TABLA PERIÓDICA DE LOS OCÉANOS

Elementos químicos, concentraciones y funciones en ecosistemas marinos

Categorías de concentración:

Mayoritarios (mM-M)

Nutrientes (μM)

Micronutrientes (nM)

Ultratraza (pM)

Tierras raras (fM-pM)

Gases nobles

Radiactivos

Metales pesados

No detectables/Artificiales

Grupos funcionales:

Estructural (esqueletos/conchas)

Fotosintético

Enzimático/Cofactor

Osmótico/Regulación iónica

Redox/Respiración

Símbolos:

⚠️

Limitante del crecimiento

⚡

Contaminante/Tóxico

🏭

Origen antropogénico

🔍

Trazador oceanográfico

🔎

Potencial biológico por descubrir

🧪

Elemento sintético

Unidades de concentración:

M = molar (mol/L)

mM = milimolar (10⁻³ M)

μM = micromolar (10⁻⁶ M)

nM = nanomolar (10⁻⁹ M)

pM = picomolar (10⁻¹² M)

fM = femtomolar (10⁻¹⁵ M)

aM = attomolar (10⁻¹⁸ M)

Hidrógeno

~110 M

Helio

~2 nM 🔍

Litio

~25 μM

Berilio

~0.6 pM

Boro

~0.4 mM

Carbono

~2.3 mM

Nitrógeno

0-40 μM ⚠️

Oxígeno

~55 M

Flúor

~70 μM

Neón

~0.1 μM 🔍

Sodio

~0.47 M

Magnesio

~0.05 M

Aluminio

~2-40 nM

Silicio

0-180 μM ⚠️

Fósforo

0-3 μM ⚠️

Azufre

~0.03 M

Cloro

~0.55 M

Argón

~15 μM 🔍

Potasio

~0.01 M

Calcio

~0.01 M

Escandio

~0.01 nM

Titanio

~1 pM

Vanadio

20-35 nM

Cromo

~4 nM

Manganeso

0.1-4 nM

Hierro

0.05-2 nM ⚠️

Cobalto

4-120 pM

Níquel

2-12 nM

Cobre

0.5-5 nM

Zinc

0.1-10 nM

Galio

~30 pM

Germanio

~7 pM

Arsénico

15-25 nM

Selenio

0.5-2 nM

Bromo

~0.8 mM

Kriptón

~3 nM 🔍

Rubidio

~1.4 μM

Estroncio

~90 μM

Itrio

~0.1 nM

Zirconio

~0.3 pM

Niobio

~0.01 pM

Molibdeno

~100 nM

Tecnecio

Artificial 🧪

Rutenio

~1 pM

Rodio

~0.4 pM

Paladio

~0.06 pM

Plata

~0.2 pM

Cadmio

1-100 pM

Indio

~1 pM

Estaño

~1 pM

Antimonio

~1.1 nM

Telurio

~0.1 pM

Yodo

~0.5 μM

Xenón

~0.5 nM 🔍

Cesio

~2 nM

Bario

~145 nM

Lantano

~0.04 nM 🔎

Hafnio

~0.001 nM

Tántalo

~0.001 pM

Tungsteno

~1 nM

Renio

~40 pM

Osmio

~0.01 pM

Iridio

~0.001 pM

Platino

~0.1 pM

Oro

~0.1 pM

Mercurio

~1 pM ⚡

Talio

~80 pM

Plomo

~0.01 nM 🏭

Bismuto

~0.1 pM

Polonio

Trazas 🔍

Astato

No detect.

Radón

Trazas 🔍

Francio

No detect.

