Oceanografia domèstica (V): Eutrofització

L´eutrofització és un fenomen originat per l´enriquiment amb nutrients i matèria orgànica en un ecosistema. A primer cop d´ull podria semblar un procés beneficiós però si continua en el temps pot tenir unes conseqüències nefastes pel medi. Aquest procés és especialment sensible en llacs, llacunes i bassals. Té també uns efectes destacables en mars i oceans, especialment si es tracta de conques petites i amb poca renovació d´aigua com ara les badies del Delta de l´Ebre o el Mar Menor.

L´abocament de nutrients en l´aigua provoca un creixement accelerat del fitoplàncton i dels macròfits que va acompanyat d´un augment dels nivells tròfics superiors. L´efecte final és l´anòxia, és a dir, l´esgotament de l´oxigen i la mort de la majoria dels éssers vius afectats. En altres ocasions es produeixen fenomens com ara les marees rojes.

Mapa del Mediterrani on s’indiquen concentracions de clorofil·la en mg/m3, realitzat a partir d’imatges preses pel SeaWIFS durant el mes d’abril de 2004. Les zones blaves són les més pobres, mentre que les àrees vermelles és on hi viuen més algues. Al llarg de l’any hi pot haver diferències importants, però en general les zones de mar obert són molt poc productives, mentre que les àrees costaneres concentren la major part de nutrients i de plàncton.

A nivell oceànic l´eutrofització només té efectes destacables en les aigües litorals. A mar obert, es produeix una dilució d´aquest procés i les conseqüències difícilment són destacables. Malgrat tot, en aigües costaneres és difícil que s´arribi a la anòxia, i el primer resultat és la pèrdua de biodiversitat. En aquests cas l´eutrofització pot modificar les característiques organolèptiques de l´aigua i generar pèrdues en el sector turístic.

En mars i oceans, els processos d´eutrofització queden aturats per uns nutrients que són limitants: els nitrats i sobretot els fosfats. Amb l´eutrofització les concentracions d´aquetes substàncies augmenten i no hi ha cap mecanisme per a limitar el creixement de la biomassa.

La font d´incorporació de fosfats és bàsicament a través dels abocaments domèstics. La gran majoria de detergents contenen fosfats i és per això que les legislacions actuals prohibeixen l’ús de detergents amb aquests agents . Per la seva banda les fonts de contaminació per nitrats procedeixen bàsicament de l´agricultura intensiva.

Els nutrients limitatnts (nitrats i fosfats) són els causants de l´eutrofització

Amb la posada en funcionament de les EDAR, els abocaments de fosfats i nitrats s´ha reduït dràsticament i en conseqüència la qualitat de l´aigua de mar ha augmentat. Malgrat aquest fet positiu, alguns sectors com ara el pesquer, han posat en qüestió aquesta política de sanejament ja que consideren que la disminució dels aquests abocaments és una de les raons per entendre la dràstica disminució de les captures. Una visió esbiaixada d´un problema que és molt més global i on el propi pescador n’és el principal responsable.

Un bon indicador per a conèixer l´estat d´eutrofització es la transparència que es pot mesurar amb el disc de Secchi. També es poden realitzar mesures a partir dels índex de biodiversitat. De totes formes a nivells dels ecosistemes marins és quantifica també la concentració de clorofil·la, que és una mesura indirecta del creixement dels productors primaris.

Un problema concret relacionat amb l´eutrofització es produeix al Mar Menor a Múrcia. Aquesta gran llacuna litoral està patint una creixent eutrofització produïda pels abocaments agrícoles i urbans que produeixen una pèrdua de biodiversitat alarmant i el creixement de determinades espècies oportunistes, com ara les meduses, que aprofiten aquesta alteració. Això però, és una altra històriademar.

Oceanografia domèstica (IV): Perquè l´aigua és líquida?

L´aigua és la substància més abundant de la Terra, forma els mars i els oceans. El seu cicle determina el clima i els processos vitals. La seva presència és essencial per entendre l´origen de la vida, la seva evolució i el seu manteniment a la Terra. La molècula d´aigua H2O és sens dubte la formula química més famosa de totes.

Quan parlem d´H2O ens estem referint a la molècula d´aigua. Aquesta està formada per dos àtoms d´hidrogen i un àtom d´oxigen units per mig d´enllaços químics covalents. La molècula d´aigua és la mínima expressió de l´aigua, és a dir, la part més petita d´aigua que continua mantenint les propietats d´aquesta.

