Hidrosfera 2º bachillerato ctma

1. TEMA 4: LA HIDROSFERA
CTMA 2º BACHILLERATO

2. ÍNDICE:
1. CONCEPTO HIDROSFERA
2. ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DEL AGUA
3. CARACTERÍSTICAS AGUAS OCEÁNICAS Y
4.
5.
6.
7.
CONTINENTALES
EL CICLO HIDROLÓGICO
DINÁMICA DE AGUAS OCEÁNICAS
DINÁMICA DE AGUAS CONTINENTALES
SISTEMAS LITORALES
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3. 1.- CONCEPTO HIDROSFERA
• DEF. “Capa de agua
•
que rodea la Tierra”
DEF 2. “Subsistema
terrestre constituido
por el conjunto del
agua en sus tres
estados: líquido,
sólido y gaseoso.”
LÍQUIDO
Aguas
subterráneas
Mares y océanos
Ríos
Lagos
SÓLIDO
Glaciares
Casquetes polares
GASEOSO
Vapor
Nubes
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4. ORIGEN de la Hidrosfera:
•
•
•
Hace unos 4500 m.a. la temperatura de la Tierra
descendió tanto que se produjo la condensación del
vapor de agua atmosférico en forma de lluvias
torrenciales, que comenzaron a llenar las depresiones
en la superficie terrestre.
Se consolidó un PROTOCÉANO caliente (30-60ºC) y de
carácter ácido debido a la elevada concentración de
ácido carbónico (H2CO3) (debido a la disolución del
CO2 atmosférico).
Hipótesis recientes: casi todo el agua del planeta
procede de un intenso bombardeo cometario. (“Origen
extraterrestre”)
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5. DISTRIBUCIÓN
MARES y OCÉANOS
AGUAS
CONTINENTALES
97,18%
Glaciares
2,2 %
Subterráneas
Superficiales
ATMÓSFERA
0,6 %
0,017%
0,001%
BIOSFERA
0,0005%
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6. 2.- ESTRUCTURA
• H2O : Dos átomos de hidrógeno y
•
•
•
•
•
un átomo de oxígeno
Ángulo de 104,5º
Enlaces covalentes
Electrones de enlace
asimétricamente: región
electropositiva y región
electronegativa
CARÁCTER DIPOLAR: enlaces de
hidrógeno  Red tridimensional
Sustancia LÍQUIDA A
TEMPERATURA AMBIENTE
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7. 2.- PROPIEDADES DEL AGUA
Dicha estructura le confiere las siguientes propiedades características:
• ELEVADO CALOR ESPECÍFICO
– 1 cal/g: energía necesaria para elevar 1ºC la
temperatura de 1 g de agua. FUNCIÓN
TERMORREGULADORA: absorbe mucha energía sin variar
fácilmente su temperatura.
– Regiones costeras: en verano absorbe mucha energía
que libera en invierno.
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8. • ELEVADO CALOR LATENTE DE VAPORIZACIÓN Y
FUSIÓN
– Absorbe o libera mucha energía al cambiar de
estado:
• 540 cal/g (+ para vaporización) (- para
condensación)
• 80 cal/g (+ para fusión) (- para solidificación)
– BUEN REFRIGERANTE: evapotranspiración.
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9. AGUA: ÚNICA SUSTANCIA PRESENTE EN LOS TRES
ESTADOS DE LA MATERIA EN LA SUPERFICIE
TERRESTRE.
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10. (…) PROPIEDADES DEL AGUA
• DENSIDAD MÁXIMA A 4ºC
– En general, al aumentar la Tª, disminuye la
densidad.
– De 0ºC a 4ºC: ANOMALÍA!! Al aumentar la Tª
hasta los 4ºC, la densidad aumenta (MÁX.)
– Densidad del agua líquida> Densidad hielo
– Masas de hielo flotan  AISLANTE TÉRMICO
EN ECOSISTEMAS ACUÁTICOS
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11. DENSIDAD EN EL AGUA PURA
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12. (…) PROPIEDADES DEL AGUA:
• POLARIDAD DEL AGUA
– Molécula polar: densidad de carga + en H y –
en la zona del oxígeno.
– Introducirse en compuestos iónicos y/o no
iónicos con grupos polares.
