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Contraste de los fascinantes tonos turquesa del mar Caribe con la misteriosa oscuridad del Pacífico



Introducción


Las aguas turquesas y resplandecientes que bañan las costas del Caribe mexicano y de otras playas de renombre mundial despiertan admiración y fascinación. Detrás de estas magníficas tonalidades se oculta una intrigante ciencia: la interacción entre la luz solar y el agua. La coloración vibrante y distintiva de estas aguas es el resultado de la escasez relativa de nutrientes en comparación con las extensas y ricas aguas del Pacífico, hogar de una abundante y diversa flora y fauna marina (Smith & Baker, 2015).


En este artículo, nos sumergiremos en el fascinante mundo de la coloración del agua y la importancia de comprender los fenómenos científicos que la gobiernan. Exploraremos cómo la interacción de la luz solar con las partículas del agua da forma a la apariencia visual de nuestros océanos y cómo diferentes condiciones, como la escasez de nutrientes y la concentración de partículas suspendidas, influyen en la coloración del agua y en la vida marina que la habita.


A través de la exploración de las aguas oligotróficas, caracterizadas por su transparencia cristalina y tonalidades azul turquesa, y las aguas ricas en nutrientes, que exhiben una apariencia más opaca y oscura, desvelaremos los secretos detrás de estas sorprendentes diferencias visuales. Además, nos sumergiremos en el mundo de los coeficientes de absorción y esparcimiento, comprenderemos cómo funcionan y cómo influyen en la interacción entre la luz y el agua.


Al final de este recorrido científico, habremos adquirido una comprensión más profunda de la complejidad y belleza de los océanos. También reflexionaremos sobre la importancia de valorar y proteger estos ecosistemas marinos, reconociendo que la apariencia visual no siempre refleja la vitalidad y productividad que sustentan. Prepárate para sumergirte en un viaje científico que te permitirá apreciar la ciencia oculta en los impresionantes colores de las aguas que nos rodean.


La luz y su efecto en el color del mar


La luz solar desempeña un papel crucial en la percepción del color del agua del mar (Jerlov, 1976). Este fenómeno es particularmente notorio en las aguas oligotróficas o con pocos nutrientes, donde la luz tiene una interacción mínima con las partículas de agua. El resultado es una baja absorción y un menor esparcimiento de la luz, lo que permite una penetración más profunda de los rayos solares en el agua.


En las aguas oligotróficas, la transparencia del agua y la baja concentración de partículas suspendidas permiten que la luz solar atraviese con facilidad la superficie del agua y llegue hasta el fondo marino. A medida que los rayos de luz viajan a través del agua, las longitudes de onda más largas, como el rojo y el naranja, son absorbidas primero, mientras que las longitudes de onda más cortas, como el azul y el verde, penetran más profundamente (Mobley, 1994).


Por lo tanto, a medida que los rayos de luz se adentran en el agua, la mayor parte de la luz que llega al fondo marino es de color azul. Esta luz azul se refleja desde el fondo y vuelve a la superficie, creando esa vibrante tonalidad azulada que es tan característica de las aguas oligotróficas.


Además, la baja concentración de partículas y microorganismos en el agua disminuye la dispersión y la absorción de la luz, permitiendo que el agua conserve su claridad y que la luz se refleje de manera uniforme en todo el lecho marino. Esta uniformidad en la reflexión de la luz es similar a lo que ocurre en una piscina, donde la luz reflejada desde el fondo aporta al color general del agua (Mobley, 1994). Por tanto, el papel de la luz solar y su interacción con las partículas de agua en las aguas oligotróficas es fundamental para crear el atractivo color azul que a menudo asociamos con los mares tropicales y prístinos.


La dinámica de las aguas ricas en nutrientes


Contrastando con las aguas oligotróficas, encontramos las aguas ricas en nutrientes, como las que bañan las vastas extensiones del Océano Pacífico. En estas aguas, las numerosas partículas y nutrientes suspendidos en el agua interactúan intensamente con la luz solar, dando lugar a un proceso significativamente diferente al de las aguas oligotróficas (Kirk, 2011).


Esta elevada concentración de partículas suspendidas, que incluye fitoplancton y otras materias orgánicas e inorgánicas, provoca una absorción y un esparcimiento de luz mucho mayores que en las aguas oligotróficas. En consecuencia, los rayos de luz tienen dificultades para penetrar profundamente en el agua y se dispersan en múltiples direcciones en lugar de reflejarse hacia el fondo del mar (Kirk, 2011).


