Hidrosfera

Hidrosfera (grezieratik hydros: ura eta sphaira: esfera) Lurreko Zientzietan lurrazpian, azalean eta gainazalean dagoen urak osatzen duen sistema materiala da. Hidrosfera urez eta uretan proportzio desberdinetan disolbaturik dauden gatz eta gasez osatua dago. Ez da geruza jarraitua, hau da, lur azaleko gune batzuetan 11 kilometroko lodiera du eta beste gune batzuetan, berriz, ez da ia existitzen, eta hori du ezaugarri garrantzitsu eta esanguratsuena. Ezaugarri hori izateko hiru arrazoi nagusi daude: batetik, hidrosfera kopuruz mugatua izatea; bestalde, hidrosferako ur masaren barnean molekulak alde batetik bestera mugitzea, eta azkenik, litosferaren gainaldeak gorabeherak izatea.

Hidrosferak Lurraren osagai isurkari guztiak hartzen ditu bere baitan eta, klimari dagokionez, bigarren azpisistema garrantzitsuena da, eguratsaren ondoren. Hidrosferaren osagai dira itsasoak, aintzirak, ibaiak eta lurpeko urak, baina hidrosferaren ozeanoek hartzen dute zatirik handiena, ozeanoetan baitago Lurreko ur guztiaren % 97,2

Hidrosferak ur bolumen handia du orotara, eta horri esker ziklo hidrologikoko fase guztiak betetzeko adina ur ematen du; lurruntzen denean eguratsari lurruna ematen dio eta aldi berean baita energia ere, bero latente moduan.

Edonola ere, hidrosfera ezinbestekoa da izaki bizien garapenerako eta lurrean bizitzeko baldintzak mantendu ahal izateko.

Hidrosfera osatzen duen ura sekzio desberdinetan sailkatzen da, zeintzuk bolumenari dagokionez handitik txikira honako hauek dira:

• Ozeanoak, lurrazalaren bi heren estaltzen dituzte 3000-5000 m-ko sakontasunaz.
• Glaziarrak kontinentearen zati bat hartzen dute. batez ere, txapel glaziar biak, Groenlandiakoa eta Antartikakoa. Baina mendiko glaziarrak baita ere, lodiera eta zabaltze txikiagokoak, latitude guztietan.
• Gainazaleko ur emaria, oso sistema dinamikoa eta bi ibai luzez osatua.

Planetako ur-edukia, guztira, 1.400 trilioi litrokoa da, 1,4 × 10²¹ kg. Gehiena, % 97,23 ozeanoek eta polo-kasketeak  % 2,15 gordetzen dute; akuiferoek, gizakiarentzako benetako erreserba, % 0,61; lakuak % 0,009, eta barruko itsasoak, berriz, % 0,008. Lurzoruaren hezetasunak 0,005 hartzen du, atmosferak % 0,001 eta ibaiek % 0,0001 baino ez dute metatzen. Kopuru hori beti ibili da Lurrean zehar, bertan bizia sortuz eta mantenduz. Dinosauroek duela 65 milioi urte zuten kopuru bera dugu gaur egun.

Ura ez da abiadura berean berritzen konpartimentu guztietan. Oso azkar egiten du atmosferan, eta, urtean, 34 aldiz berritzen da erabat; hau da, atmosferara sartzen da lurrunketa bidez, eta, 10 egunetan, ateratzen da euri moduan gutxi gorabehera den adina. Ozeanoak, aldiz, bere bolumenaren ‰ 0,27 baino ez du jasotzen eta lagatzen urtero, eta horrek esan nahi du 3700 urte inguru behar dituela erabat berritzeko.

Lurraren baldintza termikoek ez dute parekorik Eguzki sistema osoan. Lurra ez da ur guztia gotortzeko bezain hotza, eta, era berean, ur guztia lurruntzeko bezain beroa ere ez da.

Ur isurkariak, bere propietateei esker, beste geruza bat osatzen du litosferaren –geruza gotorra– eta eguratsaren –gas geruza– artean. Alde batetik, isurkari guztietan bezala, uretan ere molekulak batetik bestera mugi daitezke, eta bestetik, gasena baino pixka bat handiagoa da uraren pisu espezifikoa.

Horrela, Lurreko zati gotorra eta gas egoerakoa banatzen dituen interfasean pilatzen da ura. Litosferako puntu guztietan grabitatearen eragina berdina balitz, hau da, puntu guztiak zentrotik distantzia berera egongo balira, ur isurkariak geruza jarraitua osatuko luke, gune guztietan lodiera berdinekoa eta litosfera guztia inguratzeko modukoa, eta grabitazio-eremu batek mugaturik legoke. Baina litosferaren gainaldea ez da erregularra, eta, horrenbestez, ura sakonuneetan pilatzen da eta bete egiten ditu.