– El líquido capaz de disolver mayor número de
sustancias. DISOLVENTE UNIVERSAL
– Reacciones metabólicas
– AGUA SALINA: agua con soluto NaCl
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13. SAL EN ESTADO
SÓLIDO: NaCl
Na+ y Cl-
DISOLUCIÓN DE SAL EN
AGUA
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14. 3.- CARACTERÍSTICAS DE LAS AGUAS
CONTINENTALES Y OCEÁNICAS
Se caracterizan por los siguientes
•
•
•
•
•
•
parámetros físico-químicos:
SALINIDAD
ACIDEZ
TEMPERATURA
DENSIDAD
ILUMINACIÓN
GASES
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15. • SALINIDAD
– En aguas oceánicas: NaCl y otras sales procedentes de
la erosión superficial.
– En a. continentales:
• Aniones: carbonato, hidrogenocarbonato, sulfato, cloruro
• Cationes: sodio, potasio, calcio, magnesio MAR
226 g/l
MUERTO
– Salinidad media océanos: 35g/l
MAR
ROJO
MEDITE
RRÁNEO
38 g/l
BÁLTICO
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40g/l
10-5 g/l

16. COMPONENTES DE 1 KG DE AGUA OCEÁNICA
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17. • (…) SALINIDAD:
– HALOCLINA: En
un perfil vertical del
océano, es aquella
región en que se
experimenta
un
cambio brusco en
los
valores
de
salinidad.
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18. • TEMPERATURA:
– TERMOCLINA: “En una
columna vertical,
aquella franja en la
que se observa un
cambio brusco en los
valores de la
Temperatura”
– Las aguas profundas
presentan
homogeneidad
térmica, a diferencia
de las superficiales.
– Variación de perfiles:
clima, latitud,
salinidad…
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19. • (…) TEMPERATURA:
En general, se distinguen tres
regiones en una columna
vertical:
• EPILIMNION:
superficial, tª cálida y
variaciones acordes a las
atmosféricas
• TERMOCLINA: en
general, la tª baja
bruscamente e impide la
mezcla entre las zonas
superior e inferior
• HIPOLIMNION: tª frías
y constantes. Zona
profunda.
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20. • DENSIDAD:
–
–
–
–
Depende de la temperatura y salinidad
- T  + densidad (excepto:0-4ºC)
+ salinidad  + densidad
Influyen en la dinámica interna de los océanos:
CORRIENTES MARINAS PROFUNDAS
• GASES:
– Oxígeno:
• + T  - concentración
• Aguas agitadas, frías y org. Fotosintéticos: más oxigenadas.
– Dióxido de carbono:
• Muy soluble, abundante en el agua.
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21. • ILUMINACIÓN:
– Factores: inclinación rayos de sol, turbidez.
– Las ondas electromagnéticas se propagan mejor en
el vacío, y su velocidad se reduce cuando aumenta
la densidad.
– Rad. VIS mayor profundidad que las UV e IR.
– ZONA FÓTICA: fotosintéticos.
– ZONA AFÓTICA: heterótrofos y quimiosintéticos.
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22. Las ondas electromagnéticas se
propagan mejor en el vacío, y
su velocidad se reduce cuando
aumenta la densidad.
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23. 100 METROS
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24. Disco de Secchi: mide la turbidez del agua
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25. 4.- EL CICLO HIDROLÓGICO
• El
agua del planeta está en continuo
movimiento, de manera que se conectan todos
los sistemas acuáticos con la atmósfera,
geosfera y biosfera.
• El agua fluye de unos sistemas a otros
•
•
configurando un SISTEMA CERRADO.
MOTOR DEL CICLO: enegía solar y gravedad
Consta de dos fases:
– CICLO INTERNO
– CICLO EXTERNO
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26. (…) CICLO INTERNO
• Agua juvenil (de origen magmático)  sale a
•
•
•
la superficie y se mezcla con las del ciclo
externo.
¿Quién lo mueve? Calor del interior terrestre y
diferencia de densidad de los materiales.
Sale de la litosfera por: volcanes, dorsales
Se incorpora a la litosfera: zonas de subducción.
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27. (…) CICLO EXTERNO
• ¿Cuál es el motor?
– ENERGÍA SOLAR: Evaporación y evapotranspiración.
– GRAVEDAD: Precipitaciones, escorrentía e infiltración.
• ¿Dónde se desarrolla?
– Atmósfera
– Superficie terrestre
• ¿IMPORTANCIA?
