Nuestra Tierra • Número 9 • Primavera 2008 • página 2

EditorialEl año 2008 ha sido

dedicado al planeta Tierracon el lema “Ciencias de laTierra para la sociedad”.Con ello, la asambleageneral de las NacionesUnidas quiere contribuir aldesarrollo sustentable de la

Tierra, promoviendo el uso inteligente de los recursosnaturales y una mejor planeación de las actividadeshumanas relacionadas con la naturaleza, de modo quedisminuyan los riesgos para la sociedad. Esta es unaocasión para destinar algunos esfuerzos adicionalespara dar a conocer a la sociedad cómo es la Tierra,cómo ha ido evolucionando en el tiempo hasta ser loque nosotros conocemos ahora, y cómo está cambian-do actualmente a través de su interacción con elhombre.

En efecto, desde su origen, el ser humano, comotodos los seres vivos, obtuvo de la Tierra cuanto nece-sitó para desarrollar su vida, y la Tierra le pareció in-mutable, sus recursos no tenían fin. En cambio, con eldesarrollo de las grandes civilizaciones y más parti-cularmente en los últimos 150 años, después de larevolución industrial, el ritmo de extracción de recur-sos y de alteración del medio ambiente del planeta porparte del hombre se aceleró. En las últimas décadas,estamos viviendo, entre otros, la destrucción de losbosques, la contaminación de ríos y mares, la pérdidade biodiversidad, los deslizamientos de laderas y lasinundaciones de los cauces de los ríos, y empezamos atomar conciencia de que la Tierra no es inmutable,sino que reacciona, como todo cuerpo ante una acción.Es más, los efectos de la acción del hombre llegan a serremotos, en zonas no habitadas, como los casquetespolares que se funden y liberan icebergs al océano, o latundra que al deshelarse, despide grandes cantidadesde metano a la atmósfera. La intensidad de todos estosefectos ha desencadenado una señal de alerta en lacomunidad internacional.

El año internacional del planeta Tierra tiene asícomo uno de sus objetivos ratificar la importancia dela investigación científica en torno al tema de la Tierra,como un medio para conocer el planeta y su dinámica,para poder entender su funcionamiento y así lograr unequilibrio sostenible con la actividad humana. Lainvestigación está enfocada a las geociencias, pero

también a la biología, o las ciencias del mar y de laatmósfera, pues la Tierra es un sistema complejo for-mado por subsistemas (geológico, biológico, hidroló-gico, atmosférico) que están tan íntimamente ligados einteractúan de tal manera que los cambios ocurridosen un subsistema inciden en el comportamiento de losdemás, y es esta compleja interacción la que determinalas pautas de la evolución del planeta. Así la biodiver-sidad depende de la geología, la hidrología y la atmós-fera, pero también la composición de la atmósfera, lahidrología y el clima dependen de los organismosvivos que existen y de su fisiología. Pero todos ellosdependen a su vez de la historia de la Tierra, de loscambios geológicos, atmosféricos y de los organismosvivos que se han sucedido de manera muy dinámica alo largo de más de cuatro mil millones de años, y queexplican la evolución actual y los parámetros que hoypodemos medir y analizar.

Con este volumen especial de Nuestra Tierra quere-mos compartir con ustedes tres trabajos de síntesisgeneral sobre algunos subsistemas de la Tierra: laLitósfera, la Hidrósfera y la Biósfera, y tres trabajosmás de detalle relacionados con la atmósfera e hidrós-fera (inundaciones) y la biósfera (plantas y animales).

M. Cristina PeñalbaEditora

ContenidoEditorial ............................................................................. 2La litósfera (García Barragán, J.C.) ................................ 3La hidrósfera (Ortega-Rivera, M. A.) ............................ 15La biósfera: diversidad biológica de nuestro planeta

(Molina Freaner, F.) ..................................................... 25Las inundaciones históricas de la ciudad de Guanajuato

(Miranda-Avilés, R. et al.)............................................ 33Las plantas del género Ipomoea en Sonora: características

y usos (Quintana Vásquez, M.A.) .............................. 36El carpintero imperial (Campephilus imperialis)

(Molina Freaner, F.) ..................................................... 38

Portada. Imagen del Centro de vuelo espacial Goddard dela NASA, obtenida por Reto Stöckli, que muestra el planetaTierra, y en la que se distinguen particularmente Norte yCentroamérica. La información contenida en esta imagenfue obtenida con un espectrorradiómetro MODIS instaladoa bordo del satélite Terra que gira alrededor de la Tierra auna distancia de 700 km de su superficie.http://visibleearth.nasa.gov/view_rec.php?id=2429.

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DirectorioUNAM

Dr. José Narro RoblesRector

Dr. Sergio M. Alcocer Martínez de CastroSecretario General

Mtro. Juan José Pérez CastañedaSecretario Administrativo

Dr. Carlos Arámburo de la HozCoordinador de la Investigación Científica

Dr. Gustavo Tolson JonesDirector del Instituto de Geología

Dr. César Domínguez Pérez TejadaDirector del Instituto de Ecología

Dr. Thierry CalmusJefe de la Estación Regional del Noroeste

NUESTRA TIERRA

Dra. Ma. Cristina PeñalbaEditora

Dr. César Jacques AyalaDr. Martín Valencia Moreno

Editores Asociados

Dr. Hannes LöserEditor Técnico y Diseño

Nuestra Tierra es una publicación de la EstaciónRegional del Noroeste, institutos de Geología yEcología, que aparece semestralmente en primaveray otoño de cada año.

Estación Regional del NoroesteBlvd. L. D. Colosio s/n y Madrid

Campus UniSon83000 Hermosillo, Sonora, México

Tel. (662) 217-5019, Fax (662) 217-5340nuestratierra@geologia.unam.mx

http://www.geologia-son.unam.mx/nt.htm

ISSN 1665-945XImpresión: 500 ejemplaresPrecio: $ 30.00

En caso de utilizar algún contenido de esta publicación, porfavor citar la fuente de origen. El contenido de los trabajosqueda bajo la responsabilidad de los autores.

La Tierra: Geología

La litósfera

El Interior de la TierraLas únicas rocas que un geólogo puede estudiar

directamente en su sitio son las que pertenecen a lacorteza terrestre y que no han experimentado despla-zamientos o grandes deformaciones. La corteza terres-tre es una capa delgada de roca que constituye menosdel 1 % del volumen total de la Tierra (Figura 1). Sepueden extraer muestras de roca de una mina o de unpozo para ser estudiadas. De hecho, los geólogos nopueden tomar muestras de rocas a mucha profundi-dad. Algunas minas profundas penetran 3 km pordebajo de la superficie de la Tierra, y un pozo petroleroprofundo puede alcanzar los 8 km; el pozo más pro-fundo, con objetivos puramente científicos, alcanzó 12km en Rusia. Debido a que la Tierra tiene un radio de6370 km, es obvio que los geólogos pueden apenasrasguñar la superficie cuando tratan de estudiardirectamente las rocas debajo de sus pies.

Para poder conocer el interior de la Tierra, los geólo-gos utilizan una rama de la Geología llamada Geofísi-ca, la cual es la aplicación de las leyes y principios dela Física al estudio de la Tierra. La Geofísica incluye elestudio de las ondas sísmicas, el campo magnético, laspropiedades eléctricas, la gravedad y el flujo del calorinterno, entre otros atributos de la Tierra. Todos estosestudios nos dicen cómo es la Tierra en sus partes másprofundas y nos ayudan a poder configurar su estruc-tura interna. A continuación se presenta una descrip-ción de la misma, gracias a la aplicación de estosmétodos.

El estudio de la refracción y reflexión sísmica permi-tió a los científicos definir las tres zonas principalesque componen el interior de la Tierra. La corteza es lacapa de roca exterior, la cual forma la cubierta delgadasobre la superficie de la Tierra. Debajo de la corteza seencuentra el manto, un caparazón grueso de roca quesepara la corteza arriba del núcleo abajo. El límite quesepara la corteza del manto se llama discontinuidadde Mohorovi i . El núcleo es la zona central de laTierra; probablemente es metálico y la causa delcampo magnético de la Tierra (Figura 1).

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Esta es una división que fue aceptada por muchotiempo por la mayoría de los científicos. Sin embargo,estudios de geofísica y geología realizados un pocoantes de que terminara la Segunda Guerra Mundial,principalmente en el Océano Pacífico, dieron origen ala teoría conocida como tectónica de placas, la cual hademostrado que la corteza y la parte más superior delmanto pueden ser más apropiadamente divididos enuna litósfera frágil y una astenósfera plástica odúctil.

Definición de LitósferaEl término litósfera fue acuñado originalmente por

Joseph Barrell en 1914 para referirse a la capa másexterior, mecánicamente más rígida de la Tierra, quees capaz de soportar enormes cargas superficiales,tales como los volcanes. Las raíces de esta palabravienen del griego, lithós, roca, y sphaira, esfera, térmi-nos que se combinan para denotar la esfera o capara-zón de roca de la Tierra. En contraste, astenósferasignifica “esfera débil”. El concepto cobró muchaimportancia al final de la década de 1960 cuando lasteorías de la expansión del piso océanico y la deriva delos continentes fueron combinados bajo el paradigmade la tectónica de placas. Este paradigma explica la

actividad geológica en la superficie de la Tierra comoconsecuencia de la interacción a lo largo de los límitesde un número determinado de placas litosféricas quese desplazan lateralmente unas con respecto a lasotras.

Mientras que la corteza, el manto y el núcleo de laTierra se pueden diferenciar por cambios fundamen-tales en la composición química y mineralógica de lasrocas, la litósfera difiere de la astenósfera subyacienteprincipalmente en función de la temperatura y la pre-sión, o lo que es lo mismo, por su respuesta a losesfuerzos de deformación. Debido a que la viscosidaddel manto de la Tierra depende fuertemente de latemperatura, la litósfera, en los 100 km superiores delmanto, es altamente viscosa y resistente a la deforma-ción comparada con la astenósfera que es más dúctil yde menor viscosidad.

La litósfera normalmente se clasifica como oceánicao continental, dependiendo de si su capa superficialconsiste de corteza oceánica delgada (~6 km) y densa(~2800 kg/m3) o si consiste de una corteza continentalmás gruesa (~40 km) y más ligera (~2700 kg/m3; Tabla1). Las rocas de cualquier clase pierden resistencia y sevuelven fácilmente deformables a una temperatura de1300°C y a la presión que se alcanza a 100 km de pro-

Figura 1. Estructura general del interior de la Tierra (Figura tomada de http://plata.uda.cl/minas/apuntes/geologia/geologiageneral/ggcap01b.htm)

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fundidad, que puede ser equivalente a aproximada-mente 2 MPa (1 MPa = 1 megapascal = 1 kbar). Esta esla base de la litósfera debajo de los océanos, o como sele llama más coloquialmente, la litósfera oceánica. Labase de la litósfera continental, en contraste, se en-cuentra a alrededor de 200 km de profundidad. Larazón de esta diferencia entre los dos tipos de litósferason gradientes geotérmicos diferentes.

El gradiente geotérmico es la proporción a la cual latemperatura se incrementa con la profundidad. En lalitósfera no es constante en todos los lugares; varía delugar a lugar, debido en parte a que las propiedadestérmicas de las rocas difieren; otras diferencias surgendebido al volcanismo u otros efectos caloríficos locales(Figura 2).

Figura 2. Variación de la temperatura con la profundidad en elinterior de la Tierra (Figura tomada de http://www.jovenclub.cu/libros/libros_2/ciencia3/074/htm/sec_11.htm).

Las diferencias más grandes e importantes, sinembargo, son el resultado de los espesores variables dela litósfera oceánica y de la litósfera continental.

Debido a que las rocas en la litósfera son demasiadorígidas, el calor se transmite principalmente a travésde la litósfera por conducción. Sin embargo, la conduc-ción es un proceso lento, de forma que los gradientestérmicos en la litósfera son pronunciados; esto es, lastemperaturas cambian rápidamente con la profundi-dad. La temperatura en la base de la litósfera -el límiteentre la litósfera y la astenósfera- varía desde cerca de1300°C debajo de los océanos hasta 1350°C debajo delos continentes.

En una primera estimación, la temperatura en lacima de la litósfera es cercana a los 0°C. Debido a quela litósfera oceánica tiene cerca de 100 km de espesor,el promedio del gradiente geotérmico en la litósferaoceánica es de 1300°C/100 km, o de 13°C/km. En con-traste, la litósfera continental tiene casi 200 km deespesor, de modo que el promedio del gradientegeotérmico en la litósfera continental es casi de1350°C/200 km, o de 6.7°C/km.

Características CortezaOceánica

CortezaContinental

Promedio deespesor

7 km 30 a 50 km (espesorbajo las montañas)

Velocidad de laonda sísmicaprimaria (P)

7 km/s 6 km/s

Densidad 3 g/cm3 2.7 g/cm3

Composiciónprobable

Basaltocubriendo agabro

Granito, otras rocasplutónicas, esquisto,gneiss con cubiertasedimentaria

Tabla 1. Características de la corteza oceánica y de la cortezacontinental

Espesor de la litósfera oceánicaLa litósfera oceánica, que se puede definir como el

escudo exterior de la Tierra, tiene un gradiente de tem-peratura conductiva que sobreyace el interior adiabá-tico convectivo. Éste se conoce como la litósfera tér-mica, y su espesor está controlado por el enfriamiento.Así, la astenósfera puede ser convertida en litósferaoceánica simplemente por enfriamiento. El engrosa-miento progresivo de la litósfera oceánica debajo delPacífico ocurrió hace 70 millones de años más o me-nos, y después permaneció relativamente constante enespesor hasta la subducción (Figura 3). La erosión con-vectiva en la base de la litósfera oceánica puede ser laresponsable del mantenimiento de esta profundidadconstante. El espesor de la parte rígida de la capa exte-rior de la Tierra que fácilmente se hunde bajo una car-ga, conocida como litósfera elástica, es menor que elde la litósfera térmica. La base de la litósfera oceánicaelástica varía con la composición y la temperatura,incrementándose desde 2 km aproximadamente en lascrestas oceánicas hasta 50 km en el límite previo a lasubducción. Esta corresponde burdamente con laisoterma de 500-600°C. En la litósfera continental elespesor elástico es inferior al espesor de la corteza,frecuentemente por 10 a 15 km.

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Espesor de la litósfera continental

La litósfera continental térmica varía considerable-mente en espesor dependiendo de su edad y del meca-nismo de su formación. Estudios tomográficos delmanto superior han sido definitivos para estimar elespesor de la litósfera continental. La mayor parte dela litósfera que se formó desde hace 2500 millones deaños, tiene entre 100 y 200 km de espesor, mientrasque la litósfera debajo de los escudos del Arqueozoico(antes de 2500 millones de años) tiene comúnmente300 km de espesor.

La base de la litósfera en el norte de Canadá, enÁfrica central y meridional, y en Antártica, regionesque están cubiertas por corteza del Arqueozoico,puede casi alcanzar los 410 km. Sin embargo, bajo losescudos del Proterozoico (entre 2500 y 542 millones deaños), los espesores de la litósfera raramente sobre-pasan los 200 km.

El grueso espesor de la litósfera del Arqueozoico noayuda o, por lo menos, entorpece el movimiento de las

placas. En contraste, los “puntos calientes” (hot spots),tales como Hawaii e Islandia, están asociados convelocidades lentas de ondas sísmicas entre 50 y 200km de profundidad. Estas anomalías de lenta velo-cidad son claramente diferentes de las que están aso-ciadas con las crestas oceánicas (Figura 3), las cualesprofundizan a no más de 100 km. Esta característicaapoya el punto de vista de que el manto pasivo ascen-dente es responsable de las crestas oceánicas, mientrasque el manto activo ascendente forma puntos calien-tes. El modelado térmico y geoquímico ha mostradoque la litósfera pudo haber sido adelgazada hasta los50 km en zonas de extensión, las cuales promueven elascenso de las llamadas “plumas de manto” (mantleplumes).

Los datos isotópicos y geoquímicos de xenolitos(fragmentos de roca embebidos en rocas ígneas dedistinta composición) del manto indican que la litós-fera debajo de los escudos del Arqueozoico se formódurante el mismo Arqueozoico y que es químicamentediferente de la litósfera del post-Arqueozoico.

Figura 3. Corte esquemático de la Tierra mostrando la litósfera oceánica, la litósfera continental y zonas de subducción (Imagentomada de la página electrónica del Servicio Geológico de los Estados Unidos: http://pubs.usgs.gov/dynamic/Vigil.html).