Ur aski balego litosferako gune guztiak litosferaren goreneko altueraraino betetzeko, hidrosfera lodiera aldakorreko geruza litzateke, baina goi maila jakin eta grabitazionala izango luke. Hala ere, ur masa ez da hainbestekoa, eta horren ondorioz, urak litosferaren parte batzuk estaltzen eta betetzen ditu, eta agerian uzten ditu beste batzuk.

Beraz, Lurreko isurkari geruza, hau da, hidrosfera, etena eta lodiera aldakorrekoa da.

Hidrosfera mota desberdineko urez dago osatua. Lurraren sakoneneko aldeetan itsaso eta ozeanoetako ura dago, gatz asko duena disolbatua; Lurreko ur edukin guztiaren %97,2 hartzen du ur gaziak. Ur geza da, berriz, euriteen bidez edo izotz biltegietatik Lurrera iristen eta ondoren ozeanoetara isurtzen dena. Ur gezeko masak dira, halaber, litosferaren sakonuneetan aldi batez harrapaturik gelditzen diren urak. Hidrosferan ur gazia eta ur geza zergatik dauden ulertzeko, hidrosferaren sorrerari begiratu behar zaio. Eguratsa bezala, lurrak berak isuritako gasen ondorioz sortu zen Lurraren gainaldeko masa isurkaria ere. Lurrak ur lurrun asko isuri zuen beste zenbait elementuren artean; ondoren ur masa horren prezipitazioa gertatu zen, eta prezipitatzean arazte lana egin zuen urak: gatz asko disolbatu zuen eta lehenengo masa ozeaniko handia osatu zuen horrela. Ur gazi hori erliebeko behereneko aldeetan pilatu zen.

Disoluzio batean lurruntzen dena disolbatzaile isurkaria denez, lurrundu ondoren litosferara hodeietatik prezipitatzen da ur geza; ur geza azaleko lur geruzetan zehar igarotzean disolbatutako gatzaren ondorioz bihurtzen da ur gazi. Bestalde, jatorriz itsasokoa den ur masa bat gainerako ozeanoetatik bereizten baldin bada, barne itsaso bat eratuko du eta beste edozein itsas ingurunetan egon litezkeenak bezalakoxe gaiak egongo dira ur horretan disolbatuta. Horrela osatua da, besteak beste, Mediterraneo itsasoa.

Hidrosferako ura bi sailetan bana daiteke: ur mugikorra (kokaleku egonkorrago bat aurkitu arte mugitzen ari den ur masa) eta finkoa (ur masa egonkorra, bere baitan partekako mugimenduak besterik ez dituena).

Lehenengo sailean, ur mugikorren barruan, ibaiak, uharrak eta, oro har, prezipitazioetako edo izotza urtzean sortutako ur lasterrak daude. Bigarren saila, ur finkoena, aintzirek, poltsa freatikoek, itsasoek eta ozeanoek osatua da, lekuz aldatzen ez diren ur masa egonkorrek osatua.

Bigarren sailaren barruan beste bi ur mota bereizten dira gatz kontzentrazioa kontuan izanez gero: gutxi gorabehera gatz kontzentrazio aldagabea eta gai elkartu mota berberak dituztenak (itsas urak deiturikoak) daude batetik, eta bestetik gatz kontzentrazioa aldakorra eta beti gai elkartu berdinak ez dituztenak (ur kontinentalak).

Sailkapen honek hartu du sailkapen klasikoaren tokia; izan ere, sailkapen klasikoak ur gazia eta ur geza bereizten ditu, baina sailkapena egiteko gatz kopurua kontuan hartzen denez, gerta daiteke bigarren saileko urak, ur geza deituak, lehenengokoak baino gatz kopuru handiagoa izatea, eta sailkapena onartezina izango litzateke, horrenbestez.

Itsasoko urak osaera berdintsua du beti, eta litroko 23 eta 28 gramo arteko gazitasuna izaten du. Hala ere, zenbat ur lurruntzen den, kontinentetik zenbat ur eta zein aldetatik iristen zaion edo izozmendien eta hormaguneen fusioa gertatzen den, horren guztiaren arabera itsasoko urak ez du gune guztietan gazitasun bera ere izaten: 40 gramorainoko gazitasuna izan dezake gune batzuetan eta 10 gramokoa soilik beste batzuetan.

Itsasoko urak kloro, sodio eta magnesio ioiak ditu, nagusiki; ioi horiek kloruroak sortzen dituzte, eta zapore gazia eta mikatza ematen diote urari.

Itsasoko ur finkoak litosferaren topografiaren arabera metatzen dira, eremu batzuetan gehiago eta beste batzuetan gutxiago.

