El agua y la zona habitable

El agua

Es una sustancia cuya molécula está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno (H2O). Es esencial para la supervivencia de todas las formas conocidas de vida. El término agua, generalmente, se refiere a la sustancia en su estado líquido, pero la misma puede hallarse en su forma sólida llamada hielo, y en forma gaseosa denominada vapor. El agua cubre el 71% de la superficie de la corteza terrestre. Se localiza principalmente en los océanos donde se concentra el 96,5% del agua total, los glaciares y casquetes polares poseen el 1,74%, los depósitos subterráneos (acuíferos), los permafrost y los glaciares continentales suponen el 1,72% y el restante 0,04% se reparte en orden decreciente entre lagos, humedad del suelo, atmósfera, embalses, ríos y seres vivos. El agua es un elemento común del sistema solar, hecho confirmado en descubrimientos recientes. Puede ser encontrada, principalmente, en forma de hielo; de hecho, es el material base de los cometas y el vapor que compone sus colas.

Desde el punto de vista físico, el agua circula constantemente en un ciclo de evaporación o transpiración (evapotranspiración), precipitación, y desplazamiento hacia el mar. Los vientos transportan tanto vapor de agua como el que se vierte en los mares mediante su curso sobre la tierra, en una cantidad aproximada de 45.000 km³ al año. En tierra firme, la evaporación y transpiración contribuyen con 74.000 km³ anuales al causar precipitaciones de 119.000 km³ cada año.

Propiedades físicas y químicas

El agua es una sustancia que químicamente se formula como H2O; es decir, que una molécula de agua se compone de dos átomos de hidrógeno enlazados covalentemente a un átomo de oxígeno.

Fue Henry Cavendish quien descubrió en 1781 que el agua es una sustancia compuesta y no un elemento, como se pensaba desde la Antigüedad. Los resultados de dicho descubrimiento fueron desarrollados por Antoine Laurent de Lavoisier dando a conocer que el agua estaba formada por oxígeno e hidrógeno. En 1804, el químico francés Joseph Louis Gay-Lussac y el naturalista y geógrafo alemán Alexander von Humboldt demostraron que el agua estaba formada por dos volúmenes de hidrógeno por cada volumen de oxígeno (H2O).

Tipos de agua

El agua se puede presentar en tres estados siendo una de las pocas sustancias que pueden encontrarse en sus tres estados de forma natural.9 El agua adopta formas muy distintas sobre la tierra: como vapor de agua, conformando nubes en el aire; como agua marina, eventualmente en forma de icebergs en los océanos; en glaciares y ríos en las montañas, y en los acuíferos subterráneos su forma líquida.

El agua puede disolver muchas sustancias, dándoles diferentes sabores y olores. Como consecuencia de su papel imprescindible para la vida, el ser humano entre otros muchos animales han desarrollado sentidos capaces de evaluar la potabilidad del agua, que evitan el consumo de agua salada o putrefacta. Los humanos también suelen preferir el consumo de agua fría a la que está tibia, puesto que el agua fría es menos propensa a contener microbios. El sabor perceptible en el agua de deshielo y el agua mineral se deriva de los minerales disueltos en ella; de hecho el agua pura es insípida. Para regular el consumo humano, se calcula la pureza del agua en función de la presencia de toxinas, agentes contaminantes y microorganismos. El agua recibe diversos nombres, según su forma y características:

Según su estado físico:

· Hielo (estado sólido)

· Agua (estado líquido)

· Vapor (estado gaseoso)

Según su posición en el ciclo del agua:

· Hidrometeoro

· Precipitación

Partículas de agua en la atmósfera:

· Partículas en suspensión

· nubes

· niebla

· bruma

Partículas en ascenso (impulsadas por el viento):

· ventisca

· nieve revuelta

Según su circunstancia:

· agua subterránea

· agua de deshielo

· agua meteórica

· agua inherente – la que forma parte de una roca

· agua fósil

· agua dulce

· agua superficial

· agua mineral – rica en minerales

· Agua salobre ligeramente salada

· agua muerta – extraño fenómeno que ocurre cuando una masa de agua dulce o ligeramente salada circula sobre una masa de agua más salada, mezclándose ligeramente. Son peligrosas para la navegación.

· agua de mar

· salmuera - de elevado contenido en sales, especialmente cloruro de sodio.

Según sus usos:

· agua entubada

· agua embotellada

· agua potable – la apropiada para el consumo humano, contiene un valor equilibrado de minerales que no son dañinos para la salud.