Regula temperatura, transporta materia y energía, modela el
paisaje, traslada sedimentos hasta las cuencas sedimentarias.
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28. •
•
•
•
FASES DEL CICLO HÍDRICO
EVAPORACIÓN  NUBES
PRECIPITACIÓN
ESCORRENTÍA (ríos, lagos, torrentes) e INFILTRACIÓN
(escorrentía subterránea y acuíferos)
EVAPORACIÓN y EVAPOTRANSPIRACIÓN (seres vivos) 
NUBES
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29. • EVAPORACIÓN: paso de agua líquida a gaseosa.
• EVAPOTRANSPIRACIÓN: paso de vapor de agua a la
•
•
•
•
atmósfera por la actividad metabólica de los seres vivos.
CONDENSACIÓN: paso de vapor a líquido. (nubes)
PRECIPITACIÓN: microgotas de agua se unen entre sí
y generan otras mayores que caen por gravedad a la
superficie, en forma de nieve, lluvia o granizo.
ESCORRENTÍA SUPERFICIAL: el agua de lluvia que
cae sobre la superficie de los continentes discurre
impulsada por la gravedad (curso de agua).
ESCORRENTÍA SUBTERRÁNEA: el agua de lluvia
puede infiltrarse en el subsuelo y discurrir por él o
almacenarse (acuíferos).
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30. FLUJOS ANUALES entre reservorios:
(miles
ENTRADAS SALIDAS
km3/año)
CONTINEN 110
70
TE
OCÉANO
385
425
BALANCE
40
-40
BALANCE CONTINENTE-OCÉANO: (40-40)= 0 
EQUILIBRIO
LA ESCORRENTÍA EQUILIBRA AMBOS SUBSISTEMAS
• Océanos: más evaporación que lluvia.
• Continentes: más lluvia que evaporación
La escorrentía compensa el BALANCE HÍDRICO
negativo de los océanos. BAILE
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31. 5.- DINÁMICA DE AGUAS OCEÁNICAS
A.
B.
C.
Los vientos, las diferencias de densidad
(temperatura y salinidad) y las fuerzas
gravitatorias originan una serie de
movimientos en el mar:
LAS OLAS
LAS CORRIENTES MARINAS
LAS MAREAS
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32. 5.1.- LAS OLAS
DEF. “Son
movimientos
ondulatorios de la
superficie oceánica
que se generan por
el viento y se
propagan según su
dirección”
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33. (…) LAS OLAS
• FUERZAS QUE LO ORIGINAN
– El viento superficial y la gravedad.
– Una erupción volcánica o movimiento sísmico
• CÓMO SE GENERAN
– Parte de la energía eólica se transmite a las partículas de agua
superficiales, provocando un MOVIMIENTO CICLOIDAL (circular
con un pequeñísimo desplazamiento en la dirección del viento) .
– El movimiento cicloidal es menor a mayor profundidad, y se
anula en una línea imaginaria denominada “nivel de base”.
– Cuando este nivel se aproxima a la costa: la cresta aumenta su
altura y velocidad.
– Fondo muy somero: la cresta adelanta a la base de la ola, la ola
rompe y libera la energía contenida. (“zona de batida”)
– ENERGÍA DEL OLEAJE  ALTERNATIVA
– ** OLAS GIGANTES provocadas por seísmos: TSUNAMIS
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34. LA PROFUNDIDAD DE ACCIÓN DE UNA OLA ES DE
λ/2, por debajo se atenúa el movimiento cicloidal.
λ/2
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35. • La parte más alta de una ola es su cresta, y la parte
•
•
más profunda de la depresión entre dos olas
consecutivas se llama valle o seno.
A la distancia entre dos crestas se le denomina longitud
de onda (λ)
A la diferencia de altura entre una cresta y un valle se le
llama altura de la ola.
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36. LA OLA SE ROMPE
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37. MAPA DE APROVECHAMIENTO ENERGÉTICO DEL OLEAJE
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38. EFECTOS DE LAS OLAS:
• Vaivén de las aguas sobre
•
•
la playa  movimiento de
cantos y arenas.
Acumulación de arena en
la línea de costa: playas
de arena.
Al golpear en un
acantilado  excavación
de la base (posible
desplome y retroceso).
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39. Tsunami Japón 11 de
marzo 2011
• Terremoto 8,9 (escala
de Richter).
