OCEANOGRAFÍA

Fotografías de Santiago Harker

LA ENERGÍA calorífica proveniente del Sol altera la atmósfera de tal manera que en combinación con los movimientos de la Tierra, traslación y rotación, se producen patrones de vientos periódicos y definidos como los alisios. Estos, a su vez, inciden sobre la superficie del mar generando las corrientes marinas superficiales y subsuperficiales (hasta los 50-100 m de profundidad), que tienen casi el mismo sentido de los vientos dominantes. El viento ejerce una fuerza friccional sobre la superficie del mar que se transmite hacia abajo a causa de la viscosidad y que tiende a mover el agua en su misma dirección. Sin embargo, como consecuencia de la rotación de la Tierra, se presenta una segunda fuerza virtual, la de Coriolis (nombre del matemático francés G. G. Coriolis, el primero en analizar este efecto), que actúa perpendicular a la dirección del movimiento sobre la superficie de la Tierra. En el hemisferio norte esta fuerza desvía el cuerpo hacia la derecha y en el sur, a la izquierda. La fuerza de Coriolis es nula en el ecuador y va aumentando con la latitud. Generalmente no es perceptible porque hay otras mayores. Pero, en el caso de la circulación marina y atmosférica, tiene la misma magnitud que las otras fuerzas y un efecto definitivo sobre las corrientes.

Las corrientes marinas influyen considerablemente en el clima de las zonas costeras haciéndolo desde muy húmedo hasta árido según la cantidad de calor latente (cantidad de calor liberado o absorbido por unidad de masa) y sensible (intercambio de calor entre el mar y la atmósfera debido a diferencias en la temperatura) que transportan sus aguas. El proceso de calentamiento obedece básicamente a: 1. radiación proveniente del Sol; 2. transferencia de la atmósfera (aire más caliente que el agua) y 3. condensación del vapor de agua. En cambio el enfriamiento o liberación de calor ocurre por: 1. radiación devuelta de la superficie a la atmósfera; 2. transferencia a la atmósfera y 3. evaporación. Existen dos tipos de corrientes marinas estacionales que afectan al Caribe colombiano: las superficiales y la ascensional. Entre las primeras hay dos principales que bordean alternadamente la costa colombiana, una en sentido este-oeste, la corriente Caribe, y otra en dirección contraria, oeste-este, la contracorriente de Colombia. Ambas obedecen al patrón de vientos dominantes de la época; la corriente Caribe con los alisios que proceden del noreste-este y la contracorriente con los vientos del suroeste-oeste. Por lo general nunca coinciden cerca de la costa. La corriente Caribe es adyacente al litoral cuando los alisios están en plena actividad durante las estaciones secas o de verano mayor (mediados de diciembre-abril) y menor (julio-mediados de agosto); sin embargo, no es muy notoria en el suroeste colombiano.

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El viento ofrece una fuerza friccional sobre la superficie del mar que se transmite hacia abajo a causa de la viscosidad y tiende a mover el agua en la misma dirección .

La contracorriente, en cambio, solamente se siente cerca de la costa durante las estaciones húmedas o de invierno menor (mayo-junio) y mayor (septiembre-noviembre). Se percibe ocasionalmente en los períodos secos. Parece que la contracorriente llega exclusivamente hasta el Cabo de la Vela en La Guajira.

La corriente ascensional que afecta la costa colombiana y que es llamada también surgencia o afloramiento, coincide con la presencia de la corriente Caribe; es de carácter significativo sólo entre Punta Gallinas y Puerto Colombia.

Corrientes superficiales y clima

Para entender la estructura de las corrientes marinas superficiales en el Caribe colombiano, se deben considerar primero su circulación fuera del Caribe, a más de los vientos dominantes y la topografía del fondo marino especialmente en Centroamérica.

Las corrientes norecuatorial y surecuatorial tienen una dirección este-oeste y se localizan en el Atlántico entre los 9º N y 30º N y los 5º S y 30º S respectivamente (Figura 1). Estas responden al patrón de vientos dominantes de dicha zona, a los alisios procedentes del noreste en el caso de la norecuatorial y del sureste en el de la surecuatorial.