Entre les propietats de l´aigua destaca el fet que és líquida a temperatura ambient, però, us heu preguntat alguna vegada perquè l´aigua és líquida? I més tenint en compte que d´altres substàncies amb una estructura molecular molt semblant com ara el CO2, el SO2 o el NO2 són gasos.

La clau per entendre aquest fet rau en la disposició espacial dels tres àtoms que es troben en la seva molècula. Els dos àtoms d´hidrogen formen entre ells un angle d´uns 105º i al seu vèrtex s´hi troba l´àtom d´oxigen. Amb aquesta disposició, la molècula té una major electronegativitat al costat on es situa l´àtom d´oxigen, més gros i amb una major força d´atracció del nucli vers l´electró de l´hidrogen. Per la seva banda, els nuclis d´hidrogen queden desproveïts parcialment dels seus electrons i manifesten una càrrega elèctrica positiva deguda a la presència del seu únic protó. Aquesta estructura tridimensional de la molècula d´aigua fa que es comporti com a un dipol, és a dir, de la mateixa manera que un imant. El pol positiu està a la regió de la molècula on hi ha els àtoms d´hidrogen i el pol negatiu on hi ha els àtoms d´oxigen.

 

És precisament l’estructura dipolar de l´aigua la que permet que entre els dipols es formin unions a través de ponts d´hidrogen, la càrrega negativa de l´oxigen exerceix una certa atracció sobre la càrrega positiva del dos àtoms d´hidrogen i es formen aquestes unions. Aquests ponts d´hidrogen són bastant febles però permeten que les molècules dipolars d´aigua formin entre elles grups i es crein agregats amb una major massa molecular que confereix a l´aigua les mateixes propietats que els fluids, i fa que l´aigua es comporti com a líquid.

Aquesta estructura reticular de les molècules d’aigua és la raó per la qual aquesta substància és líquida a temperatura ambient si la comparem amb d´altres substàncies que tenen una estructura molecular molt semblant. Si l´aigua no tingués aquesta dipolaritat no es podrien formar els ponts d´hidrogen entre les molècules i seria un gas també.

Els ponts d´hidrogen són també els responsables per entendre el comportament anòmal de l´aigua en relació a algunes de les seves propietats com ara la seva tensió superficial o la dilatació que pateix quan aquesta solidifica i per això el gel és menys dens que la aigua líquida i els icebergs suren en l´aigua de mar. Això però és una altre històriademar.

Oceanografia domèstica: Marees (I)

Una de les coses que ens sobta més als habitants de la conca mediterrània quan ens desplacem fins a algun altre oceà són les marees. Les marees són ascens i descens periòdic de l´aigua a causa de la influència de la Lluna i també del Sol. L´efecte de la primera és més important a causa de la seva proximitat a la Terra.

Tal i com va predir Newton es precisament l´atracció gravitatòria la responsable de les marees. En especial es important força gravitatòria que exerceix la lluna sobre les masses fluides de la Terra que les deforma i les atreu cap a ella.

La força d´atracció gravitatòria entre la terra i La Lluna deforma les masses d´aigua de mars i oceans i és la responsable de les marees.

La variació del nivell del mar a la costa s´anomena amplitud de la marea. Aquesta magnitud depèn molt de la zona de que es tracti i també de la posició relativa dels astres implicats en les marees. A la mar Mediterrània, pel fet d´ocupar una superfície petita, les marees tenen una amplitud molt petita, entre 10 i 30 cm, cosa que fa que no siguin observables fàcilment. En canvi, en alguns punts de la costa de la Bretanya l’amplitud pot arribar fins als 14 m.

En el cas de la Mediterrània són més destacables les minves o les rissagues que no pas les marees. En el cas de les minves, el responsable són les elevades pressions atmosfèriques que s´assoleixen quan l´anticicló que se sol situar a les nostres latituds durant les mesos d´hivern. El fet que la pressió atmosfèrica sigui alta, al voltant de 1030 hPa, significa que el pes de l´aire sobre la superfície de les masses d´aigua empeny l´aigua cap avall fins a 40 cm.

