Desiertos: definiciones y características

Desiertos: definiciones y características

¿Qué es un desierto?

1. La temperatura se cita a veces para definir los desiertos, pero hay desiertos fríos y desiertos cálidos. Los desiertos fríos, como las regiones polares, las regiones de gran altitud, la Gran Cuenca en el oeste de América del Norte, el Takla-Makan de la meseta tibetana (12.000′ de altitud) tendrían que ser excluidos en una definición que enumerara únicamente las altas temperaturas.

2. A veces se invoca la productividad como definición de los desiertos

Diccionario Websters- una región no cultivada y sin habitantes; un páramo; una región seca, estéril y arenosa, naturalmente incapaz de sustentar casi cualquier vida vegetal o animal. Sinónimo – desperdicio. La raíz inglesa media de la palabra significa «abandonado».

Bioma – una de las principales categorías de los conjuntos de plantas distintivos del mundo; por ejemplo, la tundra, la selva tropical, el desierto.

Productividad – La productividad primaria es la tasa en la que la energía se almacena como materia orgánica por la fotosíntesis.

La productividad primaria neta es la tasa en la que las plantas almacenan energía o materia orgánica, que no se utiliza en la respiración. Lo vemos como crecimiento de la planta, y esto es lo que está disponible para el consumo de los heterótrofos.

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Tipo de ecosistema	Productividad primaria neta: g/m2/año	Media
Bosque tropical
Bosque templado perenne
Tundra/alpino
Desierto/semidesierto
Desierto extremo
Océano abierto
Arrecifes de coral
Estuarios

3. Aridez. La definición más simple sostiene que un desierto es un área que recibe un promedio de diez o menos pulgadas de precipitación anual. Sin embargo, incluso esto es incompleto. La precipitación que recibe una zona depende de otros factores:

cuando cae la precipitación,

cuánto cae en un momento dado,

cuáles son las condiciones del suelo.

Muchos factores influyen en el valor que las plantas obtienen de la humedad que reciben; por lo tanto, estos factores son instrumentales a la hora de determinar el tipo de hábitat establecido.

a. Una lluvia suave que empapa la vegetación beneficia más que un violento estallido de nubes, que da lugar a una rápida escorrentía y a la pérdida de humedad.

b. Varios chaparrones bien espaciados son más valiosos que una sola lluvia, aunque se produzca la misma precipitación total. Esto tiene que ver con la fenología del desarrollo de las plantas.

c. La humedad que se recibe en verano se evapora más fácilmente que la que se recibe en un clima más fresco; por el contrario, la humedad que se recibe en un clima cálido puede ser muy necesaria para que la vegetación sobreviva a ese período de estrés particular.

d. La humedad que se recibe en invierno puede darse en un momento en el que la mayoría de las plantas están inactivas y no absorben la humedad disponible.

e. Menos de diez pulgadas de precipitación en suelos arcillosos pueden mantenerse en el suelo durante mucho tiempo para que las plantas las aprovechen; mientras que un exceso de pulgadas a menudo en suelos muy arenosos y porosos puede desaparecer rápidamente a profundidades más allá de donde pueden llegar las raíces de las plantas.

f. Un chaparrón ocasional no pondrá fin a las condiciones del desierto, aunque las plantas y los animales se apresurarán a aprovecharlo. Un lugar en el desierto de That de la India recibió una vez 33,5″ de lluvia en 2 días, pero pasó mucho tiempo antes de que volviera a llover. El agua que cae pronto desaparece y el suelo permanece seco.

Diez pulgadas o menos de precipitación anual es una cifra media. La naturaleza errática de las precipitaciones es una característica básica de las precipitaciones en el desierto. Yuma, AZ ha experimentado extremos de 0,28″ de lluvia a 11,4″ de lluvia en un año. La media anual es de 3,4″ de lluvia.

Un ejemplo de la naturaleza errática de las precipitaciones en el desierto puede verse en Bagdad, CA, en el desierto de Mojave, que tiene una media anual de 2,25″. Bagdad ostenta el récord del período de sequía más largo de los Estados Unidos, con 767 días -del 3 de octubre de 1912 al 8 de noviembre de 1914- sin precipitaciones.

