Introducción a la ciencia I. Ciencias Físicas (38 page)

El motor que pone en marcha esta circulación vertical es la diferencia de temperatura. El agua de la superficie del océano es enfriada en las regiones polares y, por lo tanto, se hunde. Este flujo continuo de agua que se hunde se extiende a todo lo largo del suelo del océano, por lo que, incluso en los trópicos, las aguas del fondo son muy frías, muy cerca del punto de congelación. Llegado el momento, el agua fría de las profundidades sube a la superficie, porque no tiene otro lugar adonde ir. Tras ascender, el agua se caldea y deriva hacia el Ártico o el Antártico, donde se hunde de nuevo. La circulación resultante se estima que conseguiría la mezcla completa del océano Atlántico, si algo nuevo se añadiera para que formase parte de esto, en unos 1.000 años. El gran océano Pacífico conseguiría tal vez lograr esta mezcla completa en 2.000 años.

El Antártico es mucho más eficiente en suministrar agua fría que el Ártico. La Antártida tiene una capa de hielo diez veces mayor que el hielo del Ártico, incluyendo la masa de hielo de Groenlandia. El agua que rodea la Antártida, que es gélida por el hielo que se derrite, se extiende hacia el Norte en la superficie hasta que encuentra las aguas cálidas que derivan hacia el Sur desde las regiones tropicales. El agua fría de la Antártida, más densa que las aguas cálidas tropicales, se hunde por debajo en la línea de
convergencia antártica
, que en algunos lugares se extiende tan al Norte como hasta los 40° S.

La fría agua antártica se extiende a través de todos los fondos de los océanos llevando consigo oxígeno (puesto que el oxígeno, como todos los gases, se disuelve con más facilidad y en mayores cantidades en agua fría que en la caliente) y nutrientes. La Antártida («la nevera del mundo») fertiliza así los océanos y controla el clima del planeta.

Las barreras continentales complican esta descripción general. Para seguir la circulación, los oceanógrafos han recurrido al oxígeno como trazador. Mientras el agua polar, rica en oxígeno, se hunde y se extiende, este oxígeno disminuye gradualmente a causa de los organismos que hacen uso del mismo. Por lo tanto, midiendo la concentración en oxígeno de las aguas profundas en varios lugares, se localiza la dirección de las corrientes profundas del mar.

Esos mapas han mostrado que una de las corrientes principales fluye desde el océano Ártico hacia el Atlántico por debajo de la Corriente del Golfo y, en dirección opuesta, otro fluye desde el Antártico hacia el Atlántico Sur. El océano Pacífico no recibe un flujo directo desde el Ártico, pues el único paso es el poco amplio y muy somero estrecho de Bering. Por lo tanto, constituye el extremo de la línea del flujo profundo marino. El que el Pacífico norte constituya el callejón sin salida del flujo global, es algo que se muestra por el hecho de que sus aguas profundas son muy pobres en oxígeno. Grandes partes de este enorme océano se encuentran muy débilmente pobladas de formas vivientes y constituyen el equivalente de las zonas desiertas en las partes terrestres. Lo mismo puede decirse de los mares casi bloqueados por tierras como el Mediterráneo, donde la plena circulación de oxígeno y nutrientes se encuentra parcialmente ahogada.

Una prueba más directa de esta descripción de las corrientes marinas profundas se obtuvo en 1957, durante una expedición oceanográfica conjunta británico-norteamericana. Los investigadores emplearon un flotador especial, inventado por el oceanógrafo británico John Corssley Swalow, que está previsto para mantener su nivel a una profundidad de más o menos un kilómetro y medio, y equipado por un artilugio para mandar ondas sónicas cortas. A través de estas señales, el flotador puede arrastrarse mientras se mueve con las corrientes marinas profundas. De este modo, la expedición rastreó la corriente marina profunda en el Atlántico, a lo largo de su borde occidental.

Toda esta información adquirirá importancia práctica cuando la población en aumento del mundo se vuelva hacia el océano en busca de más alimentos. Las «granjas marinas» científicas requerirán conocimientos acerca de estas corrientes fertilizantes, lo mismo que los granjeros terrestres necesitan conocimientos de los cursos de los ríos, del agua subterránea y de las lluvias. La actual cosecha de alimentos marinos — unos 80 millones de toneladas en 1980—, con una cuidadosa y eficiente administración puede incrementarse (según estimaciones) a más de 200 millones de toneladas por año, dejando a la vida marina el margen suficiente para mantenerse a sí misma de forma adecuada. (Naturalmente, se da por supuesto que no continuará nuestro curso actual de despreocupación, dañando y contaminando el océano, particularmente en aquellas porciones del mismo —cerca de las riberas continentales— que contienen y ofrecen a los seres humano la mayor porción de organismos marinos. Hasta ahora, no sólo estamos fracasando en racionalizar un uso más eficiente de los alimentos marinos, sino que disminuimos su facultad de mantener la cantidad de alimentos que cosechamos en la actualidad.)