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La Tectónica de Placas

La litósfera no es una capa continua, sino que estácompuesta de varios fragmentos llamadas placas, lascuales tienen superficies de cientos de miles o millonesde kilómetros cuadrados (Figura 4). El calor interno dela Tierra se manifiesta como un movimiento de con-vección, el cual a su vez mueve las placas de la litós-fera y cambia la superficie de la Tierra. Montañascomo los Alpes, la Sierra Madre Oriental o los Himala-ya, que parece que nunca cambian, son tan solo esta-dos temporales de la superficie de la Tierra, desde elpunto de vista de la escala geológica del tiempo (Figu-ra 5). Las cadenas montañosas crecen cuando las pla-cas de la litósfera activa chocan y empujan hacia arribamasas de rocas plegadas y deformadas; entonces,estas cadenas montañosas son lentamente erosiona-das, dejando solo las raíces que registran colisionesantiguas.

Una historia interesante que ha surgido de los estu-dios geológicos de la Tierra es que los continentes mis-mos se mueven lentamente. Se desplazan a tasas de

hasta 12 cm/año, algunas veces chocando unos contraotros y originando nuevas cadenas de montañas porcolisión, y otras veces separándose para formar nuevascuencas oceánicas. Los Himalaya son montañasjóvenes, geológicamente hablando, que empezaron aformarse cuando el subcontinente de la India chocócontra Asia hace cerca de 45 millones de años. El MarRojo es un océano joven que empezó a formarse haceunos 30 millones de años cuando se separó la Penín-sula Arábiga de África (Figura 6).

Pero no son solo los continentes los que se mueven,sino la litósfera. Los continentes, las cuencas oceánicasy todo lo demás en la superficie de la Tierra se muevencomo si fueran pasajeros de grandes balsas; estas bal-sas son placas gigantescas que flotan sobre la astenós-fera. Como resultado directo o indirecto de la derivade la litósfera sobre la astenósfera, todos los rasgosimportantes de la superficie de la Tierra, ya sea queestén sumergidos debajo de los océanos o expuestos enlos continentes, se elevan. Tales movimientos implicaneventos complejos, tanto expuestos como ocultos, loscuales se agrupan en un término llamado tectónica.

Figura 4. Mapa de placas tectónicas (Imagen tomada de la página electrónica de Wikipedia: http://commons.wikimedia.org/wiki/Image: Tectonic_plates.png).

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Figura 5. Imagen satelital de los Montes Zagros en Irán, Asia.El choque de la placa Africana contra la placa Euroasiáticaoriginó una serie de plegamientos en la corteza terrestre llama-dos anticlinales y sinclinales. Estos plegamientos formaron lacadena montañosa más larga de Irak y la segunda de Irán. Seextiende a lo largo de 1500 km desde el Kurdistán iraquí hastael Golfo Pérsico (Imagen tomada de la página electrónica de laAdministración Nacional Aeronáutica y del Espacio de losEstados Unidos: http://landsat.gsfc.nasa.gov/earthasart/iran.html).

La palabra tectónica se deriva del griego tektón quesignifica carpintero o constructor. La tectónica es,entonces, el estudio del movimiento y deformación dela litósfera. La rama de la tectónica que tiene que vercon los procesos por medio de los cuales las placas semueven lateralmente sobre la astenósfera se llamatectónica de placas.

La litósfera está compuesta por seis grandes placasy algunas otras placas menores (Figura 4), todasmoviéndose a velocidades que varían entre 1 y 12 cmpor año. Cuando una placa se mueve, todo se muevecon ella. Si la placa está coronada parcialmente porcorteza oceánica y parcialmente por corteza continen-tal, entonces tanto el piso océanico como el continentese mueven con la misma velocidad y en la mismadirección.

La hipótesis de que el piso oceánico podría estarsemoviendo fue propuesta por primera vez a principiosde los años 1960, y fue una de las claves que conduje-ron a la teoría de la tectónica de placas en 1967. Encambio, la sugerencia de que los continentes se mue-

ven data de principios del siglo XX: el meteorólogo ycientífico alemán Alfred L. Wegener propuso esta ideacuando encontró que rasgos geológicos a gran escalaen continentes separados a menudo coincidían muycercanamente cuando los continentes se juntaban.Wegener también descubrió que los fósiles encontra-dos en un determinado lugar a menudo indicaban unclima completamente diferente del clima actual: porejemplo, los fósiles de plantas tropicales, tales comohelechos y cicadáceas que actualmente se encuentranen la isla ártica de Spitsbergen. Todos estos hechosapoyaron la teoría de Wegener de “la deriva de loscontinentes”, que expuso por primera vez en 1912 yque desarrolló de forma más detallada en su tratadode 1915 “El origen de los continentes y los océanos”.Wegener propuso que hace unos 300 millones de años,los continentes formaban una sola masa llamada Pan-gea (del griego, que significa “todo Tierra”), rodeadapor un vasto océano llamado Panthalassa. Pangea sehabía roto o separado en fragmentos que se habíanalejado unos de otros desde entonces. Esto se llamóderiva de los continentes.

La sugerencia original para la deriva de los conti-nentes fue que éstos deberían, de alguna forma, desli-zarse a través del piso oceánico. Sin embargo, los cien-tíficos de esa época pronto se dieron cuenta de que lafricción impediría los movimientos de esa naturaleza.Las rocas en el piso oceánico son demasiado rígidas yfuertes como para que los continentes se deslicensobre ellas.

Eventualmente y siguiendo al descubrimiento deque la corteza oceánica también se mueve, y de que laastenósfera es débil y fácilmente se deforma, los geó-logos se dieron cuenta de que la litósfera completadebería moverse y no solo los continentes, y que lasplacas de litósfera dura deberían de deslizarse sobre laastenósfera plástica. La primera evidencia clara de queel piso oceánico y el continente sobre la misma placalitosférica se mueven a la misma velocidad y en lamisma dirección, provino del estudio de las propieda-des magnéticas de las rocas. Sin embargo, una serie demediciones recientes han aportado evidencias notablesque son más que convincentes. La nueva evidencia delmovimiento de las placas proviene de los satélites.Utilizando rayos láser emitidos por satélites, se puedemedir la distancia entre dos puntos sobre la Tierra conuna exactitud de aproximadamente 1 cm. Realizandoestas mediciones varias veces en un año, se puedecalcular directamente las velocidades de las placas en

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el presente. Estas mediciones se han comparado conlas estimadas a partir del magnetismo y han coincidi-do en gran medida. Esta coincidencia implica que lasplacas se mueven uniforme y continuamente, en lugarde hacerlo de forma intermitente.

Figura 6. El continente africano. Esta imagen satelital com-puesta muestra en su parte superior derecha la “cicatriz”dejada por la separación de la Península Arábiga de Áfricahace aproximadamente 30 millones de años, y que es actual-mente el Mar Rojo. El inicio de una separación de Etiopía,Somalia, Kenia y Tanzania de Africa está señalado por elextenso Valle del “rift” Africano (Imagen tomada de la páginaelectrónica de la Administración Nacional Aeronáutica y delEspacio de los Estados Unidos:http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/ PIA04965).

Movimientos de las placasLas placas se mueven como unidades individuales y

las interacciones entre las placas ocurren a lo largo desus bordes. Las interacciones entre las placas se expre-san distintivamente por medio de los terremotos y elvolcanismo, ya que estos dos fenómenos ocurren enlas márgenes de las placas. Las placas tienen tres tiposde márgenes: Márgenes Divergentes, MárgenesConvergentes y Márgenes Transformes (Figura 3).

1. Márgenes DivergentesLas Márgenes Divergentes son también llamadas

ejes de expansión porque tales márgenes son fracturas

en la litósfera donde dos placas se separan. Cada placase separa del eje de expansión exactamente como sifuera una banda que se levanta desde la fractura delmanto. Una similitud aproximada, que se usa parailustrar cómo funcionan los ejes de expansión, es lacomparación con una banda transportadora. Aunquees más ancha e irregular que una de éstas, una placalitosférica actúa como la parte superior de una bandaque se mueve continuamente. La analogía es solo par-cialmente correcta porque la placa no se eleva comouna cinta sólida. Está siendo creada por la formaciónde nueva corteza a lo largo de la fractura. Otra diferen-cia en la posible analogía es que las dos placas se mue-ven en direcciones opuestas.

Cuando una margen divergente ocurre en la cortezaoceánica coincide con una cordillera meso-oceánica.No podemos ver el manto debajo de las cordillerasmeso-oceánicas, aunque es posible inferir lo que suce-derá. Las corrientes de convección acarrean roca enestado incandescente desde la parte más profunda delmanto, y como resultado el límite entre la litósfera y laastenósfera se aproxima mucho al piso oceánico y por-ciones locales de la astenósfera llegan a estar lo sufi-cientemente calientes como para iniciar la fusión. Laroca fundida es magma. El magma que se forma en laastenósfera debajo de las cordilleras meso-oceánicas seeleva hasta la parte superior de la litósfera, donde seenfría y endurece para formar nueva corteza oceánica.

Cuando un eje de expansión ocurre en corteza conti-nental, sucede una secuencia interesante de eventos.Primero se forma una gran zona de fallamiento nor-mal de alto ángulo llamada por los geólogos zona derift. Un ejemplo de este fallamiento es el que ocurredesde Etiopía hasta Kenya, Tanzania y Malawi, llama-do Valle del Rift Africano (Figuras 6 y 7). Cuando losdos fragmentos de corteza continental se separan,comienza un período de volcanismo. El movimientocontinuo permite al rift ampliarse y profundizarse, yeventualmente el mar se introduce en el continentepara formar un cuerpo acuático largo y estrecho. ElMar Rojo es un ejemplo moderno. Con el tiempo losfragmentos de corteza continental se separan más yuna corteza oceánica recién formada los separa, y unnuevo océano, como el Atlántico, se forma.

Hace 250 millones de años no existía el OcéanoAtlántico. En cambio, los continentes que ahora lobordean, alguna vez estuvieron unidos en un solo ygigantesco continente. Hace aproximadamente 200millones de años nuevos ejes de expansión dividieron

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a este enorme continente (Figura 8). No sabemos conprecisión cómo ocurrió esto, aunque se supone quenuevas corrientes de convección de la astenósfera y lamesósfera entraron en acción. Los nuevos ejes deexpansión dividieron a la litósfera y durante el procesorompieron al antiguo continente en los fragmentos quehoy conocemos. Estos fragmentos se desplazaron len-tamente a sus posiciones presentes. Al principio elOcéano Atlántico era un cuerpo estrecho de mar queseparaba Norteamérica de Europa y el norte de África.Conforme el movimiento continuaba, el océano seensanchaba y alargaba, dividiendo Sudamérica deÁfrica y creciendo hasta su tamaño actual. El Atlánticotodavía se está expandiendo a razón de 5 cm por año.

Figura 7. Modelo de elevación del norte de Tanzania, África,en el cual se muestra el Valle del “rift” Africano y su conse-cuente formación de volcanes. El extremo norte del lago Eyasise encuentra en la parte superior de la imagen que está orien-tada hacia el suroeste. El lago en el cráter más ancho corres-ponde al volcán Ngorongoro (Imagen tomada de la páginaelectrónica de la Administración Nacional Aeronáutica y delEspacio de los Estados Unidos: http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA03356).

La evidencia es abundante para señalar dónde coin-ciden las márgenes rotas. Si las piezas son reunidasnuevamente, las pendientes continentales a cada lado

del océano coinciden bastante bien como las piezas deun rompecabezas. La línea de coincidencia sigue al ejede expansión, lo que es la actual Cordillera Meso-Atlántica.

2. Márgenes ConvergentesLas llamadas Márgenes Convergentes ocurren

cuando dos placas se mueven una hacia la otra. A lolargo de las márgenes convergentes, una de las placasdebe, ya sea hundirse por debajo de la otra, en cuyocaso se refiere a tal margen como una zona de sub-ducción, o chocar frontalmente con la otra placa, y eneste caso se refiere a ese margen como zona decolisión (Figura 3).

Zonas de subducción Cerca de un eje de expansión, lalitósfera es delgada y su límite con la astenósfera seacerca a la superficie. Este adelgazamiento sucede por-que el magma que se eleva calienta la litósfera y solouna delgada capa cerca de la cima retiene las propie-dades de dureza, rigidez y resistencia. Pero conformela litósfera se aleja del eje de expansión, se enfría y sevuelve más densa. También, como resultado, la litós-fera se hace más gruesa y el límite entre la astenósferay la litósfera se mueve a más profundidad. Finalmen-te, aproximadamente a 1000 km del eje de expansión,la litósfera alcanza un espesor constante y está tan fríaque es más densa que la astenósfera subyacente ca-liente y dúctil, y comienza a hundirse. La antigua litós-fera con su cubierta de corteza oceánica se hunde en laastenósfera y eventualmente en la mesósfera. A esteproceso se le llama subducción, y a las márgenes delas placas a lo largo de las cuales la litósfera se hundese les llama zonas de subducción. Éstas están señala-das por trincheras profundas en el piso oceánico.

A medida que la franja de litósfera se hunde lenta-mente a través de la astenósfera, pasa por debajo de laregión donde los geólogos podrían estudiarla directa-mente. En consecuencia, lo que sucede después sonparcialmente conjeturas. Sin embargo, lo que es seguroes que la placa litosférica no regresa y no podría reapa-recer en el eje de expansión; lo que sucede es que laplaca es calentada y lentamente mezclada con el mate-rial del manto. La delgada capa de la corteza oceánicaen la cima de la litósfera que se hunde, se funde y seconvierte en magma, y una parte de ésta alcanza lasuperficie para formar volcanes. Como resultado, laszonas de subducción están marcadas por un arco devolcanes paralelo a ellas y a una distancia aproximadade 150 km de la trinchera que señala el margen de laplaca (Figura 9, contraportada).

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Figura 8. Reconstrucción paleogeográfica de la Tierra desdefines del Paleozoico (Imagen tomada de la página electrónicadel Servicio Geológico de los Estados Unidos: http://pubs.usgs.gov/gip/dynamic/historical.html).

Zonas de colisión En contraste, la corteza continentalno se recicla en el manto; sigue un viaje más corto quetermina más repentinamente. La corteza continental esmás ligera aún que las regiones más calientes del man-to. Como resultado, la corteza continental flota dema-siado como para ser arrastrada hacia abajo junto con lalitósfera que se hunde. Así, los pedazos de corteza deltamaño de los continentes, flotan sobre las placas de lalitósfera y se desplazan de lugar a lugar sobre la super-ficie de la Tierra. Este movimiento se detiene cuandodos fragmentos de la corteza continental colisionan.Tales colisiones pueden ocurrir solo cuando la sub-ducción de la corteza oceánica ocurre por debajo deuno de los fragmentos que chocan. Debido a que laplaca que se hunde también arrastra un fragmento decorteza continental, una colisión inevitablemente ocu-rrirá cuando las dos piezas de la corteza continental seencuentren a lo largo de la zona de subducción. Estaszonas de colisión forman cadenas montañosas espec-taculares. Los Alpes, los Himalaya y los Apalaches sonel resultado de choques continentales (Figura 10).Debido a que la corteza continental no se hunde en el

manto, mucha de la evidencia que tiene que ver conlos movimientos de placas antiguas queda registradacomo prominencias y cicatrices de colisiones pasadas.

3. Márgenes TransformesEn el caso de las Márgenes Transformes, las placas

simplemente se deslizan unas frente a otras, triturandoy rebajando sus orillas. Estas márgenes de desliza-miento son enormes fallas verticales que atraviesanhasta la litósfera, las cuales están marcadas por zonasde rocas intensamente fracturadas y/o deformadas.Donde las fallas cortan corteza oceánica, marcan zonasalargadas de sierras y valles estrechos sobre el pisooceánico.

El movimiento de deslizamiento de las fallas trans-formes origina un gran número de terremotos de hipo-centros someros, algunos de magnitudes importantes.La mayoría de las fallas transformes no tiene ningunaactividad volcánica asociada. Sin embargo, ocasional-mente, ocurre una pequeña separación entre las pla-cas, y una falla transforme con “filtraciones” resulta encierta actividad volcánica.

Una de estas fallas es motivo de constante monito-reo, la Falla San Andreas, debido a que representa unaamenaza permanente de terremotos para una parteimportante de California. Esta falla, que corre aproxi-madamente de norte a sur, separa a la placa de Norte-américa en el lado oriental, sobre el cual se encuentraasentada la ciudad de San Francisco, de la placa delPacífico, en el lado occidental, sobre la cual se asientala ciudad de Los Ángeles. La placa del Pacífico semueve en dirección norte y la placa de Norteamérica,en dirección sur. Conforme las dos placas se deslizanuna contra la otra, se trituran y desgastan, la ciudad deLos Ángeles se mueve lentamente hacia el norte y laciudad de San Francisco hacia el sur. En ocasiones lasmárgenes de las placas se “enganchan” y “atoran”, ylas rocas a cada lado se flexionan y doblan. Cuando enun instante se desenganchan, las rocas se rompen yocurre un terremoto.