La aridez define a un desierto, pero no es que un desierto sea un lugar donde nunca llueve. En la mayoría de los desiertos llueve ocasionalmente. Lo que importa no es si llueve o no, sino lo que ocurre con la lluvia mientras cae y una vez que llega al suelo.

1.La velocidad de evaporación de los líquidos depende del número de moléculas de agua en la capa límite del aire.

a. Cuantas más moléculas de agua contenga el aire, más lentamente se evaporará el líquido.

b. Se evaporará más rápido cuanto menos moléculas de aire haya.

2. La cantidad de moléculas de agua que puede contener un determinado volumen de aire depende de la temperatura.

a. Cuanto más caliente es la masa de aire, más moléculas puede contener.

i. El aire muy caliente, 95F (35C) estará saturado cuando la presión de vapor de saturación alcanza 56,2 mb (milibares), lo que significa que el vapor de agua representa el 5,6% de la masa total del aire.

iii. En otras palabras, un gran descenso de la temperatura reduce significativamente la capacidad de retención de agua del aire.

3. La humedad relativa es la cantidad de vapor de agua en el aire dividida por la cantidad de vapor de agua necesaria para saturar el aire a esa temperatura, multiplicada por 100.

a. (La saturación se produce cuando ninguna otra molécula de agua puede unirse a un volumen de aire).

b. El aire caliente puede contener mucho más vapor de agua que el aire frío; se necesita más vapor de agua para saturarlo.

c. Cuanto más caliente es el aire, menos probable es que se sature y, por lo tanto, más fácilmente se evaporará (o vaporizará) el agua en él.

Evapotranspiración

Las plantas toman agua del suelo y la liberan como vapor en el aire (transpiración). Es difícil medir la transpiración por separado de la evaporación, por lo que a menudo se combinan las dos, como evapotranspiración.

Los desiertos se forman si la cantidad de lluvia que cae es menor que la cantidad que se evapora.

Los desiertos son secos. En particular, sus suelos son secos. El grado de sequedad depende de la temperatura del aire, los vientos, el tipo de suelo y la cantidad de precipitaciones. Un clima desértico es aquel en el que se evapora más agua del suelo que la que recibe en forma de lluvia o nieve.

Durante un periodo de tiempo prolongado, el suelo no puede perder más agua de la que recibe. En lugar de la evaporación, lo que importa es la evapotranspiración potencial.

1. La evapotranspiración real (AET) es la cantidad de agua que se pierde realmente de un lugar.

2. La evapotranspiración potencial (PET) es la cantidad de agua que podría perderse de un lugar determinado, si hubiera agua que perder; la cantidad máxima de agua que se evaporará y transpirará si el suministro es ilimitado se llama evapotranspiración potencial.

i. Se refiere al poder de evaporación de la atmósfera.

ii. En una región donde el agua es abundante, una selva tropical, la evapotranspiración real puede ser igual a la evapotranspiración potencial.

iii. En los desiertos, sin embargo, donde hay poca agua que se pierde por evaporación, la evapotranspiración real es mucho menor que la evapotranspiración potencial..Desiertos: AET<PET.

iv. Se aproxima a la velocidad a la que el agua se evapora de una superficie de agua abierta y puede medirse utilizando una bandeja de evaporación. Se coloca un recipiente de tamaño estándar al aire libre y se llena de agua. La profundidad del agua se mide al principio y al final de un periodo de tiempo conveniente – 1 día, 1 semana. La tasa de evaporación se calcula a partir del cambio en la profundidad. En los climas fríos y húmedos del norte de Europa se evaporan unas 8 pulgadas de agua al año. En algunas partes del Sáhara, la PET supera las 90″ al año. Esto supera ampliamente la precipitación anual de la zona y define la región como un desierto.

Si la tierra va a cultivarse, la cantidad de agua suministrada por el riego debe superar la evaporación potencial durante la temporada de crecimiento.

v. Si la TEP es mayor que la precipitación, se desarrollarán desiertos.