El alimento no es el único recurso importante del océano. El agua marina contiene en solución vastas cantidades de casi todos los elementos. Hasta 4 mil millones de toneladas de uranio, 330 millones de toneladas de plata y 4 millones de toneladas de oro se hallan en solución en los océanos, pero en una dilución tan grande que imposibilita su extracción práctica. Sin embargo, tanto el magnesio como el bromo se consiguen en la actualidad del agua del mar a escala comercial. Además, una importante fuente de yodo la constituyen las algas secas, las plantas vivientes que, previamente, han concentrado el elemento del agua marina en una proporción tal que los humanos nunca podrán imitar provechosamente.

Del mar se extraen materias más prosaicas. De las relativamente someras aguas que bordean Estados Unidos, se consiguen cada año 20 millones de toneladas de cascaras de ostras, que se utilizan como valiosísima fuente de piedra caliza. Por añadidura, 50 millones de metros cúbicos de arena y de grava se extraen de una forma parecida.

Esparcidos por las porciones más profundas del suelo oceánico se encuentran nódulos metálicos que se han precipitado a partir de algunos núcleos tales como guijarros o dientes de tiburón. (Se trata de algo análogo, en el océano, a la formación de una perla de un grano de arena en el interior de una ostra.) Por lo general se les llama nódulos de manganeso porque son muy ricos en este metal. Se estima que existen 31.000 toneladas de tales nódulos por cada kilómetro cuadrado del suelo del Pacífico. No obstante, el obtenerlos en ciertas cantidades es bastante difícil, y su solo contenido en manganeso no los hace de utilidad en las condiciones actuales. Sin embargo, los nódulos contienen también un 1 % de níquel, un 0,5 % de cobre y un 0,5 % de cobalto. Esos constituyentes menores hacen a los nódulos más atractivos de lo que serían de otra forma.

¿Y qué hay del 97 % de los océanos que es en realidad agua, más materiales en disolución?

Los estadounidenses emplean 30.000 metros cúbicos de agua por persona y año, para beber, para lavarse, para la agricultura, para la industria. La mayoría de las naciones son menos generosas en su uso, pero, para el mundo en general, se emplean 18.000 metros cúbicos por persona y año. Sin embargo, toda esa agua debe ser
agua dulce
. Así, pues, el agua marina carece de valor para estos fines.

Naturalmente, existe una gran cantidad de agua dulce en la Tierra en sentido absoluto. Menos del 3 % de toda el agua de la Tierra es agua dulce, aunque eso aún representa unos 120 millones de metros cúbicos por persona. Pero las tres cuartas partes no están disponibles para su uso, pues se mantiene apartada en los casquetes de hielo permanentes que cubren el 10 % de la superficie terrestre del planeta.

El agua dulce de la Tierra, pues, se reduce a unos 30 millones de metros cúbicos por persona, y es constantemente repuesta por las lluvias, que representan hasta 1,5 millones de metros cúbicos por persona. Podríamos argüir que la lluvia anual se eleva a 75 veces la cantidad empleada por la raza humana, y que, por lo tanto, sigue habiendo una gran cantidad de agua dulce.

No obstante, la mayor parte de la lluvia cae en el océano, o en forma de nieve en las banquisas. Parte de la lluvia que cae en el suelo y permanece líquida, o se hace líquida cuando aumenta la temperatura, corre hacia el mar sin ser usada. Una gran cantidad de agua en los bosques de la región amazónica, virtualmente, no es empleada por los seres humanos en absoluto. Y la población humana está creciendo con firmeza, lo mismo que la contaminación de los suministros de agua dulce existentes en la actualidad.

Por lo tanto, el agua dulce está a punto de convertirse en un recurso escaso antes de que pase mucho tiempo, y la Humanidad comienza a volverse hacia el último recurso: el océano. Es posible destilar agua marina, evaporándola y condensando el agua en sí, dejando en otra parte el material disuelto, empleando, de forma ideal, el calor del Sol para esos propósitos. Esos procedimientos de
desalinización
pueden emplearse como fuente de agua dulce, y emplearse en aquellas zonas donde la luz solar se halla fácilmente disponible, o donde el combustible sea barato, o donde haya necesidades. Un gran transatlántico se provee a sí mismo de agua dulce, quemando su combustible para destilar agua del mar al mismo tiempo que para que funcionen sus máquinas.

También se ha lanzado la sugerencia de que los icebergs pueden recogerse en las regiones polares y llevarlos flotando hasta puertos marinos cálidos pero áridos, donde lo que aún quede del hielo se fundiría para su empleo.

Sin embargo, indudablemente la mejor forma de utilizar nuestros recursos de agua dulce (o cualquier tipo de recursos) es por medio de una prudente conservación, con la reducción a un mínimo del despilfarro y de la contaminación, además de limitar prudentemente la población sobre la Tierra.