Litosferaren hiru laurden hartzen dute itsasoko urek, baina ez dute sakontasun bera gune guztietan eta masa kontinentalen arabera daude banatuta, hau da, denboran zehar kontinenteak mugitu ahala aldatzen da itsasoko ur finkoen banaketa ere.

Esan bezala, itsasoko ur masa ez dago Lurreko eremu guztietan berdin banatua; gaur egun Hego Hemisferioan dago itsasoko uraren erdia baino pixka bat gehiago, eta bost zatitan banatuta dago, kontinenteek mugatutako bost zatitan alegia.

Atlantikoa, Ozeano Barea, Indiakoa, Artikoa eta Antartikoa dira bost zati nagusiak, baina itsasertzaren formaren arabera zenbait azpieskualde bereizten dira ozeanoetan –kanpo edo barne eskualdeak–, eta eskualde horiei ematen zaie, hain zuzen ere, itsaso izena.

Ozeanoek sakonera handia dutenez –3000 metroko sakonera batez beste– ozeanoko ura azaletik hondorako zenbait geruza teorikotan banatu ohi da, nahiz eta ur zatikiak ur masaren barnean edozein norabidetan mugi daitezkeen. Banaketa hori azaletik sakonera ezaugarriak nola aldatzen diren ikusteko egiten da, eta ez hainbeste geruzen artean alde handiak daudelako; izan ere, geruza batetik besterako aldaketak ez dira bat-batean gertatzen eta ur masen baitan goitik beherako eta behetik gorako mugimenduak gertatzen dira.

Kontuan hartu beharra dago bero trukea difusio molekularraren bidez eta, batik bat, zurrunbilo bertikalen bidez gertatzen dela uretan. Zurrunbilo bertikalei esker gazitasun maila eta tenperatura desberdineko urak nahasten dira. Baina, dena dela, zenbat eta sakonago jo, orduan eta alde termiko handiagoa nabarmentzen da urean, hau da, zenbat eta sakonago jo beheranzko gradientea du tenperaturak, eta tenperatura gradiente horren arabera zenbait geruza bereiz daitezke:

• Lehenengo geruza, goi geruza edo epitalasa: ur masa guztian dentsitate gutxien eta bero gehien duen geruza da. Geruza honetan du ingurugiroko tenperaturak eragin zuzenena, eta arrazoi hori dela eta, urteko batez besteko tenperaturan alde handiak daude geruza honetan zehar horizontalki mugitu ahala: 30 gradu izan ditzake ekuatore inguruan, esaterako, eta 2 zero azpitik lurburuetan. Epitalasak ehun metro inguruko lodiera du, eta aktibitate handiko geruza da; itsas uhinek azaleko ur beroa eta sakoneko ur hotza nahasten baitituzte, eta, horrenbestez, geruzaren goialdearen eta behealdearen arteko tenperatura aldea ez da oso nabarmena, nahiz eta behean zertxobait hotzagoa den.
• Bigarren geruza edo termoklina goi geruzaren azpian dago. Geruza honetan bat-batean jaisten da tenperatura. Ekuatore inguruko latitudeetan azal samarrean hasten da eta mila metrotarainoko sakonera iristen du, oro har.
• Hirugarren geruza ur sakonen geruza da. Termoklinaren azpitik tenperatura pixkanaka jaisten da, bat eta hiru gradu arteko tenperatura arte. Gune horretan, itsas hondoan, ur masak ia homotermikoak dira, hau da ez da tenperatura aldaketa handirik izaten.

Artiar ozeanoan eta Antartiarrean ez dira hiru geruza hauek bereizten; maila bakarra dago, ur hotzarena.

Lurraren funtzionamendurako ezinbesteko jarduera betetzen du hidrosferak. Lurreko materialen dinamikan eragin zuzena izateaz gainera, hidrosferan pilatzen dira sedimentuak, eta horrenbestez hidrosfera behar-beharrezkoa dute izaki bizidunek bizirik irauteko. Ezaugarri eta magnitude fisiko jakin batzuei esker du halako garrantzia hidrosferak; propietate horietako batzuk finkoak dira (propietate estatiko deritze), hau da ez dira ur lasterren araberakoak; eta beste batzuk aldiz, hidrosferako ur masen leku aldaketen eta astinduen arabera aldatzen dira, hau da propietate dinamikoak dira.

