D6 Muestreo Físico-Químico

Tópico

El muestreo físico-químico proporciona medidas de referencia de gran precisión sobre las propiedades del agua de mar en profundidad, medidas que resultan indispensables tanto para calibrar los instrumentos autónomos que se describieron antes como para estudiar la química del propio océano. Los grandes cruceros hidrográficos globales recorren el océano realizando estaciones hidrográficas separadas entre sí por unos cincuenta a cien kilómetros, y en cada una de esas estaciones miden un perfil completo desde la superficie hasta el fondo, junto con muestras de agua recogidas en botellas Niskin que después se analizan químicamente en el laboratorio con la máxima precisión posible, lo que hace que este muestreo físico-químico sirva como referencia contra la que se calibra cualquier otro instrumento autónomo.

El sensor estándar para medir ese perfil completo es el sensor de conductividad, temperatura y profundidad: mide la conductividad eléctrica del agua, de la que se infiere la salinidad mediante la ecuación termodinámica internacional del agua de mar, mide la temperatura con una precisión de una milésima de grado, y mide la presión, es decir, la profundidad, con una precisión de un decibar. Los sensores modernos de este tipo descienden a dos metros por segundo mientras muestrean veinticuatro veces por segundo, lo que hace que produzcan perfiles de una resolución vertical altísima, de apenas seis centímetros entre una medida y la siguiente.

Junto a este perfil físico, las muestras de agua que se recogen en las botellas Niskin permiten medir también los trazadores transitorios: los clorofluorocarbonos, el hexafluoruro de azufre, y el par formado por el tritio y el helio-tres, compuestos cuya concentración en la atmósfera ha ido cambiando de maneras ya bien conocidas desde la década de mil novecientos cuarenta. Es precisamente ese cambio conocido en la atmósfera el que hace que, midiendo cuánto de cada trazador transitorio contiene una muestra de agua profunda, se pueda fechar esa agua —cuánto tiempo ha pasado desde que estuvo en contacto con la atmósfera— y, con eso, calcular a qué ritmo se ventila el océano profundo.

Los gases disueltos en esa misma agua, el oxígeno y el dióxido de carbono, revelan además su historia biológica y su historia de intercambio con la atmósfera. El oxígeno aparente utilizado, la diferencia entre el oxígeno que el agua tendría si estuviera saturada y el oxígeno que realmente contiene, cuantifica cuánto oxígeno ha consumido la respiración biológica desde que esa agua dejó de estar en contacto con la atmósfera, y es ese consumo acumulado el que hace que el agua más antigua y peor ventilada muestre, de manera consistente, un oxígeno aparente utilizado más alto, una concentración de nutrientes como el nitrato y el fosfato más alta, y tanto un oxígeno disuelto como un nivel de acidez más bajos que el agua recién ventilada. Así, entre el perfil físico del sensor de conductividad, temperatura y profundidad, la fecha que revelan los trazadores transitorios y la historia biológica que cuentan los gases disueltos, el muestreo físico-químico termina reconstruyendo, con una sola muestra de agua, tanto su edad como todo lo que le ha ocurrido desde que dejó la superficie.

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