La corriente surecuatorial, al chocar contra la esquina del continente americano en Brasil, se desvía al noroeste; esta rama, hasta antes de entrar al mar Caribe, se llama corriente Guayana. Una vez en el Caribe, junto con la corriente Ecuatorial norte, adopta el nombre de corriente Caribe; sigue casi la misma dirección de la corriente norecuatorial. La corriente Caribe es impulsada también por los vientos alisios del noreste y su velocidad varía según la estación (Figuras 2-5).

Durante las estaciones secas, cuando los alisios se encuentran en plena actividad, la corriente Caribe está bien pronunciada alcanzando en su eje una velocidad de 60-80 cm/s. Sin embargo, en las estaciones húmedas, especialmente en la mayor, su velocidad disminuye a 40-60 cm/s. Con excepción del norte de la península de La Guajira y esta corriente, rara vez se percibe cerca de la costa colombiana puesto que está establecida la contracorriente de Colombia. Esta se origina en el momento en que la corriente Caribe choca contra la esquina sur de la plataforma continental de Nicaragua (Figuras 2-5). Una rama de esta corriente sigue su vía normal mientras que la otra se dirige en dirección a Costa Rica y Panamá produciéndose así una corriente de giro ciclónico (en el sentido opuesto al de las manecillas del reloj) de eje cambiable según las estaciones climáticas. Una rama del giro se dirige hacia Colombia y llega incluso al Cabo de la Vela en La Guajira, sólo durante la estación húmeda mayor. En la estación húmeda menor se la observa hasta en la costa del departamento del Magdalena. La presencia de esta corriente en el Caribe colombiano depende básicamente de los vientos alisios. Mientras éstos estén establecidos, muy rara vez la contracorriente se percibe en la costa colombiana debido a que es frenada por una corriente de sentido contrario, este-oeste, impulsada por los mismos alisios cuando cruzan a Panamá de norte a sur. El encajonamiento relativo que sufren estas aguas en el suroeste del Caribe permite que absorban mucho calor por la radiación solar y la transferencia de la atmósfera. De allí que cuando se establece la contracorriente en la costa colombiana viene con mucho calor latente y sensible, mayor que el de la corriente Caribe. Esto explica por qué la región de Panamá y el golfo de Urabá presentan un clima muy húmedo que disminuye gradualmente en cercanías de la árida Guajira. Las figuras 6 y 7 muestran cómo los promedios estacionales de la precipitación van aumentando desde La Guajira hacia el golfo de Urabá, la región más lluviosa del Caribe colombiano.

Aparte de las corrientes superficiales, en Colombia se presenta una corriente ascensional en dirección a la costa (surgencia o afloramiento). Dicho fenómeno oceanográfico es muy significativo entre Punta Gallinas y Puerto Colombia (Figura 8). Este afloramiento de aguas profundas, que provienen de entre los 120 y los 160 m de profundidad, es generado por los vientos alisios que producen un transporte masivo de agua (transporte Ekman) superficial y subsuperficial en dirección perpendicular y hacia la derecha (por efecto de la fuerza de Coriolis) de la dirección del viento, prácticamente paralela a la costa (Figura 9). El retiro masivo de agua en la costa deja un vacío que es rápidamente reemplazado por agua profunda con temperaturas de 21-24ºC y salinidades de 36.5-37.2 partes por mil. Esta agua, con tales características físicas, pertenece a la "masa de agua subtropical sumergida" (MASS) que se localiza entre los 100 y 200 m de profundidad en el mar Caribe. La MASS tiene su origen aproximadamente en la latitud 30ºN en el océano Atlántico, zona donde la evaporación es muy alta y las precipitaciones muy bajas por causa de los vientos alisios. Como resultado, la salinidad del agua aumenta en consecuencia con la densidad, ocasionando así su hundimiento hasta varios cientos de metros por debajo de los cuales se encuentra el "agua fría intermedia" en el Atlántico, que fluye de las regiones subpolares al ecuador. Parte de la MASS entra al Caribe por las Antillas Menores y se localiza en las profundidades descritas anteriormente.