El corrent ascendent de les masses d´aigua s´anomena corrent de flux i el corrent descendent, quan la marea baixa, és el reflux. Quan el nivell de l´aigua assoleix la mínima alçada s´anomena marea baixa o baixamar i el moment oposat, quan s´assoleix la màxima alçada es parla de marea alta o plenamar. Cada dia el nivell de l´aigua ascendeix i descendeix dues vegades cosa que està relacionada amb el moviment de rotació de la Terra i la posició relativa entre aquesta i la Lluna. D´aquesta manera hi ha dues baixamars i dues plenamars cada dia.

Fases del cicle lunar. En les posicions 1 i 5 les forces exercides per la Lluna i el Sol es sumen i es produeixen les marees vives. En les posicions 3 i 7 les forces gravitatòries es compensen i donen lloc a les marees mortes.

Al llarg del cicle lunar hi ha unes posicions relatives entre la Lluna i el Sol i la Terra en que es troben en la mateixa línia i les froces d´atracíó se sumen i es produeixen les plenamars de major amplitud. Això succeeix quan la lluna es troba en la fase de lluna plena i lluna nova. A aquest fenomen l´anomenen marees vives. El cas contrari correspon quan la Lluna i el Sol formen un angle de 90º amb la Terra. La Lluna en aquest cas es troba en quart creixent o en quart minvant. Amb aquesta posició les forces d´atracció es resten i es produeixen les marees de menor amplitud. Són les marees les marees mortes. Cada cicle lunar hi ha doncs dues marees vives i dues marees mortes.

Per a la predicció de les marees existeixen unes taules a partir de les seves amplituds i els seus períodes. Les taules de marees són una eina molt útil per a la navegació.
A nivell biològic les marees representen una font vida per als organismes que viuen a la franja intramareal. L´anar i venir de les masses d’aigua implica l´aport i la resuspensió de les partícules nutritives. Per contra els períodes d’emersió suposen haver de fer-se resistents a la dessecació.

Una altra conseqüència de les marees són les anomenades corrents de marea, això però és una altre històriademar

Oceanografia domèstica (III): Circulació termohalina

Els mars i els oceans són percebuts com a enormes masses d´aigua uniformes i connectades entre elles. Malgrat aquest fet, presenten unes característiques molt diferents segons sigui la seva profunditat, la seva latitud o els agents atmosfèrics predominants. L´elevada capacitat calorífica de l´aigua fa que els mars i els oceans actuïn com a un reservori de calor i puguin transportar aquesta energia al llarg del planeta.

La temperatura (termo) i la salinitat (halina) són dos paràmetres que fan modificar la densitat global de l´aigua. El conjunt d´aquest dos factors és el motor de la circulació oceànica a nivell global cosa que té una importància cabdal en la regulació climàtica del planeta.

Els diagrames T-S representen les variacions de la temperatura y la salinitat d´una massa d´aigua.

Les variacions de la temperatura i de la salinitat de l´aigua determinen el moviment de les mateixes en un transport que s´anomena circulació termohalina o Gran Cinta Transportadora Oceànica que, estableix un flux continu d´aigua entre les latituds més elevades i les latituds tropicals. La circulació termohalina forma una gran corrent d´aigües profundes que es retroalimenta amb els corrents superficials.

Aquestes masses d´aigua en moviment a més de la pròpia matèria transporten també grans quantitats d’energia i per tant determinarà en gran mesura la distribució climàtica. El mecanisme és molt vulnerable i petites pertorbacions que poden arribar a produir alteracions amb efectes catastròfics a nivell global.

Circulació termohalina o Gran Cinta Transportadora

 

La circulació termohalina comença allà on es formen aigües profundes. En aquests punts, les variacions de salinitat i temperatura produeixen un augment de la seva densitat que obliga a les masses d’aigua superficials a descendir cap al fons. A les regions polars es formen aigües profundes degut a que la formació de gel fa que augmenti la salinitat. Aquest procés va acompanyat pel descens de la temperatura superficial de l´aigua que també afavoreix l´augment de la seva densitat. Als tròpics l´aigua superficial augmenta la seva salinitat a causa dels processos d´evaporació. A aquestes latituds per a compensar la pèrdua d´aigua, afloren cap a la superfície masses d´aigua provenint dels fons marins.

La circulació termohalina engloba aquests corrents profunds que s’uneixen als corrents superficials en una mena de cinta transportadora planetària. A nivell general, les aigües profundes que es formen al sud de Groenlàndia circulen en profunditat recorrent tot l´Oceà Atlàntic de Nord a Sud i d´allí continuen vers a l´Oceà Índic i Pacífic on a les latituds tropicals ascendeixen fins a la superfície i continuen el en aquesta capa fins a retornar al punt de sortida a l´Oceà Àrtic on s´inicia un nou cicle.