Importancia de la LitósferaLa importancia de la litósfera puede difícilmente

exagerarse desde la perspectiva científica o de la socie-dad. Desde un punto de vista exclusivamente científi-co, la litósfera conserva el único registro histórico de lageología, la biología y el clima de la Tierra. Los proce-sos magmáticos y metamórficos que ocurren a lo largode las márgenes de las placas mantienen el transportede la energía desde el interior de la Tierra a la super-

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ficie, y el ciclo de los elementos dentro y fuera delmanto. Desde el punto de vista de la sociedad, la litós-fera es la capa dinámica responsable tanto de los ries-gos naturales como de los recursos, así como de lasuperficie sobre la cual vivimos.

1. Riesgos geológicos a lo largo de las fronteras entrelas placas tectónicas

Uno de los éxitos espectaculares de la tectónica deplacas, ha sido su habilidad para explicar la distribu-ción global de terremotos y, de hecho, un mapa desismicidad es casi equivalente a un mapa de los límitesentre placas tectónicas. Los terremotos ocurren a lolargo de los límites entre las placas debido a que lafricción impide la habilidad de las placas para mover-se relativamente una con respecto a la otra. La natura-leza de esta fricción es muy variable, dependiendo deltipo de roca, la profundidad de la transición entre frá-gil y dúctil, la heterogeneidad o rugosidad de la super-ficie de falla y la forma de la falla. Por ejemplo, lasrocas típicamente fallan más fácilmente bajo extensiónque bajo compresión. Los sismos en las cordillerasmeso-oceánicas tienden, entonces, a ser someros (< 10km) y de pequeños a moderados en magnitud. Rara-mente ocurren cerca de los continentes, de forma queimplican poco riesgo sísmico. Los sismos a lo largo delos límites transformes son más profundos (< 20 km) yde moderados a fuertes en magnitud. Cuando sucedenen áreas pobladas, como el terremoto de San Franciscode 1906, pueden ser muy destructivos. Los terremotosmás fuertes y más profundos (< 700 km) se generan enzonas convergentes. Los terremotos en zonas de sub-ducción someras, tales como el sismo de Alaska de1964, pueden ser particularmente dañinos, tanto por lavibración que producen en el suelo como por los tsuna-mis que pueden generar.

Los intentos por mitigar los riesgos sísmicos impli-can mejorar tanto los métodos de predicción cuando esprobable que ocurran los sismos, como el diseño de lasestructuras que los puedan resistir. Mientras que elestado actual de nuestro conocimiento de la concen-tración geográfica de los terremotos no permite aúnuna predicción a corto plazo, el conocimiento de latasa de movimiento de las placas y el tamaño y fre-cuencia de los sismos históricos ha permitido por unlado una predicción a largo plazo (décadas o siglos) ypor otro, estimar las probabilidades de que ocurransismos a lo largo de los límites entre placas más acti-

vos. Los edificios y otras estructuras en áreas con ries-go sísmico son ahora diseñados para “ceder” demanera que sean menos vulnerables a las vibracionesdel terreno, que no se colapsen de manera catastróficani que se amplifique la frecuencia natural de un movi-miento intenso del suelo.

Las erupciones volcánicas y los deslizamientos des-encadenados tanto por terremotos como por los volca-nes también implican un riesgo importante a lo largode los límites entre las placas. Aunque las erupcionesvolcánicas son más fáciles de predecir que los terremo-tos porque generalmente van precedidas en el marcode días a horas por pequeños sismos que marcan elmovimiento del magma debajo del volcán, pueden serviolentamente explosivas y mortales.

El territorio de México se encuentra en una zona deconfluencia de cuatro placas diferentes, lo que produceuna incesante actividad volcánica que ha dado origen,entre otras provincias geológicas, al Eje VolcánicoTransversal, en donde se encuentran los volcanes másimportantes del país, como el de Colima, el Popocaté-petl, el Iztaccíhuatl, el Nevado de Toluca y el Pico deOrizaba.

En las zonas donde hacen contacto dos placas quese mueven en direcciones opuestas, llamadas de sub-ducción o de convergencia, la placa más densa penetrabajo la de menor densidad. En el caso de México, elaumento de temperatura que genera la fricción de lasmárgenes de la placa de Norteamérica con la de Co-cos, hace que las rocas de esta última pierdan agua yque ésta se difunda hacia las rocas de la placa deNorteamérica, reduciendo su punto de fusión. Alsufrir un incremento en su temperatura y presión, lasrocas se funden, al mismo tiempo que se va creandouna gran presión que busca una salida hacia arriba.Las fisuras formadas por la interacción de las placaspermiten el paso del magma hacia la superficie. Lacorteza terrestre, cuyo espesor varía entre menos de10 km y más de 40 km, cede en su parte más delgada oen donde ya existe una falla o una fractura. La tierra seagrieta y de ella salen vapores y gases, hasta que sedesgarra por completo. Una lluvia de cenizas puedepreceder a una explosión que arroje a grandes distan-cias fragmentos de lava ya solidificados, o bien el mag-ma se abre paso de manera más suave, formando ríosde lava. Una serie de sismos antes y después de laexplosión acompaña siempre el surgimiento o la reacti-vación de un volcán.

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2. Recursos almacenados en la litósferaTradicionalmente, la mayoría de las actividades de

la ciencia han sido dirigidas hacia el descubrimiento,evaluación y explotación de recursos no renovables (ala escala de tiempo del hombre) como son el petróleo yla industria minera. Los procesos que ocurren dentrode las placas litosféricas y a lo largo de sus límites,tales como el magmatismo, el metamorfismo y elsepultamiento de sedimentos son los responsables dela generación y concentración de la mayoría de losrecursos de la Tierra, tales como el carbón, el petróleo,el gas, los metales y las gemas. Ya que los científicosdedicados al estudio de la Tierra tienen ahora un me-jor conocimiento de la naturaleza de las interaccionesentre las placas, y de la geometría de los límites entreellas en el pasado geológico, ha sido más fácil enfocarlas actividades de exploración para predecir en dóndepodrán descubrirse nuevos recursos, y de la mismamanera, en dónde es extremadamente improbable quese puedan encontrar.

La estabilidad a largo plazo de la litósfera continen-tal ha permitido también la acumulación y almacena-miento de recursos no renovables a lo largo de milesde millones de años. La sociedad industrial está aca-bando con muchos de estos recursos, especialmentelos combustibles fósiles. Claramente, debemos ser máseficientes para encontrar nuevos depósitos y acelerarel desarrollo de fuentes de energía alternativas, inclu-yendo la geotérmica.

3. Las placas litosféricas y el climaDentro del marco del tiempo geológico, el movi-

miento de las placas litosféricas está constantementecambiando el tamaño, la forma y distribución de loscontinentes y de las cuencas oceánicas. Esto a su vezcontrola el patrón de la circulación oceánica y atmos-férica, y la variación en el nivel del mar, siendo ambosfactores importantes en el cambio del ambiente global,al modificar las zonas de temperatura y precipitación.

Los registros del cambio en los patrones de circula-ción oceánica y del clima están conservados en los res-tos de esqueletos de organismos marinos sepultadosen sedimentos del fondo oceánico. Así, la distribuciónde especies antiguas de aguas cálidas y de aguas fríasmarca el inicio del patrón de circulación de la Corrien-te del Golfo, ligado al incremento de la anchura delOcéano Atlántico por la expansión de la CordilleraMeso-Atlántica, y la iniciación de la Corriente Circum-polar Antártica con la apertura del Pasaje Drake entreSudamérica y Antártica.

El levantamiento de las Montañas Himalaya y laMeseta Tibetana (Figura 10) durante los últimos 40millones de años, a medida que la India chocaba conAsia, modificó de forma importante el clima de AsiaCentral, y en consecuencia los monzones dominanahora los sistemas climáticos. El registro climáticodemuestra que los cambios locales en los patrones decirculación oceánica y atmosférica en un área puedentraducirse en cambios ambientales a nivel mundial. De

Figura 10. Imagen satelital compuesta de las Montañas Himalaya. La imagen tiene una orientación norte-noroeste. La MesetaTibetana está casi en el centro, y la planicie Taklamakan se puede ver como la parte más clara cerca de la parte superior de laimagen (Imagen tomada de la página electrónica de Wikipedia: http://wikipedia.org/wiki/ ImageHimalaya_composite).

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esta forma, los estudios de la respuesta global a la tec-tónica de placas -cambios inducidos en el clima-, apor-tan limitantes críticas sobre la predicción del impactofinal sobre el clima de la Tierra de los cambios másinmediatos al ambiente causados por las actividadesdel hombre.

En los pasados cientos de miles de años, los cambiosen el nivel del mar fueron causados por el cambio en elvolumen de las capas de hielo continentales. Sin em-bargo, en los pasados cientos de millones de años, aunlas fluctuaciones más grandes en el nivel del mar hansido el resultado directo del movimiento de las placaslitosféricas. Los sedimentos depositados en ambientesmarinos someros en las márgenes continentales y enlas plataformas hace 510 millones de años y de nuevohace 90 millones de años, indican elevaciones en elnivel del mar desde 400 hasta 600 m relativos al nivelactual del mar. Los movimientos de las placas afectanel nivel del mar al cambiar el volumen total de lascuencas oceánicas. Debido a que la profundidad delpiso oceánico se incrementa con el aumento de la edadde la placa litosférica, los períodos de expansión acele-rada de las cordilleras meso-oceánicas llevan a unareducción en el promedio de edad, y por lo tanto en elvolumen total de las cuencas oceánicas.

El fallamiento normal de alto ángulo de grandesproporciones en los continentes (rifting) tiene un efectosimilar. La litósfera continental extendida consumemás área sobre la superficie de la Tierra comparadacon su estado “no-extendido”, y por lo tanto desplazamás volumen de agua del océano. Por el contrario, yasean los períodos más activos de subducción del pisooceánico joven o bien la colisión continental puedenincrementar el volumen de las cuencas oceánicas,provocando un descenso en el nivel del mar. Aunquelos cambios del nivel mar controlados tectónicamenteson muy lentos comparados con aquéllos provocadospor glaciación, ellos imponen una tendencia de largoplazo sobre las fluctuaciones de más alta frecuencia.

4. Transferencia de masa y energía entre laatmósfera, la hidrósfera y la litósfera

Las placas litosféricas son una parte integral del ci-clo global en la cual los elementos químicos y laenergía son intercambiados entre el manto subya-ciente, los océanos y la atmósfera. La actividadvolcánica a lo largo de los límites entre las placas es laresponsable de la expulsión de compuestos del mantotales como agua, metano, bióxido de carbono, ácido

clorhídrico, bióxido de azufre, etc., hacia los océanos yla atmósfera. El intemperismo de las rocas de la cor-teza en los continentes y en el piso oceánico liberacationes (Ca2+, Na+, K+ y Mg2+) hacia los ríos y océanos.Estos constituyentes disueltos pueden ser más tarderedepositados en sedimentos oceánicos por medio deprecipitación biogénica del carbonato de calcio y lasílice, o por medio de la sedimentación de arcillasextraídas del agua de mar. Finalmente, los elementosson parcialmente reciclados en el manto al ser trans-portados hacia el interior en las zonas de subducción.

Tanto los datos gravimétricos como sísmicos sugie-ren que la corteza continental y la litósfera puedenhundirse hasta una determinada profundidad en elmanto, y así pueden constituir un mecanismo impor-tante para la renovación de la heterogeneidad en lossistemas isotópicos y minerales en el manto de la Tie-rra convectivamente mezclado. Sobre todo, el sistemaparece pasar por un largo período de estabilidad, deforma que la tasa de constituyentes disueltos que en-tran y la de los que son extraídos en los océanos y en laatmósfera, están balanceadas.

Aunque la tasa a la cual el piso oceánico es recicladoes lenta (100 millones de años), en solo 10 millones deaños el volumen total del agua del océano puede com-pletar un ciclo por medio de los sistemas hidroterma-les que operan a lo largo de las cordilleras meso-oceá-nicas, donde las rocas volcánicas interactúan directa-mente con el agua marina. Las escalas de tiempoinvolucradas en un sistema volcánico individual sonaún más cortas e impactan a la Tierra a escala deltiempo humano. Por ejemplo, las temperaturas enalgunos sistemas hidrotermales de cordilleras meso-oceánicas exceden los 300 °C, lo que significa que cual-quier cantidad de magnesio disuelto en el agua de marque reaccione en el sistema puede ser completamenteextraída y depositada en vetas hidrotermales en alre-dedor de una semana. La erupción subaérea de unvolcán importante puede ocurrir en cuestión de minu-tos y liberar gases y partículas a la atmósfera, loscuales en períodos de semanas a años afectan profun-damente la radiación solar y por lo tanto, el clima.

AutorJuan Carlos García y Barragán; Estación Regional delNoroeste, Instituto de Geología, Universidad NacionalAutónoma de México; jcarlos@servidor.unam.mx

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La Tierra: Hidrología

La hidrósfera “¡...Es azul!, ... ¡la Tierra es azul!...”

Yuri GagarínPrimera persona que pudo ver

a la Tierra desde el espacio exterior.

Qué inapropiado es llamar a este planeta Tierra,cuando es claramente Océano.

Arthur C. Clarke

Figura 1. Planeta Tierra. La Hidrósfera (NASA, imagencortesía de Reto Stöckli y Robert Simmon).

¿Qué es la hidrósfera?La hidrósfera o capa de agua que cubre la Tierra

(Figura 1), representa casi las tres cuartas partes de lasuperficie de nuestro planeta. El agua es esencial paralos seres vivos y para la vida; los organismos no sólorequieren de la presencia del agua, sino además de-penden de su abasto continuo para mantenerse convida. Los humanos, como los animales y muchasplantas, se encuentran formados de al menos un 62%de agua, y es más, algunas criaturas acuáticas, comolas medusas, se componen de hasta un 98% de agua.A su vez, el agua también es un agente geológico im-portante para el modelado de la superficie de nuestroplaneta; diluye contaminantes y constituye un recursoimprescindible para la agricultura, industria, genera-ción de energía eléctrica, transporte, higiene, etc.

Se cree que la cantidad de agua sobre la Tierra no hacambiado en el tiempo, es decir, la cantidad de aguaahora es la misma cantidad que había cuando reina-ban los dinosaurios. Con 1322 millones de km3 (97.2 %

del volumen total), los océanos son el principal depó-sito de agua en el planeta, seguidos por los glaciaresque contienen 29.2 millones de km3 (2.2 %) de agua.Con menos cantidad, las aguas subterráneas acumu-lan 8.4 millones de km3 (0.6 %); los ríos y lagos almace-nan 0.2 millones de km3 (0.002 %), y la atmósfera con-tiene 0.01 millones de km3 (0.001 %). Si hacemos cuen-tas, la cantidad de agua dulce comparada con el aguasalada de los océanos es casi nada, y la cantidad deagua dulce disponible es mucho menor. Por ejemplo,si toda el agua del planeta se pudiera poner en ungarrafón de agua, solo una cucharada sería el aguadulce que tenemos disponible, por esto es sumamenteimportante cuidarla. Sin embargo, aunque la mayorparte del agua se encuentra en los océanos y glaciares,la cantidad de agua presente en la atmósfera y sobre latierra firme (lagos, arroyos, ríos, etc.) es lo suficiente-mente grande para hacerla un agente significativo enel transporte de substancias entre la litósfera y losocéanos, y al mismo tiempo, es un excelente solventeque se mueve y fluye fácilmente, lo que hace del aguaen todas sus formas el arquitecto y modelador de lasuperficie terrestre.

Una característica muy particular de la hidrósferaque hace de la Tierra un lugar muy especial, es que elagua siempre está en movimiento. Además, la hidrós-fera tiene una gran capacidad para almacenar energíaque contribuye a regular el clima del planeta. ¿Por quées importante? Porque regula la temperatura del pla-neta y permite que tengamos un rango de temperaturaagradable y más o menos estable, lo que ocasiona queel agua permanezca en su mayor parte en estado líqui-do. Es decir, si estuviéramos en un planeta muycaliente, toda el agua estaría en estado gaseoso, y si elplaneta fuera muy frío, no importaría la cantidad deagua, toda estaría congelada.

¿Qué es el agua?El agua (Figura 2) es la substancia más abundante

en la superficie de la Tierra, y tiene algunas propieda-des físicas y químicas inusuales. Cada molécula deagua está hecha de dos átomos de hidrógeno y uno deoxígeno (H2O). El agua pura no tiene color ni olor. Elagua puede encontrarse en sus tres fases: gaseosa ovapor de agua, agua líquida y agua sólida o hielo.

El punto de fusión del agua es de 0°C y el de ebu-llición de 100°C. El agua es un importante agente geo-

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lógico que facilita, entre otras cosas, la fusión de lasrocas, su desgaste y transporte. La densidad del aguadulce es de 1 g/cm3 y la del hielo de sólo 0.917 g/cm3,aunque puede haber variaciones en función de latemperatura y de la salinidad. Esta propiedad del aguapermite la vida en los océanos polares ya que impideque el agua se congele bajo el hielo superficial.

