6.1. Absorción de luz en el medio acuático
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Se habla de absorción de luz cuando un fotón es “capturado” por una molécula del medio, incrementando en consecuencia la energía de dicha molécula en proporción a la energía del fotón.
Una parte del flujo de radiación incidente, Io, que alcanza una superficie de agua de espesor x será absorbida, Ia, en el interior de la capa, valorándose la ABSORTANCIA, A, como el cociente:
A = Ia / Io
La ABSORBANCIA o densidad óptica, sería: D = log (Io / IT), siendo IT el flujo de radiación transmitida, que se puede expresar como:
IT = Io - Ia
de tal forma que sustituyendo el valor de IT se obtiene:
D = log (1 / (1 - A)) = - log (1- A)
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Existen cuatro componentes fundamentales responsables de la absorción de luz en el medio acuático:
La definición de material disuelto y particulado es estrictamente metodológica, basándose en un filtrado a través de un poro de 0.45 μm. El material retenido en el filtro se considera como particulado, mientras que el que pasa el filtro se considera como disuelto.
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AGUA
La absorción del agua en la zona de color azul del espectro visible es muy débil, mientras que por encima de 550 nm y hasta aproximadamente 750 nm la absorción es cada vez más significativa.
Los mayores valores de absorción hacia 650-700 nm implica que estas longitudes de onda son selectivamente absorbidas en los primeros metros del océano, penetrando el azul a mucha mayor profundidad.
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MATERIA ORGÁNICA DISUELTA En el medio acuático existen proporciones variables de substancias orgánicas disueltas producidas por la descomposición de los tejidos animales, denominadas en general con el nombre de substancias húmicas. Esta descomposición puede producirse en el medio acuático o en el terrestre, y sus productos ser arrastrados por ríos, lluvia, etc. al medio marino. Su presencia en el medio oceánico pelágico no es muy aparente a simple vista, pero su importancia aumenta en gran medida en la zonas costeras o en los sistemas acuáticos continentales.
El materia orgánico disuelto tiene un espectro de absorción de luz con una forma marcadamente exponencial decreciente con la longitud de onda, con valores más elevados en la región ultravioleta y azul del espectro (350-450 nm) y mínimos en la zona de 650 nm en adelante.
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MATERIAL PARTICULADO Las moléculas de clorofila absorben fundamentalmente luz en dos longitudes de onda, a 440 y 660 nm aproximadamente. De acuerdo a la ecuación de Planck (E = hc/λ), cabría esperar que un fotón de longitud de onda cercana al azul proporcionase mayor energía que uno rojo pero, debido a la multiplicidad y solapamiento de los niveles electrónicos de la molécula de clorofila, el resultado práctico es que ambos fotones inducen un estado de excitación similar. En consecuencia, la fotosíntesis provocada por los fotones es muy similar, independientemente de la longitud de onda que consideremos.
Los componentes no vivos de la materia orgánica particulada, a concentraciones normales, pueden jugar un papel más importante en la dispersión de luz que en la absorción. La forma de la curva de absorción de material particulado no vivo es similar a la de las substancias húmicas, pudiéndose aproximar a una curva exponencial negativa.
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Espectros de absorción de luz por material
particulado total, vivo y no vivo en una región oceánica, obtenido en
la estación 1 situada a 5 m de profundidad durante la campaña
oceanográfica AMT11 de octubre-noviembre de 2000 a 49º37 N y 05º26 W.
La absorción por detritus fue estimada a partir de una relación
empírica que, en general, consiste en eliminar el material vivo
mediante metanol y luego medir la absorción de luz del material
restante (no vivo) mediante un espectrofotómetro.
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