Marinades i terrals

El vent és el moviment de les masses d´aire que es produeix quan apareix un gradient de temperatures o de pressió entre dos punts. Segons això, podem parlar de vents de front, deguts a l’ entrada d´un front i associats a canvis sobtats en la pressió atmosfèrica i de vents tèrmics ,que es formen quan en una àrea, normalment litoral, hi ha una diferencia de temperatura entre una regió i una altre. En general els vents tèrmics, si més no casa nostra, solen ser suaus o moderats i per això en molts indrets se’ls coneix amb el nom de “brises”.

Un dels vents tèrmics més coneguts és el monsó, que durant la seva temporada pot produir estralls allà on es forma, sobretot al sud d´Àsia i a l´Oceà Índic. Com amb tots els vents tèrmics, el monsó s´origina pel fet que la terra s´escalfa i es refreda més ràpid que l´aigua del mar. Durant els mesos càlids, el continent té una temperatura molt més elevada que l´oceà i s´origina un vent que va des del mar fins a terra. Quan aquesta massa d´aire és obligada a ascendir per l´efecte de la orografia, com ara a l´Himàlaia, es refreda, es condensa i produeixen precipitacions catastròfiques. Podríem dir que el monsó és un tipus de brisa a gran escala.

Esquema del funcionament del règim de marinades (dalt) i de terrals (baix)

Els vents tèrmics es formen sobretot a les zones litorals perquè l´aigua i la terra s´escalfen de manera diferent. A l´estiu, durant les hores de Sol la superfície terrestre té una temperatura bastant superior que la superfície del mar. Durant la nit però, la terra es refreda molt ràpidament i la situació s´inverteix ja que a l´aigua del mar li costa molt més refredar-se. Aquest ritme diari produeix que durant les hores de dia, el vent bufi de mar cap a terra, la marinada. Quan el Sol baixa i la terra es refreda apareix el terral, vent de terra cap a mar.

Les brises es produeixen durant tot l´any però són molt més fortes durant la primavera i l´estiu. Les marinades o brises diürnes es formen durant tot el dia. La màxima intensitat però es produeix a partir del migdia i fins a mitja tarda que és quan el Sol escalfa més i, és quan hi ha el màxim desequilibri tèrmic entre la terra i el mar.

L´orientació de la costa catalana en direcció NE-SW fa que a casa nostra les marinades bufin de manera perpendicular a la línia litoral, és a dir, des del SW. Això significa que normalment les marinades van associades al vent de garbí i d´aquí la dita: “El garbí, a les set a dormir”.

Les marinades actuen també com a una amortidor tèrmic. En general a les zones costaneres, la temperatura es més agradable que no pas a l´interior. La marinada és també un vent carregat d´humitat que fa la vida més agradable a la costa i crea un microclima a la serralada prelitoral que permet el desenvolupament d´espècies singulars a pocs quilòmetres de la costa. Per un altre costat, aquesta presencia diària d´aire carregat d´humitat és una defensa força efectiva envers els incendis forestals.

Un fenomen molt semblant són els terrals o brises nocturnes. En aquest cas el vent va en direcció contraria a la marinada. El terral es sol formar en acabar el dia i durant la nit. En aquest cas, la terra es refreda molt ràpidament mentre que la temperatura de l´aigua del mar es manté i és més alta que la de la terra.

La festa de l´escuma

Us heu preguntat alguna vegada com és que l´aigua de mar fa una escuma tan característica quan es remou? Contràriament al que alguns pugueu pensar, l´escuma que produeix el mar és un fenomen natural que no suposa cap risc pels usuaris.

La presència d´escumes en aigües litorals és un fenomen associat a determinades condicions meteorològiques, a la presencia de microorganismes de fitoplàncton i a la degradació de la matèria orgànica. Una petita part de les escumes però, es deu a l´activitat humana.