Como resultado de este intenso esparcimiento y absorción, las aguas ricas en nutrientes adquieren una apariencia más opaca y oscura. En lugar del brillante azul turquesa que caracteriza a las aguas oligotróficas, estos mares ofrecen tonalidades más variadas y oscilantes entre el verde oscuro y el azul oscuro. La aparente falta de transparencia y de brillo en estos océanos no es indicativa de una falta de vida, sino más bien todo lo contrario, se trata de una señal de la gran cantidad de nutrientes y de vida que sostienen.


Entendiendo los Coeficientes de Absorción y Esparcimiento


Para comprender mejor la interacción entre la luz y el agua, es importante explorar dos propiedades fundamentales: los coeficientes de absorción y de esparcimiento (Mobley, 1994). Estos coeficientes nos permiten entender cómo la luz se comporta al encontrarse con partículas suspendidas en el agua.


El coeficiente de absorción se refiere a la probabilidad de que las partículas o los fotones sean absorbidos por unidad de longitud. En otras palabras, indica qué tan eficientemente las partículas presentes en el agua pueden absorber la luz que incide sobre ellas. Cuanto mayor sea este coeficiente, mayor será la absorción de luz y, por lo tanto, menos luz llegará a profundidades más alejadas.


Por otro lado, el coeficiente de esparcimiento mide la probabilidad de que los fotones sean dispersados por unidad de longitud. Este coeficiente está relacionado con la cantidad de luz que se refleja y dispersa en diferentes direcciones cuando encuentra partículas suspendidas en el agua. Un coeficiente de esparcimiento alto implica que una mayor cantidad de luz es dispersada en diversas direcciones, lo que contribuye a la falta de transparencia y opacidad en las aguas ricas en nutrientes.


Además de estos coeficientes, existe otro parámetro importante conocido como parámetro de anisotropía. Este parámetro define la probabilidad de que la luz se propague en diferentes direcciones, ya sea hacia adelante, hacia atrás o en cualquier otra dirección. La anisotropía es una medida de la dirección preferencial en la que se mueve la luz al interactuar con las partículas del agua.


Comprender estos coeficientes y parámetros nos permite estudiar con mayor precisión la interacción entre la luz y el medio acuático. Estos aspectos son esenciales para analizar cómo la luz afecta la apariencia visual de las aguas y cómo influye en los ecosistemas marinos.


Comentarios Finales


En definitiva, la belleza visual de las aguas no siempre es indicativa de su idoneidad para la vida marina (Hutchins & Smith, 2019). Sin embargo, los arrecifes de coral, con su asombrosa capacidad de adaptación, han florecido en estas aparentemente inhóspitas aguas oligotróficas, convirtiéndolas en vibrantes ecosistemas repletos de vida (Huston, 1985).


A pesar de que las aguas ricas en nutrientes presentan un aspecto más oscuro y opaco, son fundamentales para el sustento de numerosas formas de vida marina. Estas aguas albergan una abundancia de fitoplancton y otros organismos que conforman la base de la cadena alimentaria y sustentan una diversidad biológica impresionante. Aunque sus colores puedan parecer menos llamativos en comparación con las aguas oligotróficas, su vitalidad y productividad son indiscutibles.


Por otro lado, las aguas oligotróficas, con su transparencia cristalina y su característico color azul turquesa, han permitido que los arrecifes de coral se desarrollen en un entorno aparentemente hostil. Estos ecosistemas frágiles y sorprendentes albergan una variedad asombrosa de especies marinas y desempeñan un papel esencial en la salud y el equilibrio de los océanos.


Referencias


Huston, M. A. (1985). Patterns of species diversity on coral reefs. *Annual Review of Ecology and Systematics*, 16(1), 149-177. https://doi.org/10.1146/annurev.es.16.110185.001053

Jerlov, N. G. (1976). Marine Optics. Elsevier Oceanography Series. link

Kirk, J. T. O. (2011). Light and Photosynthesis in Aquatic Ecosystems. Cambridge University Press. https://doi.org/10.1017/CBO9781139168212

Mobley, C. D. (1994). Light and Water: Radiative Transfer in Natural Waters. Academic Press. link

Preisendorfer, R. W. (1976). Hydrologic optics. National Oceanic and Atmospheric Administration, Environmental Research Laboratories, 1.

Smith, T. B., & Baker, A. C. (2015). Coral reef resilience. In Marine Community Ecology and Conservation (pp. 393-428). Sinauer Associates. https://doi.org/10.1111/ele.12598

Hutchins, D. A., & Smith, V. H. (2019). Phytoplankton and eutrophication. In Aquatic Microbial Ecology and Biogeochemistry: A Dual Perspective (pp. 37-50). Springer. link


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