Hidrosferaren propietate estatiko aipagarriena presioa da. Presioak aldaketak izaten ditu dentsitatearen eta, horrenbestez, tenperaturaren arabera, baina oro har banaketa konstantea duela-eta, zenbat eta sakonago orduan eta handiagoa dela –hamar metroko atmosfera bat igotzen da– esaten da oro har. Propietate estatikoa da, orobat, argia, ekosistementzat ezinbestekoa baita. Uretara iristen den argi energia ur zatikiek xurgatzen dute pixkanaka, eta horrela, zenbat eta leku sakonagoa izan orduan eta argi intentsitate gutxiago egoten da, harik eta batere argirik gabeko gunea (leize ura) hasten den arte. Argiaren muga 80 eta 100 metro arteko sakoneran dago, eta eremu fotikoa (argia duena) eta afotikoa (argirik gabea) banatzen ditu. Ur sakonetan argirik ez dagoenez, materia bizi gehiena, algak batik bat, masa isurkariaren goialdean pilatuta egon ohi da.

Bigarren multzoan banaketa erregularra ez duten propietateak daude, hau da, ur masaren baitako ur lasterren eta astinduen mende daudenak. Tenperatura eta gasen kontzentrazioa dira hidrosferaren propietate dinamiko aipagarrienak.

Uraren tenperaturak aldagabe irauteko joera duenez, hidrosferak klimaren tenperatura erregulatzeko ahalmena du; ahalmen horren erakusgarri da, hain zuzen, egun batetik bestera edo urtean zehar uretan tenperatura aldaketa handirik ez izatea. Bi arrazoi nagusik bideratzen dute joera hori: alde batetik, beherantz jaisten den energia ur bolumen handi batean barreiatzen da, bai bertikalean eta bai horizontalean, bero asko pilatzen da, eta beroa pilatzeak bero truke handiak gertarazten ditu ozeanoaren eta eguratsaren artean, hilabeteetan edo urteetan zehar, eta are mendeetan zehar ere, orekatze prozesu luze batean, ur sakonak baldin badira. Bestetik, kontuan hartzekoa da uraren bero ahalmen handia; ahalmen hori dela eta, denbora asko behar da ura berotzekoeta hozteko, energia asko irabazi edo galdu behar baitu tenperatura igotzeko edo jaisteko.

Hala ere, uraren bero espezifiko handiari esker bero asko pila daiteke egunean zehar eta urte sasoi batzuetan, eta geroago, beroa pixkanaka kanporatuz, uraren gradiente termikoa mugatzen eta tenperatura tarteak mantentzen lagunduko du horrek.

Gauza jakina da Eguzkiak uraren gainaldeko geruzei ematen dien beroaren araberakoa dela itsasoko uraren tenperatura.

Horrela, ekuatore aldeko urak poloetakoak baino beroagoak eta dentsitate apalagokoak dira; tenperatura alde horren ondorioz ur lasterrak sortzen dira eta ur laster horiek ura astintzen dutenez, tenperatura desberdineko urak nahasten dira.

Dena dela, ur geldien goiko geruzetan beroak denbora gehiagoz irauten du eta horren ondorioz tenperatura ez da berdina izaten azalean eta sakonean: tenperatura beroena azalean izango da eta zenbat eta beherago jo, orduan eta hotzagoa izango da, harik eta 4 graduraino jaisten den arte. Tenperatura horretan du itsasoko urak dentsitate gorena; behin tenperatura hori iristen duenean, ura gorantz izozten da eta ez dio uzten ur hotzari hondoratzen.

Izotz geruza horrek bakartzaile funtzioa betetzen du, beraz, eta bero galera galarazten duenez gero, ez da ur masa osoa izoztuko. Garrantzi handia du, orobat, gasen eta gatzen disoluzioak. Gai horiek errazago disolbatzen direnez ur hotzetan, lurburu inguruko uretan gas eta gatz gehiago egoten da disolbatuta; ur hotza hondoratzean gatzak eta gasak eramaten ditu hondora, eta horrela, ur sakonetan ur azalean baino gatz eta gas kontzentrazio handiagoa izan daiteke ur masa guztian.

Geruza bertikalak edo aldagai jakin batean sakoneraren arabera aldeak antzematen diren kasu guztietan –aldagaiak gora egin ala behera egin–, gradiente jakin bat sortzenda goiko geruzaren eta behekoaren artean.

Gradiente horri esker mugimendu bertikalak gerta daitezke masa isurkariaren baitan.

Lurreko tenperatura erregulatzeko zeregina du Lurraren termostato edo bero energiaren erreserbak, eta lagungarria da, orobat, ekuatore aldeko eskualde beroetatik lurburuetako eskualde hotzetara itsaslasterren bidez gertatzen diren bero garraioa.

Ur masa osoan gertatzen den bero trukearen herena ozeanoei esker gertatzen da. Ipar Hemisferioan bero trukearen %40 gertatzen da ozeanoei esker; fenomeno honen adibide ezagunena Golkoko itsaslasterra da, Europako kostaldeko mendebaleko urari beroa ematen diona.

• Uraren zikloa
• Litosfera