• Olas de hasta 9,7 m de
altura
• Energía liberada: 600
millones de veces la de
la bomba de Hiroshima.
• VÍCTIMAS:
– 20,896 muertos,
3.084 desaparecidos
y 6.025 heridos
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40. 5.2.- CORRIENTES MARINAS
• DEF. Cursos de agua con distinta T, salinidad y
densidad, que se desplazan por la superficie o el
interior de los mares y océanos.
• ¿Fuerzas que lo originan?
– Vientos
– Movimiento de rotación terrestre
– Diferencias de densidad (por T y salinidad)
• Pueden ser: SUPERFICIALES y PROFUNDAS
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41. CORRIENTES SUPERFICIALES
• Se deben a vientos constantes y rotación terrestre.
• Afectan a los primeros 400 m
• EFECTO CORIOLIS afecta a la trayectoria general:
– Desde polos a ecuador: Hacia el oeste (HN)
– Desde ecuador a polos: Hacia el este (HN)
• Si no hubiese continentes se seguiría el patrón general de los
vientos, no obstante este es el esquema general de referencia.
• En cuencas oceánicas, FLUJOS CIRCULARES que forman dos
células por hemisferio.
– GIRO POLAR: ANTIHORARIO
– GIRO SUBTROPICAL: HORARIO**
** Cambia según el hemisferio considerado
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42. CTMA. LOURDES BAILE
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43. GIRO POLAR Y GIRO SUBTROPICAL
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44. LAS CORRIENTES SUPERFICIALES PUEDEN SER: CÁLIDAS
(transportan calor hacia las latitudes altas) y FRÍAS (enfrían las
latitudes más bajas)
CORRIENTES
DE COSTA
OESTE
-Corriente del Golfo
-Corriente de Brasil
CORRIENTES
CÁLIDAS
CORRIENTES
DE COSTA
ESTE
-Corriente de Canarias.
-Corriente de Benguela
-Corriente de Perú
-Corriente de California
CORRIENTES
FRÍAS
EN ZONAS TEMPLADAS:
• Costa oriental de continentes: ARIDEZ (la humedad se la llevan los
alisios).
• Costa occidental de continentes: MÁS LLUVIOSA.
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45. • Cerca del ecuador se observan:
– Corriente norecuatorial
– Contracorriente ecuatorial
– Corriente sudecuatorial
• Tiende a acumularse agua en el oeste, por lo que retorna hacia el
este mediante la Contracorriente Ecuatorial.
• LATITUDES BAJAS: la zona este recibe corrientes del mar con
humedad  LLUVIA
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46. Efectos de las corrientes
superficiales:
• Regulación del clima de las áreas costeras:
– Latitudes medias: costa occidental mucho más
lluviosa que la oriental.
– Latitudes bajas: costa este lluviosa.
• Modelado de las costas: forma cordones
litorales y cierra bahías.
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47. CORRIENTES PROFUNDAS:
• Son desplazamientos de corrientes
oceánicas originadas por diferencias de
DENSIDAD
– + fría  + densa
– + salina  + densa
• Se conoce como CIRCULACIÓN
TERMOHALINA: a la circulación global
de las corrientes oceánicas profundas.
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48. (…) Corrientes profundas
• Cuando el agua es muy densa (p.e. fuerte
•
enfriamiento de las capas superficiales), se
hunde y discurre horizontalmente bajo la
TERMOCLINA.
Todos los mares y océanos del planeta tienen
interconectados sus reservorios mediante un
circuito convectivo, denominado CINTA
TRANSPORTADORA DE CALOR.
• CORRIENTE PROFUNDA: fría y más densa
• CORRIENTE SUPERFICIAL: cálidad y menos
densa.
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49. CINTA TRANSPORTADORA DE
CALOR
• En Groenlandia: alta salinidad
y T bajas  inicio de una
corriente profunda por todo el
Atlántico.
• O. Índico, bifurcación:
– Hacia la Indica, donde aflora y
se une a la corriente
superficial que cierra el ciclo.
– Hacia Japón como corriente
profunda, allí asciende, se
dirige hacia la Indica y retorna
a Groenlandia.
• El descenso de agua fría es
compensado por la llegada de
agua superficial cálida.
Importancia: MEDIO DE
TRANSPORTE DE CALOR de
unas regiones a otras.
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50. ¿Se puede alterar la cinta
transportadora de calor?