A la costa gallega, tot i estar en una regió amb elevada productivitat, en època hivernal no hi ha grans proliferacions de fitoplàncton, però si de matèria orgànica que és la responsable de la formació d´escumes. Navegant per un mar d´escuma a les Illes Atlàntiques. Foto: M. Pastoriza

Des del punt de vista físic una escuma es defineix com a un tipus de mescla heterogènia que es produeix quan es formen bombolles d´aire a la superfície d´un líquid agitat i sota la presència d´agents escumats que actuen com a tensoactius en la superfície de contacte de l´aigua amb l´aire. Aquestes substàncies atrapen les molècules d´aire i les envolten d´aigua. Així, l´escuma està constituïda per milions de bombolles d´aire que són capturades per l’agitació de l´aigua i es mantenen gràcies als agents tensoactius. Al tenir menys densitat que l´aigua, les escumes ocupen la part superior de la columna formant una capa que pot ser més o menys gruixuda.

Les escumes es generen per processos naturals relacionats amb la degradació de la matèria orgànica del mar i la producció vegetal pròpia del medi marí. El procés de formació de l’escuma s´afavoreix amb l’agitació que produeixen les onades, l´alcalinitat, la tensió superficial i la quantitat de substàncies orgàniques dissoltes en l’aigua de mar i la temperatura.

La Mediterrània, especialment quan està agitada, forma escumes.

Normalment la formació d´escuma està relacionada amb la producció primària que comporta l´aparició de substàncies dissoltes en l´aigua com ara carbohidrats i proteïnes, lignines, greixos o bé productes de la degradació dels organismes que formen part del plàncton i que actuen com a agents escumants. Segons això, la composició de l´escuma varia segons el lloc i l’activitat biològica de cada indret. Les substàncies contaminants que s´aboquen al mar contribueixen també en la formació d´escumes ja que els microorganismes hi creixen millor, augmenten la densitat de l´aigua i fan mantenir l´escuma més temps. Durant la primavera i la tardor és quan la productivitat del mar és més elevada i és en aquests períodes quan la formació d´escumes és més freqüent.

Tot i que la formació d´escumes és un fenomen natural, la seva aparició determina la percepció que es té sobre la qualitat de l´aigua i té conseqüències negatives en el sector turístic. En aquest sentit caldria educar als usuaris de les platges sobre el significat les l´escuma a les aigües de bany.

En els estudis que s´han realitzat sobre aquest tema s´ha vist que un dels microorganismes relacionats amb la formació d’escumes són les microalques del gènere Phaeocystis. Les proliferacions massives d´aquest organisme del fitoplàncton s´ha relacionat amb la formació d´escumes a la Mediterrània, al mar de Nord o la costa de Nova Gal·les del Sud convertint-se en una veritable festa de l´escuma.

Oceanografia domèstica (2): la temperatura

La temperatura, juntament amb la salinitat són les magnituds físiques que permeten caracteritzar l´aigua dels mars i dels oceans. Aquests dos paràmetres son els responsables de la circulació oceànica global que juga un paper cabdal en la regulació del clima de la Terra.

Quan l´aigua s´escalfa disminueix la seva densitat i quan es refreda la densitat augmenta. Aquest fet contribueix a la circulació general a nivell planetari i a la fertilització dels mars i oceans. A l´hivern, l´aigua superficial es refreda més que les masses d´aigua profunda i es produeix una barreja vertical, ja que l’aigua profunda en ascendir ho fa amb els nutrients sedimentats i, aquests arriben a les aigües superficials on hi ha les condicions fòtiques necessàries per a la producció primària.

Bona part de les característiques físiques de l´aigua de la mediterrania es deuen a l´establiment d´una potent termoclina durant l´estiu.

Els raigs del Sol quan incideixen en la superfície de l´aigua s’absorbeixen en els primers metres de la columna i l´escalfen creant-se així un gradient tèrmic entre l´aigua més superficial (més calenta) i l’aigua més profunda (més freda). A més, segons la latitud l´angle d´incidència varia amb la qual cosa hi ha una diferencia tèrmica considerable entre les aigües equatorials (més calentes i menys denses) i les aigües polars (molt més fredes i més denses).

Salinitat i temperatura són doncs els motors dels corrents marins que redistribueixen a més de matèria, energia i calor a nivell global. La dinàmica d´aquests rius dins el mar es vital per als éssers vius i per a la distribució de les grans àrees climàtiques.