Figura 2. Corrientes superficiales del mar Caribe en el mes de enero.

Figura 3. Corrientes superficiales del mar Caribe en el mes de abril.

Figura 4. Corrientes superficiales del mar Caribe en el mes de julio.

Figura 5. Corrientes superficiales del mar Caribe en el mes de octubre.

Figura 6. Distribución de los valores promedios de la precipitación en la estación seca en el mar Caribe (Según Wüst, 1964).

Figura 7. Distribución de los valores promedios de la precipitación en la estación húmeda. (Según Wüst, 1964).

Cuando la MASS aflora a la superficie adyacente a la costa, se producen anomalías físicas debidas a que la temperatura, salinidad y cantidad de elementos nutritivos (nitrógeno, fósforo y otros utilizados por las plantas) del agua son diferentes a los de las aguas normales del resto del Caribe, que generalmente están por encima de los 27-28º C y que tienen 35-36 partes por mil de salinidad y son más pobres en nutrientes.

La surgencia costera está bien delimitada durante las estaciones secas, especialmente en la mayor y presenta dos centros de intensidad máxima, uno al norte y al oeste de la península de La Guajira y el otro frente al cabo de la Aguja (Figura 8), más precisamente, entre la desembocadura del río Piedras (límite oriental del parque nacional natural Tayrona) y el Rodadero en Santa Marta. Esto se debe a que los incitadores del fenómeno, los alisios, son más veloces y frecuentes en esos dos trayectos costeros que en cualquier otra parte del litoral colombiano.

Durante las estaciones húmedas, especialmente en la mayor, la surgencia es prácticamente nula debido a la ausencia de los vientos alisios, excepto en el norte de la península de La Guajira en donde éstos soplan permanentemente, manteniendo activo este fenómeno oceanográfico. Otro factor desfavorable para el afloramiento, en esos mismos períodos climáticos, es la presencia de la contracorriente de Colombia con su alto calor latente y sensible; ésta viene acompañada por los vientos provenientes del suroeste-oeste y que también actúan como impulsores de dicha corriente. Estos vientos de sentido contrario al de los alisios producen un efecto inverso al del afloramiento, un apilamiento de agua hacia la costa (por efecto de la fuerza de Coriolis) y luego un hundimiento de la misma. La temperatura del agua sube hasta los 29-30º C y la salinidad puede disminuir de 1 a 3 partes por mil del valor que alcanza durante los períodos de surgencia.

Figura 8. Localización del área de surgencia.

Figura 9. Diagrama para mostrar cómo se genera un afloramiento de aguas profundas en el hemisferio norte.

La surgencia también se manifiesta entre Puerto Colombia y Cartagena, pero con una intensidad menor a la que tiene en los departamentos del Magdalena y La Guajira. Además, las aguas del río Magdalena encubren, en parte, la que aflora.

En resumen, se pueden delimitar las condiciones físicas del Caribe colombiano en dos grandes áreas y en una más pequeña de carácter intermedio. A pesar de que el área Cartagena-cabo Tiburón es igualmente caribe sus características caribeñas no se manifiestan como en las islas de San Andrés y Providencia y Centroamérica, Jamaica, Cuba y sureste de Las Bahamas. La fluctuación anual de la temperatura del agua es menor en relación con la del área de surgencia de carácter significativo y valor promedio más alto (Tabla 1). El área ofrece condiciones físicas favorables para el desarrollo de arrecifes coralinos como los de islas del Rosario (que se encuentran actualmente en estado de deterioro debido a las acciones principalmente humanas) y los de las islas de San Bernardo, así como para la mayoría de las especies de animales y plantas, típicas del Caribe oeste y norte. La otra gran área está ubicada entre Punta Gallinas y Puerto Colombia; tiene una mayor fluctuación anual de la temperatura del agua y un promedio más bajo que el de la anterior (Tabla 1). El lugar excluye a múltiples especies típicas de las comunidades del Caribe occidental y norte como producto de la marcada variación en la temperatura. La tercera área, la más pequeña, se localiza entre Puerto Colombia y Cartagena; es de carácter transitivo entre las dos grandes. En ésta, las aguas del río Magdalena desembocan al mar y se desplazan luego al oeste y noroeste durante las estaciones secas, impidiendo que la surgencia se manifieste en la mayor parte del trayecto. Sin embargo, durante las estaciones húmedas se puede observar con frecuencia en esta pequeña área una condición más marina debido a que la contracorriente arrastra las aguas salobres hacia el noreste. En dichos períodos la transparencia del agua frente a Puerto Colombia es tan alta que permite ver el fondo a 20 m de profundidad desde la superficie.