Radio

~0.1 mBq/L

Actinio

Trazas

Elementos 104-118
Sintéticos - No detectables en océanos 🧪

Serie Lantánidos:

Cerio

~0.02 nM

Praseodimio

~5 pM

Neodimio

~0.02 nM

Prometio

Artificial 🧪

Samario

~3.9 pM

Europio

~0.9 pM

Gadolinio

~5.5 pM

Terbio

~0.8 pM

Disprosio

~5.0 pM

Holmio

~1.2 pM

Erbio

~3.8 pM

Tulio

~0.5 pM

Iterbio

~3.5 pM

Lutecio

~0.6 pM

Serie Actínidos:

Torio

~1 pM

Protactinio

~0.02 pM

Uranio

~13 nM 🔍

Elementos 93-103
Neptunio (Np), Plutonio (Pu), Americio (Am), Curio (Cm), Berkelio (Bk), Californio (Cf),
Einstenio (Es), Fermio (Fm), Mendelevio (Md), Nobelio (No), Lawrencio (Lr)
Actínidos sintéticos - Trazas o indetectables en océanos 🧪

Importancia de las Tierras Raras (La-Lu) en los Océanos:

Aunque presentes en concentraciones ultratrazas (pM-fM), son fundamentales como trazadores de procesos oceánicos

El lantano (La) y otras tierras raras pueden formar carbonatos y fosfatos biogénicos en organismos marinos

Sus perfiles verticales y distribuciones horizontales funcionan como "huellas dactilares" de masas de agua

Potencial biológico: algunas bacterias y algas pueden concentrar tierras raras para funciones bioquímicas aún por descubrir

Notas sobre elementos indetectables o artificiales:

Los elementos marcados como "No detectables" podrían estar presentes en concentraciones subfemtomolares (menos de 10⁻¹⁵ M)

La ausencia de detección no implica ausencia de función: podría haber nichos biológicos específicos donde se concentren

Los elementos artificiales o de vida media corta (Tc, Pm) no persisten naturalmente en océanos

Las concentraciones de muchos elementos varían con la profundidad, región geográfica y proximidad a fuentes (ríos, surgencias, etc.)

Hidrógeno (H)

Número atómico:	1
Peso atómico:	1.00794
Concentración promedio en océano:	12 nmol/kg
Tiempo de residencia:	Variable según forma química

Distribución en el océano

Las concentraciones de iones de hidrógeno, frecuentemente expresadas como pH = -log₁₀ (H⁺), están controladas por la respiración y la fotosíntesis, que alteran la concentración de ácido carbónico en el agua de mar. Existe una fuerte correlación entre el oxígeno y el pH por lo tanto.

En los océanos actuales, el pH superficial promedio es de aproximadamente 8.1, aunque está disminuyendo debido a la acidificación oceánica causada por la absorción de CO₂ antropogénico.

Especiación

La forma principal del hidrógeno, aparte del agua, es el ion H⁺ y sus complejos con sulfato (HSO₄^-) y fluoruro (HF⁰). También pueden generarse cantidades traza de gas hidrógeno H₂.

Los isótopos del hidrógeno (deuterio, ²H) se utilizan como trazadores para determinar el origen del agua, ya que la proporción de deuterio/hidrógeno difiere entre el agua continental y oceánica, permitiendo identificar fuentes y procesos de mezcla.

Análisis

El ion hidrógeno se determina clásicamente con un electrodo de pH de vidrio. Investigaciones recientes han demostrado que las concentraciones de iones hidrógeno pueden determinarse con mucha mayor precisión en agua de mar mediante colorimetría con indicadores ácido-base.

Para mediciones de alta precisión en estudios de acidificación oceánica, se utilizan espectrofotómetros especiales con indicadores como púrpura de m-cresol.

Importancia en ecosistemas marinos

El pH oceánico es crítico para muchos procesos biológicos y geoquímicos, incluyendo:

Formación de estructuras calcáreas (conchas, esqueletos) en organismos marinos
Disponibilidad de nutrientes
Especiación de metales traza
Fisiología de organismos marinos

La acidificación oceánica representa una amenaza significativa para ecosistemas como los arrecifes de coral y otras comunidades dependientes de organismos calcificadores.