A la memoria de Antonio Reséndiz, un habitante del canal
También conocido como Mar de Cortés, es el mar semicerrado, largo y angosto que se extiende entre los estados de Sonora y Sinaloa, por un lado, y por la península de Baja California por el otro. Tiene aproximadamente 1000 km de longitud y, por el relieve del fondo marino, se divide de manera natural en dos regiones. La parte sur, que se extiende desde la boca del golfo hasta donde empieza la llamada zona de las grandes islas en donde se encuentra la Isla Tiburón (marcada con 1 en el mapa) que es la isla más grande de México. Desde la isla Tiburón hasta la llamada cabeza del golfo (el extremo cerrado) es la parte norte del golfo. La parte sur del golfo tiene cuencas que alcanzan profundidades de hasta 3 mil 500 metros y se comunica libremente con el Océano Pacífico a través de la boca que tiene una profundidad máxima cercana a 3 mil metros. Pero al aproximarnos a la zona de las islas, la profundidad disminuye drásticamente hasta alcanzar profundidades máximas de 600 m. Además, en donde empieza el golfo norte, existen otras islas más pequeñas que restringen el paso del agua a través de estrechos y fondos marinos que son accidentados y, en ocasiones, empinados. Sin embargo, no toda la parte norte del golfo es poco profunda ya que al norte de la zona donde se inicia, existen cuencas profundas que alcanzan hasta 1500 metros de profundidad. Estas profundidades se alcanzan en el llamado Canal de Ballenas (ver mapa) que se extiende entre la península de Baja California y una cadena de islas que culmina en la Isla Ángel de la Guarda (marcada con un 2 en el mapa) que es la segunda isla más grande de nuestros mares.
En cierto sentido, el golfo es un mar de contrastes. Rodeado en su mayoría por los desiertos de Sonora y Baja California, el golfo es muy productivo y con una gran biodiversidad (variedad de especies biológicas). La alta productividad biológica del golfo se ve reflejada en su aporte a la pesca nacional. El golfo ocupa poco menos del 2 por ciento de la zona económica exclusiva y sin embargo en 2012 aportó el 75 por ciento del volumen de la pesca nacional, lo cual correspondió al 59 por ciento del valor total de la pesca en México. La zona económica exclusiva es la zona que se extiende unos 370 km de todas las costas mexicanas, incluyendo islas, y sobre la cual México tiene derechos exclusivos de pesca. La zona económica exclusiva es casi 1.5 veces más grande que el territorio nacional. Pero, ¿A qué se debe la alta productividad del golfo? A continuación trataremos de explicar algunos fenómenos que contribuyen a esa alta productividad.
En la mar la productividad biológica está lejos de estar distribuida uniformemente. Las zonas con mayor productividad biológica tienden a estar en las zonas de surgencias o afloramientos que son zonas en donde aguas subsuperficiales (aguas que se encuentran desde varias decenas hasta varias centenas de metros de profundidad) ascienden a la zona cercana a la superficie. Estas zonas están asociadas a florecimientos masivos de las algas microscópicas (el llamado fitoplancton) que constituyen la base de casi todas las cadenas alimenticias marinas. Para que florezca el fitoplancton se necesitan dos ingredientes: luz y los llamados nutrientes que son compuestos químicos como fosfatos, nitratos y silicatos, necesarios para el desarrollo de estas algas microscópicas. En el océano, la luz se absorbe rápidamente con la profundidad. Sobre todo cuando hay partículas (incluidos los propios organismos microscópicos) en suspensión lo cual es común en el océano. Por lo tanto el fitoplancton solo puede florecer en las aguas superficiales, generalmente hasta unas cuantas decenas de metros. Pero esas aguas superficiales son precisamente las que menos nutrientes poseen, entre otras razones porque el propio fitoplancton consume esos nutrientes. Pero las aguas más profundas son ricas en nutrientes ya que toda la materia orgánica en descomposición (desechos y organismos que mueren) van cayendo por la columna de agua y se van descomponiendo en su viaje hacia las profundidades. En donde tenemos agua que ascienda desde profundidades donde no hay luz hasta regiones cercanas a la superficie donde penetra la luz, tendremos los dos ingredientes necesarios para el florecimiento del fitoplancton.
Sin embargo mover el agua verticalmente hacia abajo o hacia arriba en el océano no es fácil. Los movimientos verticales son muy lentos comparados con los horizontales. Esto se debe a dos razones. Por un lado, está una simple relación geométrica entre las escalas horizontales y verticales del océano. Aunque la profundidad promedio de todos los océanos es de 3 mil 734 metros, eso en realidad es una distancia pequeña comparada con las dimensiones horizontales que pueden llegar a ser de decenas de miles de kilómetros, como en el caso del Océano Pacífico. Los océanos son capas delgadas de agua que cubren el 71 por ciento de la superficie terrestre y por tanto los movimientos verticales están mucho más restringidos que los horizontales. Por otro lado, en la mayor parte de las regiones oceánicas la densidad del agua de mar aumenta con la profundidad. Es decir, el agua más cercana a la superficie es más ligera que el agua a mayor profundidad. Esto inhibe los movimientos verticales ya que cuando una parcela de agua se mueve hacia arriba o hacia abajo, la distribución vertical de densidad genera una fuerza que tiende a regresar a la parcela de agua a su posición original. Los movimientos verticales de agua tienen que vencer a estas fuerzas que tienden a inhibir el movimiento en esa dirección. Sin embargo, como veremos, no siempre el agua más densa se encuentra a una mayor profundidad que la más ligera. Precisamente en el golfo se da esta situación poco común en la que agua más pesada que se encuentra a menor profundidad entra en contacto con aguas más ligeras que se encuentra a mayor profundidad.