3. ¿Qué tan seco es seco? La diferencia entre la TEA y la TEP puede ser una buena medida de la aridez.

i. Con la relación TEP/P, se dice que un área mayor de 3,0 es semiárida.

ii. Algunas partes del desierto de Sonora registran una relación de 4,3.

iii. El área alrededor de Yuma, AZ tiene una relación PET/P de 30.

iv. El interior del desierto del Sahara tiene la friolera de 600.

4. Las temperaturas que más importan a los organismos vivos en el desierto son las temperaturas a nivel del suelo, y en las horas centrales del día la temperatura a nivel del suelo es considerablemente más caliente que el aire circundante. En el Sáhara, la arena y la roca pueden alcanzar temperaturas de 170F.

Es más que la falta de agua lo que está involucrado en la producción de un desierto. De hecho, es algo más que la falta de agua lo que está implicado en producir una falta de agua.

1. La temperatura juega un papel vital.

a. Las altas temperaturas agravan los efectos o la escasez de agua. Las altas temperaturas aumentan las tasas de evapotranspiración que, a su vez, aumentan la aridez.

b. El récord de temperatura máxima en el hemisferio occidental es de 134F el 10 de julio de 1913, en Death Valley, CA. Esta temperatura sólo es superada por un récord mundial, 136,4F, registrado en 1922 en El Azizia, Libia. Así como las precipitaciones extremas juegan un papel importante en la supervivencia de los seres vivos en el desierto, también las temperaturas extremas son importantes para estructurar las comunidades bióticas del desierto. Las altas temperaturas máximas de verano se mantienen a menudo durante largos periodos en los desiertos del suroeste – Forrest Shreve, uno de los primeros ecologistas del desierto, señaló que los periodos de 90 días consecutivos con una máxima de al menos 100F no son excepcionales para partes del desierto de Sonora.

2. La aridez contribuye a un intenso calor diurno.

a. Hay poca humedad atmosférica para absorber o reflejar los rayos del sol.

b. Mucha radiación llega a la superficie del desierto y la calienta durante el día

c. Por la noche, el calor se libera al espacio cuando la superficie emite radiación infrarroja que se escapa sin obstáculos a través de la atmósfera seca.Esto da lugar a grandes fluctuaciones diurnas de temperatura. La seca Tonopah, NV tiene una fluctuación diurna en julio de 34 F; la húmeda Dayton, OH tiene la misma temperatura media, pero con una fluctuación diurna de sólo 21 F.

d. La aridez y el calor están estrechamente relacionados y se retroalimentan mutuamente.

i. El calor aumenta la evapotranspiración, y esto promueve la aridez.

ii. La aridez favorece el aumento de la penetración de la radiación solar y el calentamiento de la superficie.

3. Fluctuaciones de temperatura

1. La falta de humedad da lugar a una baja humedad relativa y a la formación de una nubosidad limitada.

i. Por tanto, se recibe un porcentaje muy elevado de la posible luz solar.

ii. Con poco vapor de agua en el aire, y poca cobertura de nubes o crecimiento de plantas para desviar los rayos del sol, aproximadamente el 90% de la radiación solar posible llega a la superficie del suelo y a la capa de aire inferior en el desierto, lo que resulta en altas temperaturas del aire y de la superficie del suelo.

iii. (Las temperaturas en la superficie del suelo bajo la luz del sol suelen ser entre 30 y 50F más altas que las temperaturas oficiales del aire tomadas bajo condiciones estandarizadas).

iv. Las zonas húmedas reciben alrededor del 40% de la radiación solar posible, el 60% se desvía antes de que llegue al suelo y a los niveles de aire más bajos.

2. Después de la puesta de sol en los desiertos, el calor se irradia rápidamente hacia el cielo, y alrededor del 90% escapa sin obstáculos.

i. En los climas húmedos, el calor obtenido en los niveles inferiores durante el día se pierde con menos facilidad, escapando aproximadamente el 50% del mismo, y el resto es desviado hacia abajo y retenido por el crecimiento, así como por las nubes, el agua y el polvo en el aire.

ii. En los climas húmedos, entonces, las temperaturas fluctúan sólo moderadamente del día a la noche.

iii. En los ambientes desérticos, el rango entre las temperaturas máximas diurnas y las mínimas nocturnas es extremo. La diferencia puede ser de 50 grados o más.