Aquest gradient tèrmic entre les capes d’aigua fa que al llarg de la primavera i especialment a l´estiu es formi en les nostres latituds una termoclina estacional molt ben constituïda. La termoclina és una zona amb una gradient tèrmic molt pronunciat que separa la massa superior d´aigua més calenta, de la capa inferior d´aigua més freda. Quan es comencen a escalfar les capes superficials d’aigua a la primavera es comença a formar la termoclina. A l´estiu, amb un increment de la temperatura en capes superiors, la termoclina queda molt ben definida. A la tardor, amb els temporals, aquesta capa es pot trencar i a l´hivern s´arriba a una situació de temperatura constant al llarg de tota la columna d’aigua i la termoclina desapareix.

Distribució de la temperatura en funció a la profunditat a la mar mediterrània. Noteu la diferència entre l´hivern i l´estiu. Il.lustració: Jordi Corbera Fonat: Mar al fons

En aigües mediterrànies a l´estiu, quan es forma la termoclina, en els primers 25 m de profunditat hi ha una diferència tèrmica d´aproximadament 20º C. En aigües superficials la temperatura es situa al voltant dels 22º C mentre que a 25 m de profunditat aquesta és aproximadament de 5 º C. A partir d´aquest punt la temperatura es manté constant al voltant dels 5 a 6 º C. En canvi, en els mesos d´hivern aquesta termoclina desapareix produint-se una situació de temperatura constant al llarg de tota la columna d´aigua al voltant de 6º C

La formació de la termoclina suposa una barrera entre les masses d’aigua situades a immediatament a sobre, més calentes i per tant menys denses i a sota, menys calentes i per tant més denses que pot afectar a la concentració de diversos paràmetres com ara, la concentració d´oxigen, la disponibilitat de nutrients, la sedimentació de les partícules orgàniques o les restes metabòliques i la penetració de la llum al llarg de la columna d´aigua. Tots aquests paràmetres afecten a la producció primària i contribueixen a la baixa productivitat de les aigües mediterrànies.

Oceanografia domèstica (I): salinitat

Malgrat que a primer cop d´ull l’aigua dels mars i oceans del planeta sembli idèntica, cadascun d´ells té unes característiques físiques que la fan única. Els oceanògrafs quan categoritzen les masses d´aigua es fixen bàsicament en dos paràmetres molt fàcils de mesurar, una mena de DNI d´aquesta aigua que els permet conèixer moltes característiques, la salinitat i la temperatura són aquestes dues magnituds.

Tant una com l´altre influeixen a un altre mesura, la densitat que és el que determina bona part de la circulació general de les masses d´aigua dels oceans i que té un paper cabdal en la regulació climàtica del planeta.

L´aigua de mar té una salinitat mitjana de 35 PSU (unitat pràctica de salinitat). Això vol dir que cada litre d´aigua de mar conté de mitjana 35 grams de sal dissolta. Aquesta quantitat de sal contribueix a donar a l´aigua més o menys densitat. La salinitat també afecta al seu punt de congelació que se situa de mitjana a uns pocs graus sota zero.

Variacions de salinitat en els mars i oceans del planeta.

A nivell general la salinitat és més elevada allà on l´evaporació domina, és a dir a les franges al voltant dels tròpics mentre que es més baixa on la precipitació i els aports d´aigua dolça són més importants, a la regió equatorial i a les àrees d´alta latitud.

Existeixen variacions en la salinitat entre un mar  i un altre. La salinitat depèn del balanç entre els aports d´aigües continentals i precipitacions que disminueixen aquest paràmetre i les pèrdues per evaporació, que tenen un efecte concentrador de la magnitud.

La mediterrània per les seves característiques geogràfiques, es troba per sobre de la mitjana amb una salinitat de 37 grams/litre. En aquest cas, existeixen lleugeres variacions entre la conca oriental bastant més salada que la conca occidental.

A la mediterrània, pel fet de ser un mar gairebé aïllat i amb una evaporació molt superior a les precipitacions i als aports fluvials, contribueix a concentrar la salinitat. Si no fos per l´intercanvi d´aigües que es produeix a nivell de l´estret de Gibraltar podríem concloure que s´acabaria assecat. A través de l´estret de Gibraltar l´aigua mediterrània (més salada i en conseqüència més densa) surt en profunditat mentre que l´aigua atlàntica (menys salada i més lleugera) entra en superfície. En aquest cas es parla que la circulació segueix el model d´estuari negatiu.

Intercanvi de masses d´aigua a nivell de l´estret de Gibraltar.