Figura 2. Agua (Dominio público. http://www.pbase.com/jeffreyk/water).

Otras propiedades del agua son el poseer calor la-tente y calor específico elevados; esto le permite alagua absorber grandes cantidades de calor sin cambiarmucho su temperatura, pero el calor almacenado porla hidrósfera durante el día en regiones calientes, setransfiere por convección hacia las regiones más frías oa otros lugares menos calientes, como a las aguas oceá-nicas profundas y a la atmósfera durante el invierno.El agua, a su vez, tiene un alto calor de vaporización,es decir, las moléculas que se convierten en vapor sellevan gran cantidad de la energía almacenada, que setraduce en movimiento. Esto es muy importante yaque como consecuencia, el agua tiene poder refrige-rante (por ejemplo, el sudor, jadeo, transpiración de lasplantas, automóviles, industria, etc.). Ya que se requie-re de grandes cantidades de energía para elevar sutemperatura, lo que se relaciona con la evaporación delagua o la fusión del hielo, el agua influye directamenteen el clima de la Tierra, controlando en gran medida ladistribución de la temperatura, haciendo a los climasoceánicos más uniformes que los continentales.

Otras de las propiedades del agua son su elevadatensión superficial y su gran capacidad humectante oadsorbente (es decir, adherirse a un sólido y norecubrirlo, lo que no debe confundirse con

absorbente). Estas propiedades permiten que el aguapueda ascender (en plantas, incluso por varios metros)por capilaridad. Igualmente el agua tiene la propiedadde disolver gran variedad de compuestos; en los seresvivos transporta nutrientes y sustancias de desecho,asegurando reacciones esenciales para que la vidacontinúe con su desenvolvimiento; en ríos y océanos elagua distribuye sales, pero esta propiedad hace quetambién se contamine con facilidad. Finalmente, lassales disueltas que diferencian el agua salina del aguadulce, no afectan mayormente a la mayoría de laspropiedades discutidas arriba.

¿De dónde vino el agua?Hace unos 4600 millones de años, la Tierra se fue

formando por acreción de material cósmico y gases. Elcalor liberado por este proceso fue lo suficientementealto para que parte del material acrecionado, en espe-cial el material con base de sílice, como lo son las mi-cas y los anfíboles, liberara su agua interna. Es decir, lacontinua colisión de meteoritos, asteroides y partícu-las, y las abundantes erupciones volcánicas duranteeste tiempo, arrojaron a la atmósfera, entre diferentesgases, grandes cantidades de vapor de agua. Duranteeste periodo, la temperatura era tan alta que hacía quetoda el agua se mantuviera en forma de vapor. Entrehace unos 4200 y 3800 millones de años, el planeta yase había enfriado lo suficiente, por debajo del punto deebullición del agua, como para que gran parte delvapor formado se hubiera licuado, provocando quegigantescas precipitaciones ocurrieran, llenando deagua las partes más bajas de la superficie terrestre yformando lagos y océanos. Pero a pesar de que muchaagua se liberó durante la formación de la Tierra, lasrocas que forman la corteza terrestre la contienen aúnen grandes cantidades, aunque la mayor reserva deagua disponible para los seres vivos se encuentra enlos océanos.

El ciclo hidrológicoMientras la cantidad total del agua permanece rela-

tivamente constante en la Tierra, el agua a su vez per-manece en constante movimiento. Este movimiento seconoce como el ciclo hidrológico (Figura 3). Este cicloinicia con la energía del sol que calienta el agua y laevapora; es decir, el agua de los océanos, mares, ríos,lagos, etc., se evapora constantemente formando elvapor de agua de la atmósfera. Este vapor a su vez secondensa cayendo en forma de lluvia, granizo o nievesobre continentes, islas, montañas y océanos. El agua

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que cae como nieve o lluvia sobre las montañas, si nose acumula en capas de hielo o se congela, desciendepor sus laderas para formar riachuelos, arroyos y ríos,y se infiltra en el terreno acumulándose en forma deaguas subterráneas, acabando la mayor parte de estosescurrimientos en los océanos. En los polos, el agua seacumula como nieve, se congela formando glaciares ypuede ser almacenada de esta forma por millones deaños. El resto del agua es evaporada, consumida otranspirada por plantas y animales, volviendo enalgún momento de nuevo a la atmósfera (Figura 3); elsol mantiene este ciclo funcionando continuamente.

Figura 3. Ciclo hidrológico.

El agua que se encuentra “almacenada” en losocéanos y glaciares es mayor en cantidad que el aguaque se encuentra disponible y en movimiento dentrodel ciclo hidrológico. Se ha calculado que en un año seevaporan y precipitan alrededor de 500,000 km3 deagua, lo que nos da una media de 980 l/m2. Es decir, sila Tierra estuviera cubierta por una capa de agua dealrededor de un metro, esta cantidad se evaporaría yprecipitaría durante el año. En cambio, la cantidad deagua en forma de vapor atmosférico que permanececonstante anualmente es de sólo 12,000 km3, agua quetambién forma parte de los 500,000 km3, parte de loscuales en un momento dado se han evaporado, ytiempo después han precipitado, formando parte delas precipitaciones anuales y continuando con el ciclohidrológico. Aunque estos datos se consideran como lamedia terrestre de evaporación y precipitación, ladistribución de éstas no es igual en todas partes. Porejemplo, en algunos desiertos anualmente lluevenmenos de 200 mm por año, mientras que en algunaszonas de montaña llueven anualmente 6,000 mm omás.

Si se contamina un río, al cabo de pocos días o se-manas puede quedar limpio (dependiendo del conta-

minante), por el propio arrastre de los contaminanteshacia lagos, mares, océanos y aguas subterráneas, endonde se diluirán en grandes cantidades de agua, aun-que no hay que olvidar que los contaminantes no des-aparecen, sino que se acumulan en los lagos, mares,océanos y aguas subterráneas. Pero si se contamina unacuífero subterráneo, el problema persistirá durantedecenas o cientos de años y no hay que olvidar queésta es el agua que consumimos.

Figura 4. Nubes formándose en la región ecuatorial(Galápagos). Fotografía de la autora.

El ciclo hidrológico tiene también efectos importan-tes en la administración de la energía alrededor de laTierra. Un primer efecto es mantener más o menosestable la temperatura promedio de la Tierra. Es decir,el vapor de agua atmosférico (junto con el bióxido decarbono y el metano) tiende a absorber las radiacionesinfrarrojas de onda larga emitidas por la superficie dela Tierra, atrapando parcialmente la energía de ondacorta. Esta característica hace que una temperaturasuperficial promedio alrededor de 14°C se mantenga,es decir, hace que la temperatura promedio terrestresea más alta que la que habría si no hubiera vapor deagua. Del 51% de la radiación solar que incide en laatmósfera y alcanza la superficie terrestre, la mitad(23%) es utilizada para evaporar agua.

Otro efecto del agua es el transporte de energía. Enel ciclo hidrológico, el vapor de agua se mueve con lascorrientes atmosféricas, haciendo que este transporteatmosférico de agua sirva como un mecanismo impor-tante para el transporte de energía termal, cuando elvapor del ecuador se mueve hacia las regiones subtro-picales. Es más, un tercio de la entrada de energía alsistema viene de la liberación del calor latente delvapor de agua formado en las regiones ecuatoriales(Figura 4).

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Distribución del agua en la TierraTodos sabemos que hay agua salada y agua dulce.

También sabemos que casi la totalidad del agua saladase encuentra formando mares y océanos, mientras queel agua dulce se encuentra formando en su mayorparte hielo y aguas subterráneas. En una proporciónmucho menor, aunque su importancia biológica esgrande, se encuentran el agua dulce situada sobre loscontinentes en forma de arroyos, ríos, lagos, etc., y elagua que está en la atmósfera.

Podemos diferenciar de acuerdo a la cantidad de saldisuelta en el agua los siguientes tipos de agua:

Salada: con una salinidad media de 35 gramos porlitro de agua, esta agua forma parte de los mares yocéanos. La salinidad de las aguas varía de acuerdo ala temperatura, la evaporación y el aporte de aguadulce por parte de los ríos y las precipitaciones.

Dulce: a diferencia de la anterior, esta agua tienepoca salinidad, debido a que proviene de las precipita-ciones de vapor atmosférico en forma de lluvia, nievey granizo, formando parte de los ríos y lagos. La canti-dad de agua dulce que consume una persona anual-mente oscila entre 900 m3 en una sociedad agrícola y1500 m3 en una sociedad industrial.

Aguas oceánicas

Océanos y maresDesde su formación hace casi 4000 millones de

años, los océanos contienen la mayor parte del agualíquida de nuestro planeta. Entender su funcionamien-to es muy importante para comprender el clima y paraexplicar la diversidad de vida que hay en la Tierra(Figura 5).

A las grandes masas de agua que separan los conti-nentes las llamamos océanos. Estos son cinco (Figura6). El más extenso es el Pacífico, que supera en exten-sión al conjunto de los continentes con sus 180

millones de km2. Los otros cuatro son el Atlántico, elÍndico, el Antártico o Austral y el Ártico.

Dentro de los océanos llamamos mares a algunaszonas cercanas a las costas. Tienen profundidadespequeñas, están situados casi siempre sobre la plata-forma continental, y por razones históricas o culturalestienen nombre propio.

Corrientes marinasLas diferencias de temperatura y salinidad, la

rotación terrestre, tormentas, terremotos, etc., son elorigen de las corrientes de agua. Existen diferentestipos de corrientes: superficiales, profundas, de deriva,de contorno, de turbidez, etc.

Las aguas de la superficie del océano son movidaspor los vientos dominantes formando gigantescascorrientes superficiales en forma de remolinos. El girode la Tierra hacia el este, junto con la disposición de lasmasas continentales, influye en la trayectoria de lascorrientes marinas porque tiende a acumular el aguacontra las costas situadas al oeste de los océanos, comocuando movemos un recipiente con agua en una direc-ción y el agua sufre un cierto retraso en el movimientoy se levanta contra la pared del otro lado del reci-piente. Según algunas teorías, este efecto explica cómolas corrientes más intensas, como la del Golfo en elAtlántico y la de Kuroshio en el Pacífico, se localizanen estas zonas. Este mismo efecto del giro de la Tierra(efecto Coriolis) explicaría las zonas de afloramiento osurgencias que hay en las costas este del Pacífico y delAtlántico, en las que sube el agua fría del fondo haciala superficie. Este fenómeno es muy importante desdeel punto de vista económico, porque el agua ascenden-te arrastra nutrientes a la superficie y en estas zonasprolifera la pesca. Las pesquerías de muchos paísesradican en este fenómeno.

Los anticiclones subtropicales (vientos alisios) tam-bién tienen efecto sobre las corrientes y causan las co-rrientes ecuatoriales dirigidas al oeste, que están sepa-

Figura 5. Aguas oceánicas, aguas marinas y lagunas costeras. Diversidad de vida. Fotografías de la autora.

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radas por la contracorriente ecuatorial. Estas corrientesecuatoriales se desvían hacia el polo formando corrien-tes cálidas paralelas a la costa (por ejemplo, la corrien-te del Golfo o de Florida, en el este de Norteamérica yla corriente de Kuroshio, en Japón). Los vientos deloeste producen un movimiento lento del agua (derivadel viento del oeste), mucho más extenso en el hemis-ferio austral por poseer un océano más abierto. Cuan-do estas corrientes llegan a las costas orientales se des-vían, bien sea hacia el norte (por ejemplo, las corrien-tes frías de Humboldt o del Perú, y la de Benguelafrente a la costa suroccidental africana, ambas proce-dentes del hemisferio sur) o bien hacia el sur (la deCanarias y la de California que circulan en el hemis-ferio norte). Además, tres importantes corrientes deagua fría existen en el hemisferio norte, y pasan delÁrtico al Pacífico y al Atlántico por estrechos (son lascorrientes de Kamchatka en el estrecho de Bering, lade Labrador en el estrecho de Davis y la de Groenlan-dia en el estrecho de Dinamarca).

En los océanos hay también corrientes profundas.Estas se sitúan en la masa de agua situada por debajode la termoclina o capa oceánica de transición, entre lacapa llamada de mezcla (localizada cerca de la super-ficie donde la temperatura se aproxima a la tempera-

tura superficial) y la capa de agua profunda o fría. Enesta capa de transición, la temperatura baja brusca-mente para alcanzar la temperatura mucho más fríade la capa profunda. Es decir, tanto la capa de mezclacomo la capa profunda son relativamente uniformesen temperatura; y la termoclina representa la zona detransición entre ambas capas. En ella, el agua se des-plaza por las diferencias de densidad debidas a loscambios de temperatura y salinidad, dando lugar acorrientes termohalinas. Las aguas de los mares pola-res son más densas y tienden a hundirse ya que sonmás frías y de mayor salinidad, por lo tanto, se dirigenhacia el ecuador, desplazando hacia la superficie lasaguas más cálidas y menos salinas que tienden aascender. Esta es la forma en que se generan corrientesverticales unidas por desplazamientos horizontalespara reemplazar el agua movida. En algunas zonas, lascorrientes profundas coinciden con las corrientessuperficiales, mientras en otras van en contracorriente.

Uno de los efectos más importantes de las corrienteses la distribución del calor en el planeta. Esto es, lascorrientes oceánicas trasladan grandes cantidades decalor desde las zonas ecuatoriales a las regiones pola-res. Estas corrientes, junto con las corrientes atmos-féricas, son las responsables de que no sean tan fuertes

Figura 6. Océanos y temperatura superficial del agua (http://www.hurrwarn.com/sst_map.htm).

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las diferencias térmicas en la Tierra como las que sedarían en un planeta sin atmósfera ni hidrósfera. Poresta razón su influencia en el clima es tan notable.

Los fenómenos de “El Niño” y “La Niña”Los fenómenos de “El Niño” y “La Niña” se origi-

nan en el Pacífico central, frente a las costas de Perú yEcuador donde, al disminuir la intensidad de los vien-tos alisios, ocurre una acumulación de aguas cálidas yun sobrecalentamiento de las mismas. Luego, estaagua se dirige hacia el este, causando una profundadepresión en la termoclina y ocasionando grandescambios en el clima de la región, como sequías prolon-gadas o fuertes lluvias. Este fenómeno (“El Niño”) serepite cíclicamente cada 3 a 7 años y produce un calen-tamiento entre 0 y 3 °C en la superficie del agua. Conmenor frecuencia puede ocurrir lo contrario, que des-cienda la temperatura, dando paso a “La Niña”.

Debido a que ocurría en diciembre, el mes del NiñoJesús, el fenómeno fue bautizado como El Niño por unpueblo de pescadores en el Perú. “El Niño” y “LaNiña” son fenómenos naturales que sólo alcanzan unaintensidad excepcional en algunas ocasiones. “ElNiño” suele ser más devastador; en las costas del con-tinente sudamericano, la elevación de la temperaturade las aguas altera todo el ecosistema marino, ya quela depresión de la termoclina inhibe las surgencias, elplancton muere al no llegar nutrientes desde las pro-fundidades y decrece la población de peces (arruinan-do la pesquerías). Simultáneamente, las presiones at-mosféricas bajas producen prolongadas e intensaslluvias en el continente, lo que provoca inundacionesdevastadoras. No obstante, al otro extremo delPacífico, la sequía y los incendios arrasan Oceanía.

Olas, mareas y corrientes costeras. Modelado de lacosta.

Las olas son formadas por los vientos que soplansobre la superficie de las aguas. Al soplar el viento, laspartículas de agua suben y bajan siguiendo en sumovimiento la forma de un cilindro horizontal, esdecir sin desplazarse hacia adelante. Sin embargo,cuando llegan a la costa y el cilindro roza en su partebaja con el fondo marino, los cilindros empiezan arodar, acaban desequilibrando la masa de agua, y escuando rompen las olas. Otra forma de producir olases mediante terremotos o movimientos sísmicos queocurren en el fondo marino, o cuando se deslizanenormes bloques de tierra o hielo hacia un lago, mar uocéano, produciendo lo que se conoce como tsunami(Figura 7), o las llamadas olas gigantescas.

Las mareas son los cambios periódicos del nivel demar causados por las fuerzas gravitacionales que ejer-cen principalmente la Luna y el Sol sobre la Tierra.También es causa de mareas la presión atmosférica,aunque en menor grado. Las mareas son de gran im-portancia para los organismos costeros que viven en lazona intermareal ya que estos tienen que adaptarse acambios muy bruscos; es decir, durante unas horas lazona está cubierta por las aguas marinas y es azotadapor las olas, y luego esta situación es seguida de otrashoras sin agua o, incluso, en contacto con aguas dul-ces, si llueve. Al mismo tiempo, en algunas costas,debido a la forma que tienen, se forman fuertes co-rrientes de marea, que al subir y bajar arrastran arenay demás sedimentos y remueven el fondo en dondeviven diferentes organismos.