4. Los vientos son frecuentes en el desierto. Causados por:

a. Patrones atmosféricos generales

b. La topografía local

c. Calentamiento y enfriamiento rápidos del aire cerca de la superficie del suelo.

Debido a su frecuencia y al aire que circula -a menudo caliente y seco- los vientos constituyen una poderosa fuerza de evaporación al barrer el suelo y los seres vivos a su paso.

a. También contribuyen en gran medida a la erosión (deflación) de la superficie del suelo.

b. El polvo y la arena que transportan a menudo actúan como agentes de abrasión, arenando rocas y plantas.

c. Agentes de deposición, moviendo material suelto – tierra, polvo, arena, plantas muertas – de un sitio a otro.

Debido a la apertura de la tierra, el viento se mueve relativamente sin obstáculos.

Los diablos de polvo, o vientos en remolino – corrientes de aire giratorias que a veces alcanzan varios cientos de pies de altura, y que transportan polvo, arena y escombros – son comunes en los días calurosos y tranquilos.

a. Se producen cuando el calentamiento extremo de la superficie del suelo da lugar a columnas de aire ascendente. El aire circundante se precipita en este vacío y se desvía hacia un lado u otro del aire ascendente, provocando una columna fuerte, ascendente y giratoria.

b. A diferencia de los tornados, giran hacia arriba desde la superficie del suelo.

5. Erosión por agua: uno de los factores de erosión más importantes en el desierto no es el viento, sino el agua.

1. La precipitación se recibe a menudo a través de violentos chaparrones acompañados de una rápida escorrentía.

2. Incluso cuando la precipitación se recibe de manera menos violenta, la absorción puede seguir siendo impedida, ya que gran parte de la superficie del desierto es de roca o grava, o presenta otros factores de carácter poco o nada absorbente.

3. En América del Norte, los desiertos geológicamente jóvenes tienen muchas cadenas montañosas rocosas, bajas pero precipitadas, que a menudo reciben gran parte de la precipitación del desierto, pero por las que gran parte de esta agua fluye rápidamente.

4. En los desiertos, las superficies del suelo, más desnudas que cubiertas de vegetación, son vulnerables a estas fuerzas hídricas ocasionales pero altamente destructivas.

5. Bajada – el material transportado en la rápida escorrentía de los escarpes montañosos, se deja caer y se extiende en forma de abanico, graduado desde el material más pesado en la parte superior de la ladera hasta el más ligero en la parte inferior. Un número de estos abanicos aluviales contiguos, que eventualmente se unen entre sí, se conoce como una bajada.

6. Lavados, arroyos, ramblas – son cauces normalmente secos que ocasionalmente llevan un flujo de corriente pesado y breve, que drenan hacia los centros de la cuenca, algunos de los cuales se conocen como sumideros.

7. Muchas de estas cuencas o sumideros no están drenados, por lo que el agua de una tormenta que no ha sido absorbida por el suelo o evaporada antes de llegar al punto bajo de la cuenca se acumula en un lago efímero del que finalmente se evapora, dejando atrás los minerales transportados en suspensión. En estas playas o lagos secos, la acumulación de minerales puede ser extrema, inhibiendo el crecimiento de las plantas o apoyando una comunidad vegetativa especial de plantas conocidas como halófitas (plantas tolerantes a la sal).

Los lavados secos, una característica dominante del paisaje del desierto, son fácilmente visibles en la superficie abierta y escasamente vegetada. Como receptores de la escorrentía, sus bordes soportan una vegetación más pesada y extensa que la del área circundante. Los márgenes de los lavados o arroyos pueden estar marcados por el fuerte crecimiento de grandes álamos, mezquites, sauces y otras especies de plantas cuando la recepción de suficiente agua lo hace posible.