¿Y qué cabría decir de las observaciones directas de las profundidades oceánicas? De los tiempos antiguos sólo ha quedado un registro (si es posible creer en él). El filósofo griego Posidonio, hacia el año 100 a. de J.C., se supone que midió la profundidad del mar Mediterráneo exactamente enfrente de las costas de la isla de Cerdeña, y se dice que alcanzó más o menos 1,8 kilómetros.

Sin embargo, no fue hasta el siglo XVIII cuando los científicos comenzaron un estudio sistemático de las profundidades con el propósito de estudiar la vida marina. En los años 1770, un biólogo danés, Otto Frederik Muller, creó una draga que podía emplearse para extraer a la superficie especímenes de tales seres vivientes desde muchos metros por debajo de la superficie.

Una persona que empleó una draga con particular éxito fue un biólogo inglés, Edward Forbes, Jr. Durante los años 1830, dragó la vida marina del mar del Norte, y de otras aguas que rodean las Islas Británicas. Luego, en 1841, se enroló en un navío que se dirigía al Mediterráneo oriental, y allí extrajo una estrella de mar desde una profundidad de 450 metros.

Las plantas sólo pueden vivir en la capa más superior del océano, puesto que la luz solar no penetra hasta más allá de unos 80 metros. La vida animal no puede vivir en realidad excepto donde haya plantas marinas. Por lo tanto, a Forbes le pareció que la vida animal no podría existir por debajo del nivel donde se encuentran las plantas. Así, le pareció que una profundidad de unos 450 metros era el límite de la vida marina y que, por debajo de eso, el océano era estéril y carente de vida.

Sin embargo, exactamente cuando Forbes decidía esto, el explorador británico James Clark Ross, que se hallaba explorando las riberas de la Antártida, dragó vida desde una profundidad de 800 metros, muy por debajo del límite de Forbes. Sin embargo, la Antártida quedaba muy lejos y la mayoría de los biólogos continuaron aceptando la teoría de Forbes.

El fondo del mar empezó a convertirse en un asunto de interés práctico para los seres humanos (más bien que sólo una curiosidad intelectual para unos cuantos científicos), cuando se decidió tender un cable telegráfico a través del Atlántico. En 1850, Maury había elaborado una carta del fondo del océano Atlántico con objeto de tender el cable. Costó quince años, salpicados de muchas roturas y fracasos, el que al fin se estableciese el cable atlántico, bajo la increíblemente perseverante dirección del financiero estadounidense Cyrus West Field, que perdió una fortuna en esa actividad. (En la actualidad surcan el Atlántico más de veinte cables.)

Durante este proceso, y gracias a Maury, se marcó el inicio de una sistemática exploración de los fondos marinos. Los sondeos de Maury dieron la impresión de que el océano Atlántico era más somero en la parte media que a cada uno de sus lados. Maury denominó a la región central menos profunda la Meseta del Telégrafo, en honor del cable.

El buque británico
Bulldog
trabajó para continuar y extender la exploración de Maury de los fondos marinos. Zarpó en 1860 y a bordo se encontraban un médico británico, George C. Wallich, que empleó una draga y extrajo trece estrellas de mar desde una profundidad de 2.500 metros. Y no se trataba de estrellas de mar que se hubieran muerto y hundido en el fondo marino, sino que estaban muy vivas. Wallich informó de esto al instante, e insistió en que la vida animal podía darse en la fría oscuridad de la parte más profunda del mar, incluso sin la presencia de plantas.

Los biólogos siguieron reluctantes a creer en esta posibilidad, y un biólogo escocés, Charles W. Thomson, empezó a dragar en 1868 en un buque llamado
Lightning
. Al hacerlo en aguas profundas, consiguió animales de todas clases, y con ello las discusiones cesaron. Ya no siguió adelante la idea de Forbes de un límite bajo respecto a la vida marina.

Thomson deseó determinar cuan profundo era el océano, y zarpó el 7 de diciembre de 1872 en el
Challenger
, permaneciendo en el mar durante tres años y medio, cubriendo una distancia en total de 130.000 kilómetros. Para medir la profundidad de los océanos, el
Challenger
no tenía un aparato mejor que el método ya muy probado con el tiempo de largar 6 kilómetros de cable, con un peso en el extremo, hasta que alcanzaba éste el fondo. Más de 370 sondeos se efectuaron de esta forma. Desgraciadamente, este procedimiento no es sólo fantasiosamente complicado (para sondeos profundos), sino también de escasa exactitud. Sin embargo, en 1922 la exploración del fondo oceánico quedó revolucionada con la introducción de un
sondeo de eco
por medio de ondas sónicas. No obstante, para explicar cómo funciona esto será necesaria una digresión acerca del sonido.