El Mar Roig, amb una superfície més petita i una evaporació més forta que la mediterrània té una salinitat de 45 grams per litre. El mar Mort, que en realitat és un llac, té la salinitat més elevada del planeta amb 350 grams per litre. A l´altre costat s´hi troba el Mar Bàltic que és un mar molt poc salat, la seva concentració en sal es de poc més de 15 grams per litre. En aquests cas l´evaporació és menor a les precipitacions i  les aportacions fluvials. Al Bàltic, la seva circulació respecte a la mediterrània és a l´inrevés i es comporta com un estuari positiu.

Es dona la paradoxa que els estuaris negatius, com la mediterrània, són conques de dilució mentre que els estuaris positius, com el Bàltic ho són de concentració. Aquest fet està molt relacionat amb la pèrdua o guany de nutrients i en la productivitat del mar.

Un altre factor que fa variar la densitat de les masses d´aigua és la temperatura. Això però és una altre històriademar.

Marea Roja

Un dels fenòmens més espectaculars relacionats amb fertilització de les aigües marines són les marees vermelles. El terme no és del tot adequat ja que no es produeix ni un ascens ni un descens del nivell del mar ni sempre l´aigua es tenyeix d´aquest color malgrat que sovint els microorganismes responsables d´aquest fenomen, algues unicel•lulars que formen part del fitoplàncton, presenten uns pigments de tons vermellosos que tenyeixen l´aigua. Per això que els científics prefereixen anomenar a aquests fenòmens com a PAN (proliferacions d´algues nocives)

Les marees vermelles es poden produir a mar obert però són molt més freqüents a nivell de costa i especialment, en badies, estuaris, llacunes litorals i en llocs on hi ha poca renovació d´aigua i una elevada concentració de nutrients en suspensió. Els estudis sobre la relació entre aquests processos i la transformació dels ecosistemes costaners per la construcció de ports i espigons demostren una relació directa.

Marea vermella en una platja de xile

Les marees vermelles són afavorides per l´augment d´hores de llum, per les situacions anticiclòniques i per l´increment de la temperatura de l´aigua. Si a més, la concentració de nutrients és elevada, tenim les condicions òptimes per a la floració ja que s´afavoreix la divisió cel•lular dels organismes responsables. Independent de si produeixen o no toxines, un primer efecte d´aquest fenomen és l´esgotament de l´oxigen dissolt a l’aigua, fet que afecta greument a les espècies.

Normalment a finals de la primavera, quan es produeix la barreja vertical de les masses d´aigua i la pujada dels nutrients del fons, és quan es donen aquests blooms de microorganismes que signifiquen la fertilització de les aigües marines en la base de la cadena tròfica i conseqüentment determinen la productivitat marina. A diferència d´aquests “blooms” primaverals, en les marees vermelles hi ha una sèrie de característiques que les fan particulars i que han de ser tingudes en compte: primer, en les marees vermelles es produeix un creixement espectacular d´una o de poques espècies, normalment del grup de les algues dinoflagel•lades. En segon lloc, els organismes responsables d´aquesta proliferació exponencial produeixen toxines metzinoses que poden arribar a afectar-nos i a causar-nos seriosos problemes de salut si no es prenen mesures.

Imatges microscòpiques de divresos organismes productors de marees vermelles. Superior i inferior esquerra: Imatges al microscopi óptic d’Alexandrium catenella. (Fotos: M.Vila). Superior dreta: Imatge al microscopi electrònic d’Alexandrium catenella. (Foto: M.Delgado y J.M.Fortuño). Inferior dreta: Dinophysis sacculus (Foto: A.Reñé). Font: ICM

Entre les espècies més destacades implicades en aquests fenòmens tòxics hi ha: Alexandrium minutum que, és l´espècie productora de toxines més abundant a la conca mediterrània i s´han descrit diversos episodis de proliferació en ports i àrees de cultius marins del nostre litoral. Alexandrium catenella que, es tracta d´una espècie que s’està expandint pel Mediterrania. Les toxines que produeixen aquestes dues espècies poden produir mal de cap, vertigen, mareig, nàusees, formigueig, paràlisi i fins hi tot a produir la mort per aturada cardio respiratòria. Gyrodinium corsicum que, prolifera sobretot a la Badia dels Alfacs i perjudica la indústria piscícola i musclera de la zona produint toxicitat aguda en peixos i marisc. Dinophysis sacculus que és l´agent causant de la diarrea per intoxicació de marisc i pot provocar afectacions en concentracions molt baixes. A més pot produir cardiopaties i hepatopaties. Aquesta espècie ha afectat en diverses ocasions els vivers de musclo al Delta de l’Ebre. La majoria d´aquestes espècies produeixen formes de resistència que romanen al fons marí i que fan que aquests fenòmens es repeteixin de forma cíclica.