El desierto no es fácil de definir, pero se pueden enumerar ciertas características:

1. Patrones de precipitación bajos e irregulares (aridez), que a menudo resultan en sequía durante los meses de verano.

2. temperaturas elevadas y prolongadas: tanto en el aire como en el suelo.

3. altas tasas de evaporación de las superficies del suelo.

4. fluctuaciones extremas de la temperatura.

5. baja humedad relativa, alta PET.

6. alta irradiación solar, a menudo con condiciones sin nubes.

a. La nubosidad media anual en el Sáhara es de <10%.

b. junto con una baja humedad relativa: el aire seco transmite la luz y el calor con mayor eficacia).

7. suelo con alto contenido en minerales y bajo en humus

8. extrema erosión de la superficie del suelo por el viento y el agua.

Estas condiciones ejercen una profunda influencia en los seres vivos – plantas, animales y humanos – que hacen del desierto su hogar.

Estas características obligan a las plantas perennes a sobrevivir en suelos con una humedad disponible limitada, lo que limita la fotosíntesis y la productividad, y pueden colocar los órganos de las plantas en condiciones térmicas diurnas letales si no tienen adaptaciones para hacer frente a las altas temperaturas.

Precipitaciones: 3 categorías de precipitación con respecto a los desiertos.

1. Extremadamente árido – < 70 mm (< 3″) por año: Sahara, Atacama, Namib.

2. Árido(típico) – 70-150 mm por año (3-6″): Mojave

3. Semiárido – 150-300 mm al año (6-12″): Sonoran, Chihuahuan.

4. > 500 mm al año pueden seguir considerándose desierto si la lluvia se produce en un marco temporal muy restringido.Las tormentas individuales pueden superar las medias anuales, como en enero de 1995 en Las Vegas: 100 mm de lluvia en un día(el año es de 100-200 mm: 4-8″). Las zonas con gravas extensas y profundas también pueden «perder» agua funcional o acuíferos subterráneos profundos. «Funcional» significa que no está disponible para los organismos.

5. La niebla es importante tanto en el desierto de Atacama (0,04″/año) como en el de Namib (<2″/año).

Desiertos polares

Un clima cálido y una baja pluviosidad producen un desierto, pero ¿cómo lo hace un clima extremadamente frío? La respuesta está en la temperatura del aire y la humedad que puede retener.

1.El aire que se desplaza hacia las regiones polares viaja a gran altitud, donde la temperatura del aire es muy baja. Al ser tan frío, su vapor de agua se condensa y cae en forma de precipitaciones en el transcurso de su viaje. Cuando el aire llega a las regiones polares, donde desciende al nivel de la superficie, está muy seco.

2.Temperatura fría porque:

a.Astronómica: La Antártida sólo recibe una luz solar difusa; incluso en verano el sol no se eleva por encima del horizonte. El verano es una luz diurna casi constante; el invierno, una oscuridad casi constante. El calor absorbido durante los largos días de verano se pierde rápidamente durante las largas noches de invierno.

b. Cuando el sol brilla, la mayor parte de su luz y calor se refleja. La reflectividad de una superficie se llama albedo. La nieve recién caída tiene un albedo del 75-95% (la proporción de radiación que refleja). La arena seca tiene un albedo bastante importante, pero de sólo el 35-45%. Un campo de hierba tiene un albedo del 10%.

c. La Antártida es también un continente alto, con una media de 8.000′ sobre el nivel del mar. La altura de su superficie hace que el clima sea aún más frío porque la temperatura del aire disminuye con la altura. La superficie real del continente es más fría (y más alta), debido al hielo.

Las plantas están muy espaciadas debido a la falta de humedad.

1. Algunas áreas pueden betotalmente sin vegetación.

2. Gran parte de la superficie del desierto está expuesta, sujeta a la erosión del viento y del agua.

3. La escasez de vegetación da lugar a un suelo bajo en humus (parte orgánica del suelo).

4. Los suelos desérticos han adquirido grandes cantidades de sales de sodio y potasio, así como otros minerales solubles en agua, debido a las altas tasas de mineralización en estas zonas.

5. En las regiones más húmedas, los minerales tienden a lixiviarse hacia abajo a través del suelo a medida que la abundante humedad lo empapa.