• VARIACIONES DE SALINIDAD:
– Deshielo del Ártico  Dilución
del agua salina del océano
Atlántico Norte  Agua menos
densa.
– Ralentización de la circulación
general o incluso colapso.
• No se transfiere energía desde
el ecuador hasta los polos 
CONSECUENCIAS DRÁSTICAS
EN EL CLIMA GLOBAL.
• Crecimiento casquetes polares
en las tierras adyacentes al
Atlántico Norte
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51. LOS AFLORAMIENTOS o
UPWELLINGS
• Los vientos (alisios)
desplazan las capas
superficiales de agua, de
manera que se produce
una zona de ascenso de
agua fría y profunda.
• Ricas en nutrientes,
•
•
fitoplancton 
RECURSOS PESQUEROS.
Costa pacífica de
Sudamérica, costa
Atlántica del Sahara.
Costa este continental 
Coincide con zona árida
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52. FENÓMENO DE EL NIÑO
• Fenómeno anómalo de la dinámica
oceánica que se repite de forma cíclica
aproximadamente cada 4 años, en los
meses de diciembre y enero.
• ¿Dónde? En las costas oriental de Perú y
occidental de Asia meridional.
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53. • FENÓMENO NORMAL: La Niña
LA NIÑA
– Anticiclones en la costa
pacífica de Sudamérica.
– Borrascas (lluvias) sobre
Oceanía e Indonesia.
– Vientos alisios desde Perú
hasta Indonesia  descargan
humedad e incluso forman
inundaciones.
– Acumulan agua en la zona
OCCIDENTAL, lo que
origina la inclinación de la
termoclina y el
afloramiento del agua.
– Corriente del Perú:
afloramiento de agua fría en la
costa Pacífica  RIQUEZA
PISCÍCOLA EN ESTA COSTA.
B
A
VIENTOS ALISIOS
AFLORAMIENTO:
Riqueza piscícola
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AGUAS FRÍAS con
nutrientes

54. • FENÓMENO ANÓMALO.
– Borrascas en Sudamérica.
– Anticiclones en Oceanía e
Indonesia.
EL NIÑO
• SENTIDO INVERSO DE LOS
ALISIOS  INUNDACIONES
EN SUDAMÉRICA y SEQUÍAS
en OCEANÍA.
• La termoclina se estabiliza e
impide el AFLORAMIENTO de
la corriente fría profunda.
• Desaparece la CORRIENTE DE
PERÚ: Fuertes pérdidas
económicas en PESQUERÍA.
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55. EFECTOS DEL NIÑO
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56. LAS MAREAS
DEF. Subidas y bajadas periódicas del
nivel del mar,
causadas por la atracción gravitatoria
que
ejercen la Luna y el Sol sobre la Tierra.
• FACTORES DE
AMPLITUD:
– Tamaño, profundidad y
topografía del litoral.
– Fuerza centrífuga debida al
movimiento rotacional de la
Tierra
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57. • Todo punto terrestre  dos alineaciones
por día con la Luna.
– Dos elevaciones de mayor amplitud: MAREA
ALTA o PLEAMAR.
– Dos fluctuaciones de menor amplitud: MAREA
BAJA o BAJAMAR.
• Alineación TIERRA-LUNA-SOL: máxima
amplitud  MAREAS VIVAS. Se da en
fases de Luna nueva y Luna llena.
• SOL-TIERRA-LUNA en ángulo recto:
mínima amplitud  MAREAS MUERTAS.
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58. CTMA. LOURDES BAILE
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59. Predicción de mareas:
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60. (…) MAREAS
• EFECTOS EN LAS COSTAS:
– CORRIENTES DE MAREA
• Corrientes de flujo (del mar a la tierra)
• Corrientes de reflujo o resaca (sentido opuesto)
– Redistribución arenas en el litoral.
– Ecosistemas de interfase: alternativamente
acuáticos o aéreos.  Alta BDV.
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61. ENERGÍA
MAREMOTRIZ
– Se origina por el movimiento
de bajamar y pleamar, que
hace funcionar una TURBINA
que genera energía eléctrica.
– Se tiene que construir un
DIQUE PARALELO A LA COSTA
que retenga la gran masa
marina.
– Corriente mareal de ascenso y
de descenso mueven la turbina
de la presa.
– LOCALIZACIÓN: importante
altura de mareas y fácil
construcción de la estructura.
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