" No heredamos la Tierra de nuestros padres, sino que la hemos pedido prestada a nuestros hijos"

Chief Seattle (1788-1866)

lunes, 7 de diciembre de 2009

Deshielo y subida del nivel del mar, 4ªparte.

Dublín, 6 de diciembre de 2009

¿Qué es lo que le ocurre al nivel del mar cuando el hielo se vierte en el mar?. La respuesta no es ni mucho menos sencilla como veremos.
El círculo polar Ártico, es un paralelo situado a la latitud de 66° 33' 38" Norte. El espacio geográfico que se encuentra al Norte se denomina Ártico. En esta zona el hielo flota sobre el mar, no hay tierra sólida debajo como ocurre en la Antártida, que sí es un continente. Cuando el hielo flotante del Ártico (o el de la placa marina de Larsen en la Antártida) se deshacen, el mar apenas asciende (como en ejemplo del vaso con hielos al que añadimos agua y al deshacerse no desbordaba el vaso ya que el volumen que ocupa el hielo sólido y el del agua derretida desplazada según el Principio de Arquímedes, es prácticamente el mismo. Aunque en realidad asciende ligeramente porque el agua fría proveniente del deshielo al ser un poco menos densa que la del mar salado al derretirse ocupara un mayor volumen.
Sin embargo cuando el hielo de un glaciar que se encuentra en tierra llega hasta el mar, se añade una cantidad adicional de agua que antes no estaba allí y entonces el nivel del mar sube.

El calentamiento global no solo acelera el flujo y vertido de agua dulce al mar sino que acelera la evaporación del agua en los océanos. Es por eso que ciertos modelos climáticos predicen que un aire cada vez más caliente transportará mayor cantidad de vapor de agua sobre la Antártida y Groenlandia que precipitará en forma de nieve, compensando así el déficit de hielo perdido al mar como consecuencia de la fusión de las grandes capas periféricas de hielo polares con lo cual estas capas no contribuirían al incremento neto del nivel del mar durante este siglo ,afirmaba el Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático( IPCC).
Por otro lado las previsiones de precipitaciones en forma de nieve en el continente Antártico realizadas en sondeos en todo el continente Antártico no indican que se haya producido ningún incremento medio en la caída de nieve durante los últimos 50 años.

Al contrario, se ha confirmado que las masas de hielo, sí que están contribuyendo sustancialmente a la subida del nivel del mar. Usando datos de teledetección vía satélite por radar, E. Rignot y R.Thomas calcularon que en el Mar de Amundsen cada año se estaban vertiendo mas de 230 billones de toneladas de hielo al mar, y ésto supone una mayor aportación de nieve de 80 toneladas, suficiente para subir el nivel del mar 0.25 mm al año. Aparentemente los glaciares de Groenlandia aportan subidas de 0.5mm al año. Otros dos estudios simultáneos usando tecnología diferente han llegado a la misma conclusión.

Actualmente existen tecnologías avanzadas capaces de medir desplazamientos horizontales del hielo, su altura y espesor (o cambio de volumen) por medio de sensores de radar usando dos satélites (GRACE), que en el caso de Groenlandia han dado sorprendentes resultados.
Este sistema funciona de la siguiente manera: dos satélites se desplazan uno próximo al otro a una velocidad determinada. Cada vez que uno sobrevuela una anomalía gravimétrica o detecta una variación en la concentración de masa, su aceleración varía. Como ambos satélites están interconectados por un haz de rayos microondas, cualquier variación en la masa y por tanto en la distancia entre los dos satélites, es detectada con la máxima precisión (mayor que el espesor de un cabello humano) y la traduce en cambios gravitatorios. Los mapas que estos satélites generan son muy precisos en espacio y tiempo, y detectan cualquier movimiento o aportación del hielo al mar (deshielo) por insignificante que parezca.

En Septiembre de 2006, Isabella Velicogna y John Wahr de la universidad de colorado afirmaban que los datos de GRACE revelaban que efectivamente Groenlandia estaba contribuyendo a subidas de 0.5 mm de altura del nivel del mar cada año (al igual que Rignot), y que esta aportación, la cual se había duplicado durante los últimos años, provenía en su mayoría de los glaciares del Sur. Al parecer el cambio se produjo en 2004.
Un segundo equipo de científicos de la universidad de Texas obtuvo los mismos resultados después de procesar los datos del GRACE. Un tercer equipo usando diferentes técnicas obtuvo una contribución de 0.2 mm/ año, algo menor pero significativa al fin y al cabo.

Algo está pasando con las capas de hielo de Groenlandia y en la Antártida, que según asegura Isabella contribuyen en 0.4mm/ año. Si resulta que aunque no se haya detectado una tendencia al incremento en la precipitación de nieve sobre la Antártida, la parte oriental del continente está experimentando un aumentando de espesor (que GRACE no ha detectado), quiere decir que la Antártida occidental pierde hielo, y mucho mas rápido de lo que pensábamos!.