6. El agua en el desierto no es suficiente para empapar el suelo a gran profundidad; allí, los minerales en suspensión pueden incluso ser aspirados hacia arriba a través del suelo por acción capilar y arrastrados a la superficie para ser depositados a medida que la humedad que los transporta se evapora.

Suelos y materiales de superficie – los suelos son el resultado de la meteorización de la roca; es decir, de la acción del sol, el viento y el agua.

1. Aridisoles (suelos áridos)

a. pH alto (alcalino)

b. Generalmente menos desarrollados que los suelos de las tierras adyacentes. Poco perfil del suelo.

c. Falta de materia orgánica, incluido el humus (residuo orgánico que retiene nutrientes y recubre las partículas del suelo y reduce la compactación del mismo). <1% de materia orgánica del suelo (SOL). Por tanto, la retención de humedad y nutrientes disminuye.

d. Se pierden pocos nutrientes por lixiviación debido a las pocas precipitaciones.

e. Acumulación de sales debido a la baja penetración de las precipitaciones y a la alta evaporación. (Las sales altas pueden inhibir el crecimiento de las plantas).

f. Caliche, una acumulación de carbonato de calcio en una capa dura como una roca, impermeable al agua y que limita las raíces. Puede favorecer la escorrentía del agua, que de otro modo podría hidratar un suelo reseco. Se produce cuando la evaporación supera las precipitaciones (en zonas con un sustrato de carbonatos/material rocoso parental: piedra caliza).

2. Los vientos modifican el suelo.

a. Debido a la escasa cobertura de vegetación protectora, las partículas de arcilla y limo secas se erosionan fácilmente de la superficie del suelo. Las arenas también pueden desplazarse. Lo que queda es a menudo una capa superficial de piedras estrechamente tejidas, llamada pavimento del desierto.

1. El pavimento del desierto puede proteger el suelo subyacente de una mayor erosión.

2. El pavimento del desierto también puede impedir que las semillas dispersas lleguen al suelo subyacente y, por lo tanto, puede limitar la germinación y el establecimiento de las semillas.

3. El pavimento del desierto puede inhibir la penetración de la lluvia en las profundidades del suelo, lo que provoca la escorrentía del agua (lámina).

3. Las costras criptogámicas -redes entrelazadas de líquenes, musgos y filamentos de cianobacterias que mantienen las partículas del suelo en su lugar y fijan el nitrógeno.

4. A pesar de los graves déficits de humedad, el agua es un importante agente geomorfológico en las regiones desérticas.

a. El agua desplaza el suelo y las rocas (aluvión) por las laderas de las montañas hacia los lavados y las playas, creando lo que llamamos bajadas o abanicos aluviales.

b. La expansión térmica de la humedad atrapada en las rocas puede provocar su desintegración, e incluso en las rocas de los desiertos cálidos, puede producirse una ruptura cuando las superficies humedecidas por el rocío se congelan en el aire claro.

c. Las salpicaduras de lluvia y el lavado de la lámina provocan una fuerte erosión durante los periodos de fuertes lluvias, ya que hay poca vegetación para proteger la superficie.

d. Barniz del desierto- la fina pátina de laca que cubre muchos afloramientos rocosos. Esta capa tiende a ser de color rojo oscuro a negro, y se compone en gran parte de óxidos de hierro y manganeso con sílice. El ascenso capilar de las sales bajo la influencia de la alta evaporación puede desempeñar un papel importante en su desarrollo. El barniz puede desarrollarse en 25 años en el Mojave y el suroeste americano, pero en general se cree que el barniz se desarrolla más lentamente.

Playas – cuencas no drenadas en la base de las bajadas. La escorrentía de las bajadas lleva suelo de textura fina y sales disueltas a las playas.

Aumento de la salinidad

Disminución de la aireación del suelo (suelo de textura fina)

Disminución del oxígeno del suelo (inhibe la colonización por parte de las plantas)

Sujeto a drenaje por aire frío. El aire frío de la noche se hunde y se acumula en la playa.Las playas pueden ser más frías que las bajadas circundantes y más altas.