Las surgencias costeras son muy importantes en las pesquerías. Las corrientes ascensionales acarrean elementos nutritivos a las capas más someras e iluminadas (zona eufótica); allí son utilizados por las plantas tanto del plancton como por las que viven fijas en el fondo marino. A no ser por estos afloramientos de aguas profundas, los nutrientes se perderían en los abismos marinos en donde ya no pueden ser aprovechados por la ausencia de plantas debido a la falta de luz. La fertilización de un área marina por medio de una surgencia trae consigo un aumento de la vida vegetal, que al cabo de varios meses se refleja en una mayor producción pesquera. Ejemplos: en Perú, California en Estados Unidos, Mauritania en el noroeste de África y otros lugares con afloramientos costeros.

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El hecho de que en el área de la surgencia colombiana no se obtengan grandes volúmenes de pesca como en los lugares anteriormente mencionados se debe básicamente a que la MASS que aflora es relativamente pobre en nutrientes. Aun así, ésta es de nueve a doce veces más rica en dichos elementos que las aguas normales del Caribe.

Otra de las vías de fertilización marina es la de las "corrientes salobres mar adentro" que proceden de ríos como el Magdalena, el Sinú y el Atrato y de lagunas costeras como la Ciénaga Grande de Santa Marta. Estas corrientes son ricas en elementos nutritivos que sólo son aprovechables cuando penetran en aguas claras; se produce, entonces, una proliferación o florecimiento de microalgas planctónicas. El efecto es impactante en lugares en donde las aguas son azules frecuentemente y por tanto claras como las del parque nacional natural Tayrona. Durante las estaciones húmedas, la contracorriente de Colombia arrastra las aguas del río Magdalena que desembocan al mar hacia las costas del parque y al resto de las de los departamentos de Magdalena y La Guajira. La corriente transporta grandes concentraciones de nutrientes, en especial compuestos nitrogenados, que provienen probablemente, en buena parte, de albañales de la ciudad de Barranquilla. Como resultado de la fertilización sobreviene una enorme producción de microalgas planctónicas de forma que las aguas del parque, azules y claras, se tornan de un color verde turbio. Esta capa de agua superficial, rica en microalgas, puede tener a veces hasta 30 m de espesor. Este fenómeno dura varios días y ocurre con alguna frecuencia durante los períodos húmedos.

Dentro del área de surgencia de carácter significativo, la topografía de la plataforma continental parece desempeñar un papel importante en la producción costera de microalgas planctónicas. Mientras el agua sobre la plataforma, al norte y al oeste de la península de La Guajira, es con frecuencia de un color verde turbio como resultado de la producción de microalgas planctónicas, en el Cabo, por su más baja producción, tiende a ser azulosa. La plataforma frente al Cabo es muy angosta (aproximadamente 2 km de ancho) y profunda y por tanto durante el afloramiento los nutrientes emergen de manera abrupta a las capas iluminadas. Y luego son retirados rápidamente de la costa por la gran velocidad del viento. Como consecuencia, la producción de microalgas ocurre varios kilómetros mar adentro o fuera de la plataforma continental. En cambio la extensa y somera plataforma del norte y oeste de la península de La Guajira permite que los nutrientes afloren de manera gradual, permaneciendo, por su mayor recorrido, mucho más tiempo en las capas iluminadas, de tal modo que las microalgas pueden proliferar sobre la plataforma.