Els organismes filtradors com ara els bivalves (musclos, cloïsses, navalles,…) poden ser contaminats per aquestes espècies, la toxina no els hi causa danys però l´acumulen els seu interior. D´aquí pot passar a través del seu consum, fins a nosaltres. Per agreujar-ho una mica més, en la majoria de casos les toxines són termostables i per tant no s´inactiven ni cuinant el marisc ni congelant-lo.

Els efectes de les marees vermelles sobre nosaltres són molt diversos segons l´espècie de que es tracti. Hi ha toxines amb efectes paralitzants, neurotòxiques, amnèsiques o que produeixen trastorns intestinals.

Plàncton: vida invisible

Una de les coses que crida mes l´atenció en observar una imatge del mar mediterrani i comparar-la, posem el cas, amb alguna de l’Oceà Atlàntic, és l´elevat grau de transparència de l´aigua del nostre mar. Precisament aquesta característica de l’aigua fa que la Mediterrània sigui molt més apte pel turisme que no pas per a la pesca.

L´elevada transparència de les aigües mediterrànies és gràcies a que té una productivitat molt baixa, cosa que fa que la concentració de plàncton que hi ha en suspensió en la columna d´aigua sigui molt petita. El plàncton és la base de la cadena alimentària i el seu creixement determina la seva productivitat.

Els dinoflagelats són elements del fitoplàncton molt característics.

Però, què és realment el plàncton? El plàncton està format pel conjunt d´organismes de petites dimensions que suren en la columna d´aigua de manera passiva. Dins d´aquest grup hi trobem el fitoplàncton que, com les plantes, realitzen la fotosíntesis i que està format per algues microscòpiques. Un altre dels components és el zooplàncton, format per diversos grups d´organismes heteròtrofs que s´alimenten en primera instància de fitoplàncton.

Malgrat la seva heterogeneïtat, els organismes planctònics tenen una sèrie de característiques comunes a tots ells, com ara l´elevada capacitat per surar que aconsegueixen amb la presència al seu cos d’apèndixs molt llargs i més o menys ramificats, o bé gràcies a vesícules d´aire. També tenen una elevada taxa reproductora. Aquest darrer fet produeix que, en determinades èpoques de l´any, quan les condicions físico-químiques de l´aigua són òptimes, puguin créixer de manera exponencial i de retruc afectina tota la cadena tròfica.

Els copèpodes són petits crustacis microscòpics

El fitoplàncton està format per diversos tipus d´algues microscòpiques, normalment unicel•lulars o bé colonials o filamentoses. La majoria d´aquests organismes, malgrat realitzar la fotosíntesis com les plantes, són considerats actualment un regne apart del vegetal. El fitoplàncton sol ser de mida més petita. Entre els organismes més abundants d´aquest grup hi ha els dinoflagel•lats i les diatomees. Els primers tenen forma globular amb expansions del cos i amb dos flagells, un dels quals es troba en un solc que divideix a l´individu per la meitat. Les diatomees són de formes molt variables, n´ha ha d’individuals i de colonials. La seva cèl•lula es troba continguda a l´interior d´una estructura rígida formada per dues peces silíciques que encaixen perfectament.

El zooplàncton o plàncton animal està format per organismes microscòpics tant unicel•lulars com pluricel•lulars. En aquest grup també s´hi troben diversos estadis larvaris d’organismes macroscòpics com ara crustacis o peixos entre d´altres. Entre els representants més característics d´aquest grup hi ha: els copèpodes, els tintínids i les larves de crustacis. Els copèpodes són petits crustacis amb els cap i el tòrax més ample que l´abdomen. Normalment presenten unes antenes molt desenvolupades que els ajuda a mantenir-se suspesos a la columna d´aigua. Els tintínids són organismes unicel•lulars recoberts de cilis i que viuen a l´interior d´una estructura mineral en forma de calze.

Les xarxes de plancton es poden calar des de qualsevol embarcació

Per a realitzar captures de plàncton, la primavera és la millor època. Es fan servir unes xarxes especials amb un diàmetre de malla microscòpic. Això però és una altre històriademar.