A lo largo de las costas, se suelen producir corrien-tes costeras o de deriva, muy varia-bles según la forma de la costa y lasprofundidades del fondo, que sonde mucho interés porque, al igualque las olas y las mareas, son lasfuerzas modeladoras de playas,estuarios y otras formas costeras.

En la formación de los distintostipos de ecosistemas costeros comomarismas, playas, fosas intermarea-les, dunas, etc., también influyen deforma importante los ríos que de-sembocan en el lugar y la natura-leza de las rocas que forman lacosta.

Figura 7. Tsunami : “Olas de puerto” en japonés.

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Aguas continentalesRíos

Los ríos (Figura 8) son corrientes de agua que fluyencon continuidad, nacen en manantiales en los que lasaguas subterráneas surgen hacia la superficie o enlugares en los que se funden los glaciares. Desde ellugar de su nacimiento siguen las pendientes delterreno hasta llegar a un lago, mar u océano. General-mente, un río, con sus afluentes, forma parte de unared de drenaje que cubre un área conocida como cuen-ca hidrográfica. La separación entre cuencas hidrográ-ficas se conoce como divisoria de aguas, parteaguas odivisión continental. Desde su nacimiento en unamontaña hasta su desembocadura en un lago o el mar,el río suele ir disminuyendo en velocidad y pendiente.Normalmente la pendiente es fuerte en el primertramo del río, cuando viaja por las montañas (tramoalto), y se hace muy pequeña, casi horizontal, cuandose acerca a la desembocadura (tramo bajo). El perfillongitudinal de un río muestra muy bien este acon-tecer desde su origen hasta que llega al mar. Algunasveces los ríos terminan en zonas desérticas, donde susaguas se pierden por infiltración y evaporación. Ladesembocadura marca el nivel base del río. Depen-diendo también en qué parte de este perfil se encuen-

tren las aguas, los ríos sufren variaciones en su caudalque es rara vez constante a lo largo del año: a menudo,en las estaciones lluviosas aumenta y en las secasdisminuye, aunque algunos ríos presentan el caudalmáximo en la época del deshielo. Las crecidas puedenser graduales o muy bruscas.

Lagos, lagunas y estanquesLos lagos, lagunas y estanques (Figura 9) son cuerposde agua dulce o salada que se encuentran lejanos almar. Se forman cuando el agua que pasa es acumu-lada en una zona de depresión que no tiene salidadirecta al mar. En muchos casos, del lago sale un ríoque va al mar, pero en otros no hay desagüe, sino quelas aguas se evaporan a la atmósfera directamentedesde el lago.

Aguas subterráneasParte del agua que precipita desde la atmósfera o

que se derrite desde los glaciares escurre sobre elterreno hasta llegar a ríos y lagos (agua de escorrentía),pero otra parte se infiltra, ya sea directamente cuandollueve, o desde los ríos y lagos. Parte del agua manadesde el suelo por evapotranspiración o por manan-tiales, o alimenta ríos y lagos a través de su lecho. Lasrocas y suelos que dejan pasar el agua se llaman

Figura 8. Arroyo, riachuelos y ríos. Fotografías de la autora.

Figura 9. Lagos, lagunas y estanques. Fotografías de la autora.

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permeables en contraposición a las impermeables queno dejan pasar el agua. El agua que penetra por losporos de una roca permeable acaba llegando a unazona impermeable que la detiene. Así, la parte per-meable se va llenando de agua (zona de saturación).La zona por encima de ésta, en donde los poros toda-vía tienen aire, se llama zona de aireación, y el contac-to entre las dos zonas se conoce como nivel freático.El nivel freático emerge por encima de la superficiecuando tras fuertes lluvias el suelo se encharca. Lasrocas porosas y permeables que almacenan ytransmiten el agua se llaman acuíferos.

Los principales tipos de acuífero son:Acuíferos detríticos. Están formados por fragmentos

de rocas, como arenas, conglomerados o gravas, quealmacenan el agua en los espacios intersticiales.

Acuíferos kársticos. Algunas rocas son disueltas porel agua y forman unas estructuras geológicas típicasque conforman el denominado Karst, que son capacesde almacenar grandes cantidades de agua y se en-cuentran en áreas de rocas carbonatadas, principal-mente calizas, pero también se pueden encontrar endolomías, yesos y sales, formando galerías y cuevas.

Aguas Congeladas

Hielo y glaciaresLos glaciares (Figura 10) son grandes masas de

hielo que se forman por compactación y recristaliza-ción de la nieve, cuando la nieve que cae va acumu-lándose de un año a otro, sin oportunidad de fundirse.Por la presión, la nieve va perdiendo el aire y acabaformándose primero hielo lechoso y luego hielo azul,tan transparente como el cristal. El avance o retroceso

de un glaciar está determinado por el balance entre laacumulación y la ablación.

Para que existan glaciares en una zona se requierendos condiciones:

1. que la temperatura promedio se mantenga losuficientemente baja para permitir que la nieve seacumule de un año a otro; esto sucede en las zonasecuatoriales a partir de los 5000 m de altitud y en laAntártida al nivel del mar.

2. que se tenga una precipitación suficiente y quesea mayor que la ablación; así, por ejemplo, haylugares del norte de Siberia que son muy fríos, pero enlos que llueve tan poco que la capa de nieve rara vezsupera el metro de altura.

En las regiones polares los glaciares cubren grandesextensiones y se les llama casquetes glaciares oinlandsis. En el resto del mundo sólo encontramosglaciares de montaña que en total ocupan una exten-sión treinta veces menor que la ocupada por los inland-sis. Cuando los inlandsis están rodeados de agua de unocéano o lago, algunos bloques se separan constitu-yendo bloques de hielo flotantes de todos los tamañosllamados icebergs o montañas de hielo (Figura 11).

Zonas periglaciaresSe llama zonas periglaciares a las grandes extensio-

nes que rodean a los casquetes glaciares o que se si-túan inmediatamente por debajo de las zonas de nie-ves perpetuas de las montañas. En las zonas perigla-ciares, el suelo o permafrost está helado la mayor par-te del año, pero no está cubierto por el hielo permanen-temente. Cuando en la primavera se deshiela la capamás superficial, se forman grandes charcos en los quese reproducen los mosquitos.

Figura 10. Glaciares de montaña. Popocatépetl y Nevado de Toluca. Fotografías de la autora.

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Glaciaciones e interglaciacionesDurante la historia de la Tierra, entre las eras del

Precámbrico y Paleozoico ha habido siete, y quizásmás, episodios de amplias glaciaciones. Las glaciacio-nes han sido también lo más característico de los últi-mos dos millones de años de la historia de la Tierra. Suinfluencia es tan grande que marcan el inicio de unperiodo geológico distinto, al que se conoce comoCuaternario, que es el periodo en el que nos encontra-mos. A lo largo de este periodo se han sucedido épocasmás frías, en las que los hielos se han apoderado degrandes extensiones en el norte y el sur del planeta, yépocas más templadas en las que las aguas heladas sehan retirado hacia las cercanías de los polos o las altasmontañas. Estas fluctuaciones climáticas han tenidouna gran influencia en la distribución de los seresvivos.

Figura 11. Iceberg. Ver el gran tamaño del iceberg en compa-ración con la persona en la fotografía. Dominio público.http://www.habeeb.com/images/iceberg.9.jpg

Dentro de un período glaciar las temperaturas vansubiendo y bajando a intervalos de decenas de milesde años. En la actualidad, desde hace unos 12,000años, estamos en un período interglacial cálido (dentrode la glaciación del Cuaternario), en el que las medi-ciones en los inlandsis y los glaciares de montaña indi-can una progresiva disminución de su tamaño. Elperíodo cálido anterior, similar al actual, sucedió hacealgo más de 100,000 años. Son sólo unos grados losque hacen la diferencia en la temperatura media entreun periodo cálido y otro frío. Pueden ser cambios de

tan sólo unos 4 a 7ºC en regiones tropicales, pero suefecto es que los glaciares avanzan hacia el ecuador oretroceden miles de kilómetros. Estos cambios en lamasa de hielos afectan al nivel del mar que puedesubir o bajar varias decenas de metros, a los caudalesde los ríos, a la distribución de las lluvias y al clima engeneral. Por supuesto también afectan de formaimportantísima a la fauna y la flora.

Figura 12. Nubes, lluvia, agua, nieve, hielo. Fotografía de laautora.

Aguas atmosféricasEl agua que existe en la atmósfera se encuentra prin-

cipalmente en estado de vapor, aunque también seencuentra como líquido y sólido. Las nubes se formancuando este vapor de agua se condensa alrededor deuna partícula de polvo, y según la temperatura delaire, forma gotas diminutas o cristales de hielo (Figura12). Cuando chocan entre sí dentro de las nubes lasdiminutas gotas o cristales de agua, se juntan y formangotas o cristales más grandes, y si estas gotas ocristales crecen mucho, caen en forma de lluvia, nieveo granizo. La proporción de vapor de agua en laatmósfera se conoce como humedad absoluta. Varía

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con la temperatura del aire y la presión atmosférica,desde casi cero hasta 40g/m3 de volumen.

¿Podemos vivir sin agua?El hombre, los animales y las plantas necesitamos

agua para vivir. Todos los estudios indican que la vidase originó en los océanos y salió de ellos cuando apren-dió a desarrollar una piel impermeable, para retener elagua con ella. Somos, sin duda, animales de agua, sóloque la tenemos por dentro, no por fuera.

El agua forma el 70% de nuestro cuerpo, los anima-les y plantas también dependen de ella aunque cadadía perdemos agua de tres formas, que hay que recu-perar para no morir:• Al respirar perdemos 0.2 litros diarios.• Cuando sudamos, perdemos, como mínimo, 0.8

litros diarios; aunque esta cantidad es variable, yaque cuando la temperatura externa es alta ohacemos ejercicio sudamos más.

• Por la orina expulsamos 1.5 litros diarios.Nuestro cuerpo necesita el agua para transportar los

alimentos, para eliminar residuos, para regular la tem-peratura corporal, para realizar reacciones químicas ypara disolver algunas sustancias. Para recuperar elagua que hemos perdido, debemos:• Consumir alimentos, que al estar también formados

en su mayor parte por agua, nos ayudan a recupe-rar cuando menos alrededor de un litro diario.

• Con las bebidas que ingerimos debemos cuandomenos recuperar un litro y medio, aunque, en elcaso de que haga mucho calor o de que practique-mos algún deporte, debemos beber más cantidad.

Además, utilizamos agua para realizar numerosasactividades:1. La agricultura y la ganadería consumen el 75 % del

agua total utilizada por la sociedad.2. En la industria también se consume agua.

3. En el hogar se consume agua para la cocina, limpie-za, higiene, etcétera.

4. El agua también se utiliza como medio de trans-porte y diversión (Figura 13).

5. Las centrales hidroeléctricas utilizan agua almace-nada en embalses para obtener energía eléctrica,etc.

Así, en nuestra sociedad se consumen unos 275litros de agua diarios por persona. Vivimos en unclima semiárido, donde las lluvias no son muy abun-dantes. Además suele llover de manera torrencial y elagua de estas lluvias intensas no se puede almacenarpara aprovecharla. Por lo tanto, todos debemos estarconcienciados de la importancia que tiene el ahorro delagua, ya que ésta es un recurso vital y escaso.

De este modo, y debido a muchos de los usos quehacemos del agua, muchas veces la contaminamos, deforma que no puede volver a utilizarse. Por esto debe-mos tratar de no contaminarla y, además, se debenconstruir plantas depuradoras de agua que la limpiende residuos para que pueda ser reutilizada.

El agua potableEl agua pura no se encuentra en forma natural por-

que está normalmente contaminada por el aire y elsuelo. Las impurezas que tiene el agua pueden serorgánicas y/o inorgánicas, ya sea disueltas, o en formade material particulado. Estas impurezas pueden pro-venir de muchos sitios, como de la degradación bioló-gica de sustancias orgánicas que producen ácidosgrasos, carbohidratos, aminoácidos e hidrocarburos;de sustancias inorgánicas como metales tóxicos, mate-rial particulado como arcillas y sedimentos, y demicroorganismos como bacterias, virus y protozoos.Los contaminantes químicos comúnmente son metalespesados como hierro, manganeso, plomo, mercurio,arsénico, cobre, cinc; compuestos nitrogenados talescomo amoníaco, nitritos y nitratos; carbonato o bicar-

Figura 13. Agua como medio de transporte y diversión. Fotografías de la autora.

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bonato de calcio y magnesio; aniones como cloruro,fluoruro, sulfato y silicatos, y las mencionadas sustan-cias orgánicas. Aparte de estas sustancias, existenotros contaminantes de carácter antropogénico talescomo cianuros, fenoles, cromo y detergentes.

Debemos cuidar el agua ya que su explotación yfalta de cuidado han hecho que se esté convirtiendo enun bien escaso, al no cesar el aumento en el consumocomo resultado del crecimiento poblacional y por elincremento del nivel de vida, en muchos paísesindustrializados, especialmente. Por ejemplo, en eltercer mundo, el consumo medio de agua por habitan-te es del orden de 50 litros diarios, mientras que en lasnaciones industrializadas sobrepasa los 500 litros pordía (estos datos incluyen todos los usos). Finalmente,podemos concluir que de toda el agua que hay en lahidrósfera, es muy poca el agua potable, de aquí quesea importantísimo el no malgastarla y procurar nocontaminarla, porque de ella depende nuestro futuro,y el de todos los seres vivos del planeta.

BibliografíaKennett, J.P., 1982. Marine Geology. Prentice Hall, INC.,Englewood Cliffs, N.J. 813 pp.The Hydrologic Cycle: online meteorology guidehttp://www.esi.unav.es/asignaturas/ecologia/Hipertexto/03AtmHidr/130Hidr.htmhttp://www.fq.uh.cu/dpto/qg/geografia/quimica/sdDistribucionAgua.htmhttp://www.physicalgeography.net/Ritter, M. E. The Physical Environment: an Introductionto Physical Geography. 2006.http://www.uwsp.edu/geo/faculty/ritter/http://www.tecnun.es/Water - Wikipedia, the free encyclopedia

AutoraMaría Amabel Ortega-Rivera, Estación Regional del Noroeste,Instituto de Geología, UNAM; amabel@servidor.unam.mx

La Tierra: Biología

La diversidad biológicade nuestro planeta

IntroducciónLos seres vivos, tal y como los conocemos actual-

mente, son un fenómeno local, posiblemente restrin-gido a la superficie del tercer planeta de nuestro siste-ma solar, la Tierra. Los organismos vivos representanun componente importante de la Tierra, donde hanexistido desde hace casi 4000 millones de años. En losúltimos años, varias misiones espaciales de la NASAhan explorado otros planetas de nuestro sistema solaren busca de vida y hasta la fecha no se han encontradoevidencias que indiquen la existencia de otras formasde vida. Estas misiones espaciales pudieran dar laimpresión errónea de que ya conocemos a todos losseres vivos que habitan nuestro planeta. No hay dudade que encontrar vida en otros planetas tendría enor-mes implicaciones biológicas, así como consecuenciasimportantes sobre nuestra visión del universo. Sinembargo, la realidad es que el conocimiento sobre lariqueza biológica de nuestro planeta es todavía muylimitado. En este artículo se pretende hacer una breve

semblanza acerca de dicho conocimiento. Empezamosdefiniendo lo que es la biósfera y qué son los seresvivos. Luego presentamos un breve esbozo sobre lossistemas de clasificación biológica para luego discutirlas estimaciones de la riqueza biológica de nuestroplaneta. Finalmente presentamos un resumen de losatributos de los países que concentran la mayor diver-sidad biológica de nuestro planeta.

La biósferaLa biósfera es el componente de nuestro planeta que

contiene a los seres vivos. Incluye la superficie del pla-neta donde habitan todos los organismos y la parte delambiente físico que los sustenta. Este espacio incluyela hidrósfera, el suelo, la parte superior de la litósfera yla parte inferior de la atmósfera. Su extensión incluyedesde las profundidades de los océanos (Figura 1)hasta varios kilómetros por arriba del nivel del mar.Sin embargo, la biósfera no es homogénea, ni sus fron-teras están claramente delimitadas. Por ejemplo, lasesporas de bacterias y otras formas latentes de vida sedispersan casi por todas partes, incluyendo los polos, avarios kilómetros de altura en la atmósfera y aún enrocas a profundidades de kilómetros en la litosfera.Las interacciones entre la biósfera y los demás compo-nentes de nuestro planeta son realmente recíprocas. La

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parte no viva de la biósfera provee las condicionesnecesarias para la vida y afecta significativamente a ladistribución de los seres vivos. Por otra parte, sabemosque la estructura y composición de la parte no viva denuestro planeta ha sido afectada profundamente porlos seres vivos a través del tiempo. Por ejemplo, elcontenido de oxígeno libre en la atmósfera es en granmedida el producto de la fotosíntesis de bacterias queempezaron a liberarlo desde hace más de 2000millones de años. Esta influencia notable de los seresvivos en el ambiente hace que la biósfera sea un rasgodistintivo de nuestro planeta.