· agua purificada – corregida en laboratorio o enriquecida con algún agente – Son aguas que han sido tratadas para usos específicos en la ciencia o la ingeniería. Lo habitual son tres tipos:

· agua destilada

· agua de doble destilación

· agua desionizada

Atendiendo a otras propiedades:

· agua blanda – pobre en minerales

· agua dura – de origen subterráneo, contiene un elevado valor mineral

· agua de cristalización — es la que se encuentra dentro de las redes cristalinas.

· hidratos — agua impregnada en otras sustancias químicas

· agua pesada – es un agua elaborada con átomos pesados de hidrógeno-deuterio. En estado natural, forma parte del agua normal en una concentración muy reducida. Se ha utilizado para la construcción de dispositivos nucleares, como reactores.

· agua de tritio

· agua negra

· aguas grises

· agua disfórica

Según la microbiología:

· agua potable

· agua residual

· agua lluvia o agua de superficie

El agua en el Universo

Contrario a la creencia popular, el agua es un elemento bastante común en nuestro sistema solar, es más, en el universo; principalmente en forma de hielo y, poco menos, de vapor. Constituye una gran parte del material que compone los cometas y recientemente se han encontrado importantes yacimientos de hielo en la luna. Algunos satélites como Europa y Encélado poseen posiblemente agua líquida bajo su gruesa capa de hielo. Esto permite a estas lunas tener una especie de tectónica de placas donde el agua líquida cumple el rol del magma en la tierra, mientras que el hielo sería el equivalente a la corteza terrestre.

La mayoría del agua que existe en el universo puede haber surgido como derivado de la formación de estrellas que posteriormente expulsaron el vapor de agua al explotar. El nacimiento de las estrellas suele causar un fuerte flujo de gases y polvo cósmico. Cuando este material colisiona con el gas de las zonas exteriores, las ondas de choque producidas comprimen y calientan el gas. Se piensa que el agua es producida en este gas cálido y denso.

Se ha detectado vapor de agua en:

· Mercurio - Un 3,4% de su atmósfera contiene agua, y grandes cantidades en la exosfera.24.

· Venus - 0,002% en la atmósfera.

· Tierra - cantidades reducidas en la atmósfera (sujeto a variaciones climáticas).

· Marte - 0,03% en la atmósfera.

· Júpiter - 0,0004% en la atmósfera.

· Saturno - sólo en forma de indlandsis.

· Encélado (luna de Saturno) - 91% de su atmósfera.

· Exoplanetas conocidos, como el HD 189733 b25 26 y HD 209458 b.27.

El agua en su estado líquido está presente en:

· Tierra - 71% de su superficie.

· Luna - en 2008 se encontraron28 pequeñas cantidades de agua en el interior de perlas volcánicas traídas a la Tierra por la expedición del Apolo 15, de 1971.

· Encélado (luna de Saturno) y en Europa (luna de Júpiter) existen indicios de que el agua podría existir en estado líquido.

Se ha detectado hielo en:

· Tierra, sobre todo en los casquetes polares.

· Marte, en los casquetes polares, aunque están compuestos principalmente de hielo seco.

· Titán

· Europa

· Encélado

· En cometas y objetos de procedencia meteórica, llegados por ejemplo desde el Cinturón de Kuiper o la Nube de Oort.

· Podría aparecer en estado de hielo en la Luna, Ceres y Tetis.

· Es probable que el agua forme parte de la estructura interna de planetas como Urano y Neptuno.

El agua y la zona habitable

La existencia de agua en estado líquido en menor medida en sus formas de hielo o vapor sobre la Tierra es vital para la existencia de la vida tal como la conocemos. La Tierra está situada en un área del sistema solar que reúne condiciones muy específicas, pero si estuviésemos un poco más cerca del Sol un 5%, o sea 8 millones de kilómetros ya bastaría para dificultar enormemente la existencia de los tres estados de agua conocidos. La masa de la Tierra genera una fuerza de gravedad que impide que los gases de la atmósfera se dispersen. El vapor de agua y el dióxido de carbono se combinan, causando lo que ha dado en llamarse el efecto invernadero. Aunque se suele atribuir a este término connotaciones negativas, el efecto invernadero es el que mantiene la estabilidad de las temperaturas, actuando como una capa protectora de la vida en el planeta. Si la Tierra fuese más pequeña, la menor gravedad ejercida sobre la atmósfera haría que ésta fuese más delgada, lo que redundaría en temperaturas extremas, evitando la acumulación de agua excepto en los casquetes polares (tal como ocurre en Marte). Algunos teóricos han

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