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La mareas son oscilaciones periódicas del nivel del mar que resultan de la atracción gravitacional que ejercen la Luna y el Sol sobre la Tierra en rotación.

Además de los efectos de la surgencia en las pesquerías, se producen otros en la biota del lugar que son muy evidentes en los centros de mayor intensidad. Al mismo tiempo, la surgencia actúa como una barrera biogeográfica para muchas especies características de las comunidades caribeñas. Entre los efectos que causa a las algas se observan: 1. ausencia de géneros y especies típicos del Caribe; 2. establecimiento de géneros y especies característicos de los mares subtropicales a templados; 3. zonaciones anómalas como las de ciertas especies que viven normalmente en el Caribe en aguas profundas, y que, sin embargo, en el área de surgencia se localizan cerca o en la zona de mareas como lo hacen en las latitudes subtropicales a templadas; y 4. un crecimiento de las plantas que sobrepasan de 2 a 3 ó más veces las tallas que alcanzan en las aguas normales del Caribe.

Las mareas son oscilaciones periódicas del nivel del mar que resultan de la atracción gravitacional que ejercen la Luna y el Sol sobre la Tierra en rotación. Aunque el movimiento horizontal del agua, debido a la misma causa, también se conoce, a veces, como marea, es mejor designar a esta última como corriente de marea, reservando el nombre de marea para el movimiento vertical ascendente y descendente del fenómeno. La Luna produce el efecto más importante en la marea ya que su fuerza gravitacional es casi 2.2 veces mayor que la del Sol.

El nivel más alto de la marea se llama pleamar y el más bajo, bajamar. Las mareas de mayor amplitud ocurren en sicigias o sea cuando la Luna está alineada con el Sol y la Tierra. Esto sucede en Luna nueva (Sol-Luna-Tierra) y llena (Sol-Tierra-Luna). Las de menor amplitud se ocasionan con la Luna en cuadratura, es decir, en creciente y en menguante. Sin embargo, la marca máxima y la mínima no se producen a la vez que la Luna está en sicigias o en cuadratura, sino por lo general 1 ó 2 días después de estas posiciones. Este retardo se conoce como desigualdad de fase.

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La marea es diurna cuando ocurren solamente una pleamar y una bajamar durante el día de marea. El mar Caribe tiene un rango de micromarea cuya amplitud promedio no es mayor de 20 cm.

Según el régimen de mareas, éstas se clasifican en diurnas, semidiurnas y mixtas, no habiendo límites bien definidos que permitan separar los grupos. La marea es diurna cuando tiene un período o ciclo de un día (24.84 horas) aproximadamente. Es decir, cuando ocurren solamente una pleamar y una bajamar durante el día de marea. Se llama semidiurna en atención a que su ciclo dura aproximadamente la mitad de un día de marea. Este tipo es el que predomina en todo el globo con dos pleamares y dos bajamares en cada período de marea. La marea mixta es una mezcla de las anteriores; se caracteriza por una desigualdad en la altura de las pleamares y las bajamares. Por lo general se observan dos pleamares y dos bajamares diariamente, convirtiéndose, ocasionalmente, en diurna.

El mar Caribe tiene un rango de micromarea cuya amplitud promedio no es mayor de 20 cm. Sólo en la ancha plataforma continental de Nicaragua, especialmente hacia la esquina sureste, se presenta un rango promedio que sobrepasa los 40 cm.

En la costa colombiana son características las mareas semidiurnas y mixtas tendiendo a semidiurnas. En la mayoría de las ocasiones sus amplitudes oscilan entre los 20 y los 30 cm y rara vez exceden estos valores, sin superar jamás los 50 cm. Las pleamares se producen generalmente cerca a las 12 y 24 horas del día y las bajamares hacia las 4 y 20 horas, con ciertas variaciones en el horario.

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