Figura 1. Gorgonias blancas (Eunicella singularis). Lasgorgonias pertenecen al Phylum Cnidaria y a la claseAnthozoa. Las gorgonias son colonias de pequeños animalesllamados pólipos, que comparten alimento y soporte en unaestructura hecha por ellos mismos. Estos animales vivenligados al fondo rocoso del mar y tienen apariencia de arbustoramificado. Foto © Miquel Pontes (http://marenostrum.org),reproducida con su permiso.

¿Qué son los seres vivos?Todos sabemos que las rocas y el acero son diferen-

tes de las aves, las plantas y los seres humanos. Sinembargo, no es fácil definir con precisión ni demarcarclaramente los límites entre lo vivo y lo no-vivo. Nues-tros antepasados veían espíritus y dioses en su entor-no, y adjudicaban a los seres vivos un espíritu vitalque no tenía la materia no-viva. Esta visión del mundo(vitalismo) distinguía la materia “animada” de lamateria “inanimada”, usando el criterio del espírituvital que se creía que daba vida y movimiento a losseres vivos. En contraste, el mecanicismo, derivado dela visión Cartesiana del cosmos como una máquina, haintentado ver a los seres vivos como máquinas yreducir la explicación de lo vivo a los principios de la

física y la química. En la actualidad, la visión vitalistaha sido descartada y se acepta que los seres vivosobedecen a los principios de la física y química. Latradición mecanicista y reduccionista ha permitidoentender muchos de los fenómenos físicos y químicosque explican el funcionamiento de los organismos,aunque, justo es decirlo, no ha podido explicar en sutotalidad su funcionamiento. Es por esto que ningunode estos extremos (vitalización de la materia contramecanización de la vida) ha dejado completamentesatisfechos a muchos biólogos de nuestro tiempo.

Desde el punto de vista biológico, existen una seriede atributos emergentes que distinguen a los seresvivos. Los seres vivos tienen una historia evolutivacomún, son sistemas abiertos, homeostáticos, conestructura celular y con la capacidad de reproducirse.Todos los organismos vivos descienden de otros seresvivos que se han originado a lo largo de la historia denuestro planeta. Los seres vivos intercambian sustan-cias y energía con el medio externo y funcionan comosistemas abiertos. Durante el proceso de intercambiode energía y materiales con el medio externo, los orga-nismos son capaces de mantener un medio internoestable; es decir son homeostáticos. Los seres vivostienen la capacidad de autorregulación, ya que lasreacciones químicas que ocurren en su interior soncoordinadas en el tiempo y el espacio, de forma orde-nada. Uno de los principios fundamentales de la biolo-gía es que la mayoría de los seres vivos están forma-dos por una o más unidades similares conocidas comocélulas. Estas unidades son como los ladrillos de lo queestán construidos los seres vivos, y ponen en evidenciala uniformidad de todos los organismos. Finalmente,uno de los atributos cruciales de los organismos es sucapacidad de autorreproducirse, de transmitir infor-mación a su descendencia y así generar nuevos orga-nismos con sus mismas características. La reproduc-ción de los seres vivos puede ser desde algo tan simplecomo la división en dos de una bacteria, hasta algo tancomplejo como la fecundación, desarrollo y metamor-fosis de un anfibio. Uno de los grandes descubrimien-tos del siglo XX fue el conocimiento de las bases quí-micas de la herencia. El descubrimiento de la estruc-tura de doble cadena de la molécula del ácido desoxi-rribonucleico (ADN) y la forma en que se replica,permitió entender cómo es que la información genéticaestá codificada en la secuencia de nucleótidos delADN, cómo se mantiene, cómo cambia y cómo setransmite de padres a hijos.

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A B

C D

Figura 2. Imágenes que muestran la forma y la estructura devarios tipos de virus. Las imágenes fueron creadas a partir dedatos de cristalografía de rayos X por el Dr. Jean-Yves Sgro,del Instituto de Virología Molecular de la Universidad deWisconsin en Madison (http://virology.wisc.edu/virusworld) yse reproducen con su permiso. A.- Virus de la Hepatitis B(Hepadnaviridae) PBD ID: 1QGT, B.- Virus del Papilomahumano (Papillomaviridae) PBD ID: 1LOT, C.- Virus delmosaico del tabaco (Tobamovirus) PBD ID: 1VTM, D.-Parvovirus canino (Parvoviridae) PBD ID: 3DPV. Escala: lasbarras indican una longitud de 20Å. Un angstrom (Å) esigual a 1x 10-7 milímetros; es decir es una diezmillonésimaparte de un milímetro.

La gran mayoría de los seres vivos están formadospor células. Los únicos organismos conocidos que noestán constituidos de células o conjuntos de células sonlos virus. Estos organismos existen en el límite de lamayoría de las definiciones de lo que son los seresvivos. Los virus (Figura 2) son partículas consistentesde ácidos nucleicos (ADN o ARN) y proteínas, muchomás pequeñas que las bacterias, que solo se puedenreproducir en el interior de otras células vivas y sontotalmente inertes fuera de células donde puedenpersistir por muchos años en forma cristalizada. Noobstante la excepción de los virus, casi todos los seresvivos tienen una estructura celular. A mediados delsiglo XX se reconoció una distinción fundamentalentre dos tipos de organización celular: células proca-rióticas y células eucarióticas (Figura 3). En las células

procarióticas, el material genético (ADN) se encuentralibre en su interior. En contraste, en las células eucarió-ticas, el material genético se encuentra asociado a pro-teínas y organizado en cromosomas, los cuales a suvez se localizan en el interior de un núcleo rodeado deuna membrana. En estas células también existen com-partimentos especializados como las mitocondrias ylos cloroplastos, los cuales son de origen procarionte ytienen su propio ADN. Sobre la base de esta distinciónen la organización celular, se reconoce que los seresvivos pueden dividirse en organismos procariontes yeucariontes.

Sistemas de clasificación biológicaLos seres humanos tendemos a ordenar y organizar

los objetos que nos rodean. La sistemática es la ramade la biología encargada de describir y organizar ladiversidad biológica. La unidad básica del sistema declasificación biológica es la especie. Las especies sontipos diferentes de organismos y una de las definicio-nes más usadas fue la propuesta por Ernst Mayr con elnombre de concepto biológico de especie. Esta defini-ción plantea que una especie es un grupo de poblacio-nes naturales cuyos individuos se cruzan entre sí demanera real o potencial y que están reproductivamen-te aislados de otros grupos. Bajo esta definición, si lostigres no se pueden cruzar con los leones, los conside-ramos como miembros de especies diferentes.

Figura 3. Esquema representativo de una célula eucariótica(con núcleo verdadero) y de una célula procariótica (sinnúcleo).

Durante el siglo XVIII, Carlos Linneo propuso unsistema para describir y organizar la diversidad bioló-gica. Esta propuesta consistió en un sistema denomenclatura binomial y un esquema jerárquico de

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organización de los seres vivos. En este sistema, elnombre científico de las especies se designa por unnombre genérico y un adjetivo modificador. El esque-ma de Linneo es jerárquico, ya que incluye gruposdentro de grupos. Por ejemplo, las especies se ubicandentro de géneros, los géneros en familias, y así sucesi-vamente en órdenes, clases, phyla y reinos. En la épo-ca de Linneo solo se reconocían dos reinos para clasi-ficar a los seres vivos macroscópicos más comunes,que son las plantas y los animales.

La clasificación general de los seres vivos ha cam-biado y seguirá cambiando como consecuencia delnuevo conocimiento generado sobre sus característicasy su historia evolutiva. Durante muchos años solo sereconocieron dos reinos (animales y plantas) y porende la biología se dividía, de acuerdo a los organis-mos de estudio, en zoología y botánica. Con el desa-rrollo de lentes y el microscopio se descubrieron unagran cantidad de microorganismos, lo cual ponía enaprietos al sistema de solo dos reinos. A finales delsiglo XIX se postuló un tercer reino, el de los Protistas,para reconocer a los microorganismos. Durante lasegunda mitad del siglo XX se propuso un sistema declasificación de los seres vivos compuesto de cincoreinos: Monera o Procariota que incluye a las bacterias,Protoctista o Protista para algas y protozoos, Fungi para

hongos y líquenes, Animalia para animales vertebrados(Figura 4) e invertebrados (Figuras 5 y 6) y Plantae pa-ra musgos, helechos, gimnospermas y angiospermas.

La sistemática intenta ordenar la diversidad bioló-gica basada en el conocimiento de las relaciones evolu-tivas entre los diferentes grupos de organismos. Estasrelaciones se representan en forma de árboles filoge-néticos que muestran hipótesis sobre el proceso deramificación y divergencia que ha seguido la evoluciónde las especies. Históricamente, la sistemática ha em-pleado caracteres morfológicos y anatómicos parapostular estas hipótesis. Sin embargo, el uso de se-cuencias de ADN ha resultado una herramienta muypoderosa que ha permitido inferir la historia evolutivade cualquier grupo, aun para grupos muy diferentes.El análisis de las secuencias de nucleótidos de la uni-dad pequeña del gen que especifica el ARN ribosomalha sido particularmente útil. Esta es una moléculauniversal, muy importante en la síntesis de proteínasde todas las células y muy conservada (es decir, cam-bia muy poco) a lo largo de la evolución. En 1990, C. R.Woese y colaboradores analizaron la variabilidad delas secuencias de este gen en organismos representa-tivos de todos los grupos existentes en nuestro planetay el resultado mostró la existencia de tres grandesgrupos. El árbol filogenético resultante (Figura 7)muestra que existen dos tipos de procariontes: las

Figura 5. Cangrejo ermitaño (Dardanus calidus). Los can-grejos pertenecen al Phylum Arthropoda; es decir, animalescon apéndices articulados, y a la clase Crustacea. Los crustá-ceos son fundamentalmente acuáticos, habitan tanto en elmedio marino como en agua dulce, y algunos han colonizadoel medio terrestre. Se caracterizan por tener dos pares deantenas. Foto © Miquel Pontes (http://marenostrum.org),reproducida con su permiso.

Figura 4. Radiografía digital de Eurypegasus papilio. Estepez pertenece a la familia Pegasidae y a la clase Actinoptery-gii. Vive en las aguas del Pacífico (Hawai) y está en la listaroja de especies amenazadas de la Unión Internacional para laConservación de la Naturaleza. Foto © Sandra J. Raredon, dela División de Peces de la Institución Smithsonian,reproducida con su permiso.

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Figura 6. Sérpula roja (Serpula vermicularis). La sérpularoja es un anélido (Phylum Annelida) marino que pertenece ala clase Polychaeta. Viven en grupos dentro de tubos calcáreossobre rocas o conchas en aguas poco profundas y calmadas.Foto © Miquel Pontes (http://marenostrum.org), reproducidacon su permiso.

bacterias y las arqueobacterias. De igual forma, el árbolmuestra que a nivel bioquímico y a juzgar por la diver-gencia de este gen, las bacterias y las arqueobacteriasson tan diferentes entre sí como de los eucariontes. Laconclusión de Woese y colaboradores fue que todos losorganismos pueden ser asignados a tres formas devida o dominios: bacterias, arqueobacterias y eucarion-tes.

Figura 7. Esquema global de las relaciones evolutivas entre losseres vivos visto como árbol filogenético. El esquema es unaversión simplificada del árbol filogenético derivado del análisiscomparativo de secuencias de la subunidad pequeña (16S) dela molécula de ARN ribosomal de grupos representativos detodos los seres vivos, que pretende mostrar la estructura másprofunda de la diversidad biológica. Modificado de: Woese,C.R., O. Kandler y L.M. Wheelis, 1990. Towards a naturalsystem of organisms: proposal for the domains Archaea,Bacteria and Eukarya. Proceedings of the National Academyof Sciences 87: 4576-4579.

La distancia entre linajes, medida como la diver-gencia en las secuencias del gen del ARN ribosomal yla secuencia de ramificación a lo largo de la evolución,ha sido representada como el árbol filogenético uni-versal. La raíz del árbol y la secuencia de ramificaciónbasal es un asunto polémico. Dentro del dominioEukarya, los hongos, animales y plantas forman ramasaparentemente insignificantes en comparación con ladiversidad y divergencia de los protistas. Este grupo(protista) en realidad es un nombre que agrupa a lagran diversidad de eucariontes que carecen de losrasgos distintivos de hongos, animales y plantas. Eneste nuevo esquema de clasificación, el dominio seconvierte en una categoría superior a la de reino ytodos los organismos se clasifican en Bacteria, Archaeay Eukarya. El dominio Eukarya contiene a los reinos delos animales, las plantas, los hongos y los protistas. Encambio el antiguo reino Procariota cambió a dos domi-nios (Bacteria y Archaea) y es muy probable que losnuevos cambios en los sistemas de clasificación bioló-gica se den en estos grupos de organismos. La Figura 8muestra un resumen simplificado de nuestro conoci-miento sobre los principales episodios de la historia ydiversificación de los seres vivos, visto como árbolfilogenético con escala temporal.

Estimaciones de la riqueza biológica conocidade nuestro planeta

Cualquier intento por estimar el número total deespecies que existen en nuestro planeta tiene que servisto con escepticismo. Hay que distinguir claramentelas estimaciones del número de especies conocidas queya han sido descritas de las estimaciones del númerototal de especies que se cree que existen en nuestroplaneta. Linneo por ejemplo incluyó cerca de 9000especies conocidas en su sistema de clasificaciónpublicado en 1758. Cada año se describen nuevasespecies a las cuales se les designa un nuevo nombrecientífico, y con esto aumenta el número de especiesconocidas. En las últimas décadas se estima que sevienen describiendo alrededor de 10,000 nuevasespecies por año, diferentes a las ya conocidas. Paragrupos taxonómicos donde los individuos son muyvisibles, que tienen importancia económica o quellaman mucho la atención (por ejemplo, mamíferos yaves), el número de especies que se describen cadaaño no es muy grande. Se estima que en promedio sedescriben alrededor de 25 nuevas especies demamíferos y 3 de aves cada año. En cambio, para las

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especies que no son visibles al ojo humano y no llamanla atención (mayoría de invertebrados y todos losmicroorganismos), el número de nuevas especies quese describen cada año es mucho mayor. La exploraciónde regiones antes inaccesibles (tropicales o marinas) yel uso de mejores métodos de muestreo, así como denuevas técnicas moleculares, generalmente llevan aldescubrimiento de un número sorprendente denuevas especies.

Las estimaciones recientes del número total de espe-cies que han sido descritas en nuestro planeta indicanaproximadamente 1, 750,000 especies (ver Tabla 1). Loprimero que llama la atención de esta tabla es que lainmensa mayoría (99%) de las especies que se han des-crito pertenecen al dominio Eukarya. Dentro de estedominio, la gran mayoría pertenecen al reino Animalia(1, 225,332 especies, 72% del total) y dentro de este

reino los invertebrados son elgrupo más numeroso. En con-traste, en el reino Plantae seconocen 270,000 especies (16%del total), en el reino Protoctistase conocen 80,000 especies (5%del total) y en el reino Fungi seconocen 72,000 especies (4% deltotal). Finalmente, los dominiosBacteria y Archaea están represen-tados solo por 10,000 y 175 espe-cies (< 1% del total), respectiva-mente. Es por demás interesantecontrastar la extraordinariariqueza de especies del dominioEukarya (Tabla 1) con la grandiversidad molecular de losdominios Bacteria y Archaea en elárbol mostrado en la Figura 7. Elnúmero de especies descritasdebe ser visto con reserva puestoque inevitablemente cada año sedescriben nuevas especies, oalgunas especies que se creíandiferentes resultan ser iguales aotras (sinonimia), y por lo tantoestas estimaciones son inexactas.Sin embargo, a pesar de estaslimitaciones, estos números nosdan una idea de la magnitud dela riqueza biológica conocida denuestro planeta.

