hombre. Además, el agua corriente de los ríos también transporta material insoluble y así participa en la formación de los sedimentos. La importancia del ciclo del agua puede resumirse en cuatro puntos principales: a) El equilibrio entre evaporación y condensación es de gran relevancia para la distribución de energía en nuestro planeta, porque la evaporación necesita energía y la condensación libera energía. Además, las moléculas de agua en la atmósfera participan en el efecto invernadero porque absorben energía. b) El equilibrio entre cristalización y disolución es de importancia fundamental para la distribución de sustancias solubles en el planeta. c) El equilibrio entre el desdoblamiento de la molécula de agua en la primera etapa de la fotosíntesis y, más tarde, su reformación por el proceso de la respiración forma carbohidratos y libera oxígeno. d) El ciclo del agua conecta a los seres humanos con los ecosistemas.