Volviendo al golfo de California, hay varios mecanismos que provocan movimientos verticales ascendentes relativamente rápidos dentro de este mar. Algunos de ellos están presentes en muchas otros mares costeros y otros son más particulares del golfo. Un fenómeno que está presente en muchas otras zonas es el de las surgencias o afloramientos costeros debidos al viento. Para comprender este fenómeno es importante explicar que cuando el viento sopla sobre la superficie del mar durante un tiempo suficientemente largo (por lo menos unos cuantos días) el movimiento neto de la capa superficial de agua es hacia la derecha del viento en el hemisferio norte. Esto puede parecer contra intuitivo ya que lo más lógico parecería ser que el viento arrastre al agua en la misma dirección en la que sopla el viento. Sin embargo, a los movimientos oceánicos los afecta una fuerza que se debe a la rotación de la tierra. Esta fuerza, conocida como fuerza de Coriolis en honor al ingeniero francés que la analizó con detalle, tiende a desviar el agua hacia la derecha de su movimiento en el hemisferio norte y a la izquierda en el hemisferio sur. Como el viento tiende a mover el agua de la capa superficial hacia la derecha, cuando tenemos un viento que sopla paralelo a la costa con la costa a la izquierda (representado en el mapa por la flecha larga cerca de las costas de Sonora), entonces el viento tiende a mover el agua en la dirección alejándose de la costa (flecha corta perpendicular a la flecha que representa al viento en el mapa). El agua que reemplaza al agua que se movió alejándose de la costa viene de mayores profundidades y por tanto contiene concentraciones altas de nutrientes. En el golfo este mecanismo actúa fundamentalmente en las costas de Sonora y Sinaloa y es provocada por vientos que soplan hacia la boca del golfo, en la dirección de la flecha larga. Pero este mecanismo también está presente en otras zonas costeras fuera del golfo. Por ejemplo, en la costa de Baja California del lado del océano Pacífico, también soplan vientos fuertes hacia el sureste y provocan surgencias costeras que de hecho están asociadas a zonas de pesca abundante. Es importante resaltar que este fenómeno depende de que los vientos soplen con suficiente intensidad y que duren unos cuantos días. Si estas condiciones no se dan, no hay surgencias costeras.
Otro fenómeno que produce surgencias y que es más particular del golfo, se lleva a cabo en el Canal de Ballenas. En el fondo marino de la parte sur del canal (donde está la flecha gruesa pegada a la costa de Baja California en el mapa) existe un paso estrecho y relativamente poco profundo de 400 metros a donde llega agua del Océano Pacífico. Esa agua es un poco más densa (más pesada) que el agua que se encuentra dentro del canal incluyendo el agua más profunda que alcanza hasta 1500 metros de profundidad dentro del canal. Por la diferencia de densidad que existe entre esas dos aguas, el agua más densa proveniente del Pacífico fluye a través del paso estrecho y luego continúa por un cañón submarino descendente que conduce hasta las profundidades más grandes del canal. Es como una especie de río submarino, pero en lugar de fluir en contacto con el aire, fluye por debajo de agua un poco más ligera. En su trayecto alcanza velocidades relativamente altas y por tanto se mezcla con el agua menos densa por arriba de la corriente. Al mezclarse con agua menos densa va reduciendo su densidad hasta que llega al fondo del canal con una densidad menor comparada con la densidad con la que inició su trayecto por el cañón descendente. El canal de Ballenas está aislado por debajo de los 400 metros, así que este proceso está continuamente renovando su agua profunda y esto hace que conforme llegue agua nueva al fondo, la que estaba antes tenga que ser desplazada hacia arriba. Se ha estimado el volumen de agua por unidad de tiempo (lo que los ingenieros denominan gasto y los oceanógrafos transporte) que está entrando al canal y conociendo el volumen que tiene el canal se ha estimado la velocidad vertical promedio en unos cinco metros por día. Esta velocidad puede parecer muy pequeña pero en realidad es una velocidad vertical bastante alta comparada con las que se han calculado para otras partes del océano. Por ejemplo, las aguas profundas de los grandes océanos se renuevan por hundimiento de aguas muy frías en las regiones polares. Esa agua se distribuye a través de toda la parte profunda del océano y asciende en las regiones tropicales y templadas con una velocidad vertical estimada de apenas un centímetro por día. Las zonas donde hay surgencias por viento también pueden alcanzar velocidades verticales de unos cuantos metros por día, sin embargo no todo el tiempo está soplando el viento con la dirección y magnitud apropiadas, así que solo durante el tiempo que el viento es apropiado se alcanzan esas velocidades. En cambio, en el caso del canal, parece ser que la entrada constante de agua hasta sus partes más profundas provoca que la velocidad vertical sea permanentemente de unos cuantos metros por día.
El agua que asciende en el canal y que llega a la zona donde penetra la luz es rica en nutrientes y puede ser exportada a otras partes del golfo por las corrientes cercanas a la superficie. Este ascenso constante de aguas ricas en nutrientes es una de las razones por las que el golfo norte es una región biológicamente tan productiva que da origen y mantiene a una exuberante variedad de peces, aves y mamíferos marinos incluyendo grandes ballenas y al pez más grande del mundo, el llamado tiburón ballena, que pasan temporadas alimentándose en esa bella parte del golfo.