La estimación del número totalde especies que se cree que habitan en nuestro planetase basa en diferentes procedimientos que usan diver-sas suposiciones sobre la diversidad biológica conoci-da. Por ejemplo, existen procedimientos estadísticosque proyectan el número total que se esperaría dado elnúmero conocido de un grupo y la tasa a la que sedescubren nuevas especies. Según este procedimientoel número total de aves que existen en nuestro planetaestá muy cercano al número conocido actualmentedado que cada año se describen menos especies nue-vas. Es decir, la curva de acumulación de nuevas espe-cies se está estabilizando porque la descripción deespecies está llegando a un punto en el que ya no sedescubren nuevas. En cambio para grupos como losinsectos, la tasa a la que se describen nuevas especieses de tal magnitud que permite proyectar que el

Figura 8. Diagrama que muestra los principales episodios sobre el origen, historia ydiversificación de los seres vivos en forma de árbol filogenético. La ubicación temporal delos episodios se basa en evidencia fósil. Modificado de: Campbell, N.A. y J.B. Reece, 2002.Biology. Sixth Edition. Benjamin Cummings. San Francisco.

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número total en nuestro planeta es de una magnitudmuy superior al número conocido actualmente. Porotra parte, también se ha calculado la riqueza totalusando las estimaciones de regiones donde la diversi-dad biológica está bien documentada, para luego pro-yectarla a nivel mundial. Por ejemplo, en países comoInglaterra o Suecia se conocen muy bien el número deespecies de plantas, de insectos y de hongos, y si estosdatos se proyectan al área total de la superficie denuestro planeta, se obtiene una estimación cruda de lariqueza total para esos grupos. Este tipo de procedi-mientos se han empleado para calcular el número totalde especies (14 millones) que se cree que habitan ennuestro planeta y que se reportan en la Tabla 1. Lacomparación del número de especies conocidas con elnúmero total muestra patrones reveladores. Por unlado, el número total estimado de vertebrados y plan-tas no está muy alejado del número de especies cono-cidas en la actualidad. Según estos datos, conocemosentre el 84% y el 95% de las plantas y vertebrados queexisten en nuestro planeta. En contraste, para los in-vertebrados (12%), hongos (5%) y protoctistas (13%), elnúmero conocido de especies representa un porcentajepequeño del total que se cree que existe en nuestro

planeta. La situación para los dominios Bacteria yArchaea es todavía peor ya que no contamos conestimaciones confiables de la riqueza total que puedaexistir en nuestro planeta. Si tomamos como válidos eltotal de especies descritas y el estimado del totalglobal, esto implica que solo conocemos el 12% de lariqueza biológica de nuestro planeta. A pesar de suslimitaciones, estos datos revelan que nuestro conoci-miento sobre la diversidad biológica de nuestro plane-ta es todavía muy pobre, sobre todo para los organis-mos microscópicos.

La distribución de la diversidad biológica de nuestroplaneta no es homogénea. Los ambientes terrestresocupan alrededor del 29% de nuestro planeta, mien-tras que los ambientes marinos ocupan el 71%. Ladistribución de la diversidad biológica entre los com-ponentes terrestres y marinos de la biósfera es desi-gual. Se estima que en los océanos habitan alrededorde 250,000 especies conocidas mientras que en los am-bientes terrestres habitan un millón y medio de espe-cies. En contraste, la diversidad filética (número declases y phyla de organismos) es mayor en los ambien-tes marinos que en los terrestres. Se cree que la razónde la mayor diversidad filética en los ambientes mari-

Dominio Reinos de Número de Número estimadoeucariontes especies descritas del total global

Archea 175 ¿?Bacteria 10,000 ¿?

EukaryaAnimalia

Vertebrados (total) 52,500 55,000Mamíferos 4,630Aves 9,750Reptiles 8,002Anfibios 4,950Peces 25,000

Mandibulata (Insectos y Miriápodos) 963,000 8, 000,000Chelicerata (Arácnidos y otros) 75,000 750,000Mollusca 70,000 200,000Crustacea 40,000 150,000Nematoda 25,000 400,000

Fungi 72,000 1, 500,000

Plantae 270,000 320,000

Protoctista 80,000 600,000

TOTAL 1, 750,000 14, 000,000

Tabla 1. Número estimado de las especies conocidas y del total que se cree que existen en nuestro planeta. Modificado de:Groombridge, B. y M.D. Jenkins. 2002. World Atlas of Biodiversity: Earth living resources in the 21st century. University ofCalifornia Press, Berkeley.

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nos se debe a que la mayor parte de los diseños anató-micos que definen a los grupos se originaron en el mary de ahí colonizaron los ambientes terrestres. Por otraparte se cree que la menor diversidad de especies enlos ambientes marinos tiene que ver con las propieda-des del agua, en particular con su gran capacidad detransmitir calor y la de mezclarse. Debido a esto, losambientes marinos tienden a tener menor variaciónespacial y temporal en las características físicas que losambientes terrestres, donde la diversidad ecológica esmayor. Por ejemplo, la temperatura y la humedadvarían considerablemente desde las selvas tropicales alos polos, generando gradientes latitudinales de diver-sidad. Se cree que la mayor diversidad ecológica de losambientes terrestres está asociada a mayores tasas deespeciación y por eso la diversidad terrestre es mayorque la marina.

Países megadiversosLa distribución de la diversidad biológica entre los

países es muy heterogénea. Existe un conjunto de 17países donde la riqueza biológica está sobrerrepresen-tada y colectivamente concentran entre el 66 y 75% dela biodiversidad del planeta. Estos países biológica-

mente más ricos del mundo reciben el nombre de paí-ses megadiversos y comparten una serie de atributoscomo: a) poseen una gran riqueza de especies en susterritorios y un porcentaje considerable de las especiesson endémicas. Esto quiere decir que muchas de esasespecies solo se encuentran en esos países; b) poseenuna gran diversidad ecológica; es decir, estos paísestienen una gran variedad de ecosistemas o tipos devegetación; c) tienen selvas tropicales y ecosistemasmarinos; d) poseen una gran diversidad cultural. Enestos países emergieron una buena parte de las civili-zaciones antiguas y todavía poseen una gran diversi-dad cultural representada por grupos indígenas. En latabla 2 se presenta una lista de los 10 países de mayormegadiversidad ordenados de mayor a menor, deacuerdo a la riqueza de plantas y vertebrados. En estatabla se puede ver que Brasil, Indonesia, Colombia,México y Australia son los cinco países más diversosdel mundo.

Estos países megadiversos enfrentan diversos dile-mas. Por un lado, la mayoría de ellos tienen seriosproblemas socioeconómicos y enfrentan la responsa-bilidad de atender y satisfacer las demandas de bien-estar de los seres humanos que en ellos habitan. Por

País Plantas Mamíferos Aves Reptiles Anfibios Peces dulceacuícolas

Brasil ~50,000-56,000 524 1622 468 517 >3000 (~16,500-18,500) (131) (>191) (172) (294)

Indonesia ~37,000 515 1531 511 270 1400 (14,800-18,500) (201) (397) (150) (100)

Colombia 45,000-51,000 456 1815 520 583 >1500 (15,000-17,000) (28) (>142) (97) (367)

México 18,000-30,000 450 1050 717 284 468 (10,000-15,000) (140) (125) (368) (169)

Australia 15,638 282 751 755 196 183(14,458) (210) (355) (616) (169)

Madagascar 11,000-12,000 105 253 300 178 75(8,800-9,600) (77) (103) (274) (176)

China 27,100-30,000 499 1244 387 274 1010(~10,000) (77) (99) (133) (175)

Filipinas 8,000-12,000 201 556 193 63 330(3,800-6,000) (116) (183) (131) (44)

India >17,000 350 1258 408 206 750(7,025-7,875) (44) (52) (187) (110)

Perú 18,000-20,000 344 1703 298 241 855(5,356) (46) (109) (98) (~89)

Tabla 2. Riqueza de especies y endemismos (entre paréntesis) de plantas y cinco grupos de vertebrados en los diez países másmegadiversos del mundo. Modificado de: Mittermeier, R., AC. Goettsch-Mittermeier y P. Robles-Gil. 1997. Megadiversidad: Lospaíses biológicamente más ricos del mundo. Agrupación Sierra Madre, México D. F.

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otro lado, se tiene la responsabilidad de conservar laextraordinaria riqueza biológica que existe en sus te-rritorios. Los ecosistemas naturales proveen de servi-cios cruciales para las sociedades humanas. Muchosecosistemas naturales están sufriendo serias altera-ciones como consecuencia de la deforestación para laexpansión de la agricultura y ganadería y por la sobre-explotación de las especies. La destrucción de hábitatsy la sobreexplotación amenazan seriamente a muchasespecies (conocidas y por conocer) y a los servicios queprestan los ecosistemas. La Organización de las Nacio-nes Unidas (ONU) ha declarado al año 2008 como elaño de la Tierra para promover la reflexión sobre elestado actual de nuestro planeta. En un país megadi-verso y con enorme desigualdad social como México,este año pudiera ser una excelente oportunidad parareflexionar sobre las alternativas que tenemos pararesolver el dilema de los países megadiversos. Estareflexión tendría que incluir la imperiosa necesidad deinvertir en infraestructura educativa y científica que

nos permita generar los recursos humanos y lasherramientas para enfrentar este serio problema.

AutorFrancisco Molina Freaner, Instituto de Ecología UNAM,Hermosillo, Sonora; freaner@servidor.unam.mx

Lecturas recomendadasCampbell, N. A. y J. B. Reece. 2002. Biology. SixthEdition. Benjamin Cummings. San Francisco.Curtis, H. y N. S. Barnes. 2000. Biología. Sexta Edición.Editorial Médica Panamericana. Buenos Aires,Argentina.Groombridge, B. y M. D. Jenkins. 2002. World Atlas ofBiodiversity. University of California Press. Berkeley.Margulis, L. y D. Sagan. 1995. What is Life? Weidenfeld& Nicolson. London.Sarukhán, J. y R. Dirzo. 2001. Biodiversity-rich countries.En: Encyclopedia of Biodiversity. S. A. Levin (Editor).Volume 1. Academic Press. San Diego.

Ciencias ambientales

Las inundacioneshistóricas de la ciudad

de Guanajuato“Si no quieres repetir el pasado, estúdialo”

Baruch Benedict Spinoza (1632-1677)

IntroducciónLas inundaciones originadas por el desbordamiento

de ríos pueden ser frecuentes como parte del procesonatural evolutivo de un sistema fluvial. El efecto nega-tivo de las inundaciones se debe a la existencia deasentamientos humanos en el cauce de ríos y la plani-cie de inundación de los mismos. La ciudad de Guana-juato se localiza en el límite sur de la mesa centralmexicana y fue fundada en el siglo XVI, asentándosesobre la rivera del río Guanajuato. A lo largo de todasu historia la ciudad de Guanajuato fue afectada pormúltiples inundaciones importantes y desastrosas, delas cuales hacemos cuenta, con el objeto de documen-

tar un ejemplo de ciudad vulnerable a a este tipo defenómenos naturales.

La ciudad de Guanajuato debe su fundación a losvastos yacimientos de metales preciosos descubiertosen el siglo XVI. La minería es una pieza fundamentalen la historia de Guanajuato antiguo, ya que originóque los primeros pobladores se asentaran entre lascañadas y la rivera del río Guanajuato, con el objeto defacilitarse el acceso al agua, vital para la subsistencia yla actividad de beneficio de minerales. Esta ciudadcolonial, de más de 450 años de historia, guarda todotipo de relatos e historias de la vida diaria, de la activi-dad minera o incluso de desastres naturales repetidos,tales como las inundaciones.

Una compilación de archivos históricos pone enevidencia un historial cargado de eventos de inunda-ción que han causado pérdidas materiales y humanas.El periodo histórico mejor documentado es el com-prendido entre 1704 y 1912 donde se reportan un totalde 21 inundaciones (Tabla 1), denominadas comoimportantes o devastadoras de acuerdo a los dañosmateriales sufridos o por el número de vidas que seperdieron.

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Inundaciones importantesDe acuerdo a las crónicas del padre Lucio Marmo-

lejo (1967), las inundaciones importantes fueron re-currentes en la zona centro de la ciudad de Guanajua-to, afectando la plazuela del Baratillo, la zona deltemplo de San Diego, el templo de Belén, al grado quedurante la inundación del año 1828 la parroquia deBelén se vio forzada a cerrar al culto. Dos de las inun-daciones importantes reportan pérdidas humanas. Lainundación del 8 de junio de 1704 es descrita textual-mente por Marmolejo: “Este día, domingo, a las ochode la noche, a consecuencia de un terrible aguacero, sedesborda el río en el punto que hoy ocupa la calleBelén y arrastra en su corriente a dos niños pequeños.El cuerpo de uno de ellos se encontró hecho pedazos;del otro no pudo hallarse ni aun el cadáver”. Otrainundación importante data del 16 de junio de 1912,que Marmolejo describiría así: “Hoy en medio día sedescarga sobre los vecinos minerales de Cata, Melladoy Valenciana, una manga de agua, alcanzando a estaciudad un fuerte aguacero, aunque de poca duración;pero el río que bajó de los cerros de las referidas mi-nas, y que viene a juntarse en la Calzada de Guana-juato con el río principal que baja de la Presa de la Ollay del Monte de San Nicolás, fue tan caudaloso, que nocabiendo en el cauce se desborda y retrocede por lacalle del centro de la ciudad, originando una inun-dación desde el Puente de San Ignacio para el rumboponiente. La creciente hizo dos víctimas que sorpren-dió sin tener medios ningunos de salvación”. Descrip-ciones como las anteriores son frecuentes a lo largo detoda la historia de la ciudad de Guanajuato.

Inundaciones devastadorasUna de las inundaciones más devastadoras fue la

del 27 de julio de 1780, que generó una gran pérdidapara el sector minero, del cual dependía la vida laboralde la época. Según las descripciones hechas por Mar-molejo (1967) y Guzmán-Segoviano (2005): “Terrible ydevastadora inundación, que obliga a la ciudad deGuanajuato a lamentar nuevas y muy grandes desgra-cias”. La pérdida de vidas e intereses fue considerable.El templo de San Diego fue de nuevo devastado, intro-duciendo el agua cadáveres de hombres y animales ensu recinto, dejándolo inservible, a tal grado que fuecerrado al culto. En la mina de Rayas, el arroyo quepasa por la población entró por la boca de la mismamina, la llenó en breves momentos, dejando sepul-tados a cientos de trabajadores que laboraban dentro.

La inundación devastadora del 1 de julio de 1905 esla más documentada, encontrándose archivos fotográ-ficos en la colección Ing. Ponciano Aguilar, del archivohistórico de la Universidad de Guanajuato, periódicosde la época y diversas actas de cabildo. Guzmán-Sego-viano (2005) realizó una compilación de informaciónde la época, de donde obtuvimos parte de la siguientedescripción: “La tarde del 30 de junio la lluvia hizodesbordar el río Guanajuato que pronto se abalanzósobre las calles de la ciudad, siendo las más afectadasCantarranas, Puente del Rastro, Baratillo, JardínUnión, Truco y Alonso. Ninguna persona murió hastaese momento, registrándose solo pérdidas materialesen las casas y negocios ubicados en los lugares men-cionados. El día siguiente parecía ser un día tranquilo

con un cielo azul y despejado de nubes. Lapoblación apenas se enteraba y se aterrabade los destrozos causados la tarde anterior;escaso fue el momento para sentirse tran-quilos por la ausencia de más lluvia, puesla tarde del 1 de julio las nubes ennegreci-das se arremolinaron en la ciudad descar-gando con furia una tromba de aproxima-damente una hora que inmediatamentetuvo terribles consecuencias: el agua pro-rrumpía por las bardas de la presa de SanRenovado destrozando las escaleras quehacían flanco, y de la Presa de la Olla salíauna monstruosa cascada que no tenía ca-bida en el túnel de saneamiento y prontose desbordó sobre los jardines (ahoraParque Florencio Antillón)”.

Inundación Categoría Inundación Categoría1704 Importante 1867 Devastadora1741 Importante 1868 Importante1760 Devastadora 1873 Devastadora1770 Importante 1882 Importante1772 Importante 1883 Importante1780 Devastadora 1885 Importante1794 Importante 1899 Importante1795 Importante 1902 Importante1804 Importante 1905 Devastadora1828 Importante 1912 Importante1834 Importante

Tabla 1. Inundaciones históricas en la ciudad de Guanajuato en el periodo1704-1912, compilado de diversas fuentes (Humboldt (1822), Antúnez (1964),Marmolejo (1967), Jáuregui de Cervantes (1998), Reza (2001), Guzmán-Sego-viano (2005)). La clasificación de categoría es relativa: Importante (construc-ciones destruidas y 1 ó 2 pérdidas humanas), Devastadora (construccionesdestruidas y más de 2 pérdidas humanas).

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Figura 1. Destrozos de la ciudad de Guanajuato por la inun-dación de 1905 (plaza Allende). Note la marca del nivel má-ximo de la inundación en el extremo derecho de la fotografía.Fotografía de la colección Ponciano Aguilar-Dirección de Ar-chivos y Fondos Históricos de la Universidad de Guanajuato.

En su recorrido la corriente arrancaba los árbolesdesde la raíz, arrojándolos sobre las casas, aplastandotechos, paredes, muros y bardas (Figura 1). En sucauce se iban mezclando muebles, piedras, ventanas,puertas, rieles, mulas y casas completas que se desplo-maban ante la humedad que las invadía. La inunda-ción del 1 de julio de 1905 dejó devastación y pérdidashumanas (Figura 2). Posteriormente la ciudad sufriríaotras inundaciones, pero ninguna que se asemeje aésta. En la actualidad la planicie aluvial del río Guana-juato presenta vestigios de algunas de las inundacio-nes históricas tales como la de 1905, reportados porMiranda-Avilés y colaboradores (2007).

Causas y primeros intentos para mitigar lasinundaciones en la ciudad de Guanajuato

En los inicios de los asentamientos de la ciudad deGuanajuato, las autoridades trataban de definir cuálesserían las reglas de higiene y salubridad que se lleva-rían acabo para que el número de defunciones causa-das por inundaciones fuera mínimo, por lo que presta-ron atención al riesgo que implicaba el asolvamientodel río Guanajuato, ya que las diferentes compañíasmineras lo utilizaban para verter sus desechos. Lasautoridades dispusieron que el cauce del río fueselimpiado anualmente para sacar escombros y basura.En ocasiones la autorización virreinal tardaba años y lalimpia no se hacía, por lo que las consecuencias prontose dejaban sentir causando el desbordamiento del ríoGuanajuato (Reza, 2001).

Después de la inundación del 2 de septiembre de1772, las autoridades virreinales dan una orden deinicio de obras con carácter urgente (Marmolejo, 1967).El virrey don Martín de Mayorgas, con motivo de talessucesos, envió a Guanajuato al científico don JoaquínVelázquez de León, quien para evitar los males causa-dos por las inundaciones, realizó un reconocimientodel río que atraviesa la ciudad e indicó que se previ-niera a los dueños de minas que evitaran asolvar lascañadas, pues ésta era en su concepto, una de las prin-cipales causas de las inundaciones. Dichas recomen-daciones jamás fueron acatadas.

Las obras que controlaron temporalmente las inun-daciones, fueron la presa de la Olla, concluida en elaño de 1849 y la presa de Esperanza concluida en1894. Posterior a la construcción de éstas, Guanajuatose vería asolada por más inundaciones como la de1905.

Las inundaciones fueron originadas principalmentepor lluvias extraordinarias en la Sierra de Guanajuato,y de acuerdo a diversos autores, una de las principalescausas de las inundaciones fue la práctica del vaciadode jales mineros al lecho del río Guanajuato (Antúnez1964; Humboldt 1822; Jáuregui de Cervantes 1998;Reza 2001). El vaciado de jales mineros al lecho del ríoprovocó que el nivel base del mismo ascendieragradualmente, disminuyendo de manera sustancial lacapacidad del cauce principal, generando que losexcedentes de agua inundaran y devastaran la ciudadde Guanajuato en múltiples ocasiones.

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Figura 2. Fotografías de la inundación de 1905 en la plaza dela Unión (ariba) y en el barrio del Hinojo (abajo) de la ciudadde Guanajuato. Fotografías de la colección Ponciano Aguilar-Dirección de Archivos y Fondos Históricos de la Universidadde Guanajuato.

ReferenciasAntúnez, E.F. 1964. Monografía histórica y minera delDistrito Minero de Guanajuato, México, Consejo Nacio-

nal de Recursos Naturales no Renovables, publicación17-E, 589 p.Guzmán-Segoviano, E. M. 2005. La ruina de Guanajuato,Tesauro: Gaceta informativa de la dirección de archivosy fondos históricos, Universidad de Guanajuato, Año I,número 2, p. 1-3.Humboldt, A. von 1822. Ensayo político sobre el reinode la Nueva España: México, Editorial Porrúa, S.A.,quinta edición, 1991, 698 p.Jáuregui de Cervantes, A. 1998. Relato histórico deGuanajuato, Guanajuato. Ediciones La Rana, Instituto deCultura del Estado de Guanajuato, 189 p.Marmolejo, L. 1967. Efemérides guanajuatenses o datospara formar la historia de la ciudad de Guanajuato.Obra escrita con los más auténticos e interesantes docu-mentos por el presbítero Lucio Marmolejo, 4 tomos.Universidad de Guanajuato.Miranda-Avilés R., Puy-Alquiza M. J., Ramos-Arroyo Y.R., Navarro-Barrera R. 2007. Distribución y evoluciónhistórica de las terrazas fluviales del valle de SantaTeresa, Guanajuato, Investigaciones Geográficas,Boletín, 63, pp 93-104.Reza A. L. 2001. Guanajuato y sus miasmas: higieneurbana y salud pública, 1792-1804, Dirección de Culturay Educación de la Presidencia Municipal de Guanajuato,primera edición, 119 p.

AutoresMiranda-Avilés R., Puy-Alquiza M. J., Martínez Reyes J.J.,Zavala Ezquivel A., Quiroga Velásquez J.L., Facultad deMinas, Metalurgia y Geología, Universidad de Guanajuato,Ex-Hacienda de San Javier, C.P. 36020, Guanajuato, Gto.;rmiranda@quijote.ugto.mx

Botánica

Las plantas del géneroIpomoea en Sonora:

características y usosEl género Ipomoea pertenece a la familia Convolvula-

ceae, comúnmente llamadas campanitas y conocidastambién como “morning glory”. Es el género más gran-

de de la familia, con aproximadamente 600 especies entodo el mundo. En México tenemos aproximadamente135 especies y en Sonora se encuentra el 28 %, un por-centaje nada despreciable tratándose de un género deplantas de origen tropical.

Una parte de estas plantas son hierbas trepadorasanuales, esto es, que cumplen su ciclo de vida en unaestación del año, casi siempre en verano. Aquí enSonora es común verlas en nuestros jardines enredan-do sus delicados tallos en los cercos o sobre otras plan-

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tas, con sus grandes flores en forma de embudo radialcomo campanitas, y muy atractivas para las abejas ymariposas por sus llamativos colores que van desde elblanco, rosa, azul, hasta púrpura en múltiples tonos.Pero si vas al campo, entonces podrás verlas trepandosobre cualquier arbusto, árbol o hasta sobre algunaschoyas o cactáceas más grandes como la sinita, o lapitahaya. También las hay del tipo arbustivo y arbó-reas como Ipomoea arborescens, que es un árbol de 5-15m de altura, conocido por los sonorenses como “paloblanco” o “palo santo” (Figuras 1 y 2). Esta especie secaracteriza por su gran tronco liso de color blanco-pla-teado, florece en invierno y sus grandes flores blancasresaltan en el árbol aún sin hojas; es común verla enlos cerros del Bachoco y en el Agualurca, al norte y alsur de Hermosillo, respectivamente, siendo el estadode Sonora su límite de distribución más septentrional.Crece en sitios húmedos, ya sea arroyos o pendientesorientadas hacia el norte.

Las hojas de este género son alternas, de formasmuy variables, con los márgenes enteros o profunda-mente lobulados. El fruto es una cápsula de 1-4semillas.

Las especies del género Ipomoea en Sonora y en elpaís generalmente son cultivadas como ornamentalespor sus grandes flores y muy atractivos colores. Asímismo, este género tiene otros usos: Ipomoea purpureaes conocida porque en sus semillas tiene un alcaloide(ergolina) con efectos alucinógenos, y fue muy utili-zada por culturas originarias de América central.Ipomoea jalapa se encuentra en las regiones de Álamosy Yécora, Sonora, y aunque no está reportado su usoen esta parte del estado, se sabe que en el sur del paísla explotan por su valor medicinal como laxante natu-ral; comúnmente es conocida como purga y en dosisaltas puede ser tóxica.

A pesar de que existen algunos estudios sobre elgénero Ipomoea, es importante la generación de mayorconocimiento sobre estas plantas, su abundancia ydistribución, biología de la polinización, fisiología, etc.,ya que ello nos permitirá profundizar en su uso poten-cial como plantas ornamentales y medicinales.

AutoraMaría de los Ángeles Quintana Vásquez, Instituto de EcologíaUNAM, Hermosillo, Sonora; quintana@ecologia.unam.mx

Figura 1. Palo blanco o palo santo, Ipomoea arborescens.

Figura 2. Flores de Ipomoea arborescens.

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Zoología

El carpintero imperial(Campephilus imperialis)

El registro fósil de nuestro planeta muestra que lahistoria de los seres vivos está marcada por dos patro-nes generales. Por un lado el registro muestra la apari-ción, diversificación y persistencia de nuevos grupos, ypor otro muestra la extinción de grupos importantesde organismos de la faz de la Tierra. Las extincionesde especies se atribuyen a diversas causas, por ejem-plo, el cambio climático inducido por el impacto demeteoritos, glaciaciones, incremento en la actividadvolcánica y transgresiones marinas, entre otras. Sinembargo, en tiempos recientes la transformación delos ecosistemas y el impacto de la actividad humanahan incrementado considerablemente la extinción deespecies.

Se estima que durante los últimos 400 años, se hanextinguido cerca de 80 especies de mamíferos, 130especies de aves, 21 de reptiles, 5 de anfibios, 81 depeces, cerca de 375 especies de invertebrados y 380especies de plantas, como consecuencia del impactohumano sobre nuestro planeta. Esta tasa de extinciónes preocupante ya que es aproximadamente 100 vecesmás alta que el promedio de extinciones de especiessugerido por el registro fósil. En México se estima quedurante los últimos 400 años hemos perdido cerca de50 especies entre las que destacan 21 especies de plan-tas, 12 de peces, 8 de aves y 5 de mamíferos. El car-pintero imperial (Campephilus imperialis) es una de lasespecies de aves que habitaba en nuestro país hasta ladécada de los sesentas y que muy probablemente seha extinguido para siempre. En esta nota se hace unbreve resumen de lo poco que sabemos sobre esta avey de las causas que llevaron a su desaparición, comoun ejemplo de la pérdida de la diversidad biológica denuestro país.

Los pájaros carpinteros pertenecen a la familia Pici-dae del orden de los Piciformes, de la cual se conocencerca de 200 especies distribuidas en todo el mundoexcepto Oceanía. Los carpinteros se caracterizan portener picos muy poderosos que les permiten perforaren los troncos de los árboles, y lenguas finas, puntia-gudas y con pequeñas cerdas para extraer la comida.

Poseen patas con cuatro dedos con una distribuciónpeculiar: dos apuntando hacia delante y dos haciaatrás. Esta distribución de los dedos es muy útil paraadherirse a los troncos y les permite caminar vertical-mente a lo largo de los árboles. La mayoría de estasaves anidan en cavidades que ellas mismas constru-yen en los troncos de árboles.

El carpintero imperial era el más grande de los car-pinteros del mundo. Los individuos adultos llegaban amedir entre 51 y 56 cm de largo. Era un ave de colornegro con excepción del dorso, donde presentaba doslíneas laterales blancas a lo largo de la base de las alas,y las plumas primarias tenían puntas blancas lo queformaba un parche blanco en las alas (Figura 1). Losmachos tenían una cresta roja terminada en punta,mientras que las hembras tenían una cresta negra quese curvaba hacia adelante. El pico era muy largo y decolor marfil.

El carpintero imperial era una especie endémica deMéxico. Habitaba a lo largo de la Sierra Madre Occi-dental desde Sonora hasta Michoacán. Su hábitat eranbosques de pino-encino con abundancia de árbolesvivos o muertos en pie, de entre 15 y 20 metros dealtura, generalmente a más de 2000 metros de altitudsobre el nivel del mar. Dado que esta especie no pudoser estudiada en su hábitat natural por ornitólogosprofesionales (biólogos que estudian las aves), lo quese sabe de sus hábitos alimenticios proviene de entre-vistas con habitantes de la Sierra Madre Occidental. Lamayoría de los informantes observaban que este car-pintero conseguía su alimento de pinos muertos ya seaen pie o caídos. Estas aves excavaban en los troncos delos árboles y según los informantes se alimentaban degusanos blancos que quizás fueran larvas de escaraba-jos. Los habitantes de la sierra describen que sus nidoseran hoyos grandes en pinos altos, generalmentemuertos. Recuerdan que en general estas aves vivíanen grupos de 7 a 8 individuos. La reproducción apa-rentemente ocurría durante la primavera ya que lasúnicas observaciones de huevos y polluelos en nidosse registraron entre los meses de febrero y mayo. Loshabitantes de la Sierra Madre Occidental reportan quelos últimos carpinteros imperiales fueron observadosentre 1946 y 1965.

¿Qué ocasionó la extinción de este impresionantecarpintero? Toda la evidencia disponible parece indi-

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car que fue la cacería excesiva y la destrucción de suhábitat natural, es decir la tala de los bosques de pinodonde vivía. Por increíble que parezca, este carpinteroera cazado por su valor alimenticio y por sus propieda-des medicinales. La caza de esta ave comenzó hacemuchos años ya que se sabe que grupos indígenascomo los Tarahumaras usaban las plumas de estecarpintero para fines medicinales. También se cazabacomo fuente de alimento y para utilizar el pico comoherramienta o como pasador del pelo. En tiempos másrecientes, la introducción a gran escala del rifle calibre22 aumentó considerablemente la presión sobre estecarpintero. Por otra parte, la tala de los bosques depino-encino de la Sierra Madre Occidental ha destrui-do un porcentaje considerable de su hábitat. En parti-cular, la extracción selectiva de los árboles muertosapropiados para la anidación y alimentación del car-pintero imperial ha tenido graves consecuencias. Enresumen, se cree que la combinación de la caceríaexcesiva y la tala selectiva de los árboles clave en laanidación y alimentación de este carpintero, contribu-yeron significativamente a su extinción.

El 28 de abril de 2005, la revista Science publicó unartículo de un grupo de ornitólogos de la Universidadde Cornell, donde se reportaba el redescubrimiento delcarpintero real (Campephilus principalis) en bosques delestado de Arkansas en los Estados Unidos. Este car-pintero, como el carpintero imperial de México, seconsideraba extinto y las observaciones reportadashacían renacer la esperanza de que todavía quedaranindividuos en bosques remotos de los Estados Unidos.El reporte desató la búsqueda de este carpintero por laregión y, desafortunadamente, después de varios añosno se ha registrado evidencia inequívoca de que toda-vía exista en los Estados Unidos. Algunos ornitólogoscreen que se trató de una confusión del carpintero realcon otro carpintero común en la región. Sin embargo,existe la posibilidad de que todavía queden individuosde los carpinteros (imperial y real) considerados comoextintos, en alguna región remota. Por esta razón,de*bemos de referirnos a ellos como probablementeextintos; es decir, existe la posibilidad (aunque searemota) de que algún día alguien descubra que toda-vía quedan carpinteros imperiales en la Sierra MadreOccidental. Tenemos la esperanza de que algúnbiólogo(a) mexicano(a) tenga el enorme placer deobservarlo y reportarlo al mundo.

Figura 1. Carpintero imperial. Macho (derecha, arriba) yhembra (izquierda). Fotografía reproducida con el permiso delMuseo de Wiesbaden, Alemania (MWNH), colección nacionalde historia natural.

AutorFrancisco Molina Freaner, Instituto de Ecología UNAM,Hermosillo, Sonora; freaner@servidor.unam.mx

Contraportada. Arriba: Artículo Litósfera, Figura 9. MonteSt. Helens, Washington, Estados Unidos de América. Estevolcán es un ejemplo del volcanismo de arco continentalalejado decenas de kilómetros de la trinchera, donde sehunde la placa del Pacífico por debajo de la placa Norte-americana. Hizo erupción el 18 de Mayo de 1980 causandouna gran destrucción en el medio físico y biológico en unárea de 600 km². La pérdida de vidas humanas se redujosolo a 63 personas gracias al continuo monitoreo de losvolcanólogos y a la apropiada interpretación de las señalesde advertencia del propio volcán (Imagen tomada de lapágina electrónica de la Administración Nacional Aero-náutica y del Espacio de los Estados Unidos: http://denaligsfc.nasa.gov/research/volc2/ volc top.html). —Abajo, izquierda: Artículo Hidrósfera. Cascada sobrebasaltos columnares en San Miguel Regla, Hidalgo. FotoMaría Erica Ortega Rivera. — Abajo, derecha: ArtículoBiósfera. Dragón de mar foliado (Phycodurus eques). Pezmarino relacionado con el caballito de mar, que vive en laspraderas marinas del sur de Australia. Los adultos alcan-zan 45 cm de tamaño. Se alimentan de zooplancton. Losapéndices en forma de hoja que presentan en su cabeza ycuerpo, así como su coloración verdosa, les dan aparienciade plantas, sirviéndoles de camuflaje. Fotografía cortesíade Todd Stailey, Tennessee Aquarium.