Sistemas de medición del nivel del mar instalados por todo el mundo, llevan detectando subidas del nivel del mar de unos 2-3 mm año desde los años 90. Localmente esto varía ya que la corteza continental sobre la que estos medidores se apoyan también se mueve.
Aunque esta subida es de por sí considerable, lo más preocupante es la acusada tendencia ascendente que ha ido experimentando en las últimas décadas (ver gráfica en Foto 1). De esta subida, 1mm parece que proviene de las capas de hielo Antártida y Groenlandia, las que en un principio (IPCC, 2001) se pensó no se activarían hasta el 2100. Pues bien parece el deshielo en las grandes capas polares ya esta en marcha y se ha adelantado unos, digamos, 100 años!
Estos últimos avances en el conocimiento de la dinámica y comportamiento de las masas del hielo, han cogido por sorpresa la comunidad científica, la cual ya comienza a mostrar signos de preocupación.

Obviamente cuando el último informe IPCC (2007) redujo la subida máxima proyectada del nivel del mar para el 2100 de 88 a 59 cm. no tuvo en cuenta las recientes observaciones de la pérdida de hielo acelerada ni en Groenlandia ni en la Antártida. Los modelos climáticos no incluían la dinámica del flujo del hielo porque sencillamente no se sabía exactamente cual sería su evolución como para hacer estimaciones precisas que pudiesen ser incluidas en estos modelos. Aunque este informe reconoce y advierte que las últimas observaciones en este campo, evidencian una mayor vulnerabilidad del las capas polares al calentamiento global y, por lo tanto, a la subida del nivel del mar.
Una cosa está clara, la tierra de calienta, el nivel del mar sube, pero cuánto? No se sabe cuanto subirá en los próximos años, aunque sí como han variado las tendencias a la subida a lo largo de las últimas décadas (Foto 1).


Foto 1: Evolución de las tendencias de aceleración de la subida del nivel del mar.

Si hurgamos en el pasado geológico podemos encontrar varios ejemplos de los cuales podemos extraer una gran cantidad de información que nos ayude en nuestras predicciones ya que hubo fuertes subidas del nivel del mar, en ocasiones rápidamente. Durante el último periodo interglaciar, hace 123,000 años, el nivel del mar estaba 6 m mas arriba que en la actualidad.
Hace 3 millones de años, durante el Plioceno, la temperatura era 3 grados más alta que ahora. Precisamente la misma que se proyecta para cuando dupliquemos las emisiones de CO2 en los próximos años. Pero ¿dónde estaba entonces nivel del mar en medio de este escenario? 25-35 m por encima de lo que esta ahora!
Sin ir tan lejos, el análisis de las observaciones durante el siglo pasado ya revela una relación proporcional entre los aumentos de temperatura y nivel del mar (Foto 1).
Usando la relación existente entre el tipo de escenario en función de cuanto aumenten las emisiones de CO2 y temperatura en los próximos 90 años, Stefan Rahmstorf (Rahmstorf, 2007), oceanógrafo y experto en modelos climáticos en el Instituto Alemán de Investigación de Impacto Climático Postdam, realizó sus cálculos. En lugar de una subida de 18-59 cm. como estimaba el IPCC en 2007, estimaba un incremento de entre 50cm-1.40 m durante los próximos 100 años. Si bien Rahmstorf no asume que este cambio en las capas de hielo polares no tenga precedente a lo largo de nuestra historia, si mantiene que algunos de estos cambios ya han empezando a producirse.
Pfeffer et al., (2008) a su vez, vaticina una subida de entre 0.8 a 2 metros para el 2100 por encima de los niveles de 1990.
En Groenlandia, no solo los glaciares de las costa Suroeste y Sureste están acelerando su velocidad sino también los del norte. La franja costera que una vez al año queda al descubierto durante el deshielo estival, aumenta cada año. Los lagos que se forman en la frontal del glaciar por la fusión, y con riesgo de acentuar la lubricación en la base del hielo y acelerar el movimiento y pérdida de hielo, se van expandiendo tierra adentro y a la vez que aumentan en número.

A excepción de en la península Antártica, el aire en la Antártida no se ha calentado mucho. Una de las razones parece ser el famoso agujero estratosférico en la capa de ozono, cuyo centro precisamente se localiza en esta zona. El ozono absorbe radiación y calienta la estratosfera. El debilitamiento de la capa de ozono la enfría. Esto intensifica los vientos procedentes del Oeste que aíslan y protegen a la Antártida de un aire más cálido proveniente del norte (estamos en el hemisferio Sur), como descubrió el instituto Goddart de estudios espaciales de Nueva York.

El efecto de los aerosoles en el clima es bastante incierto. Pueden causar un efecto refrigerador sobre la tierra dependiendo de su localización y composición, e incluso alterar los patrones de precipitación y balance energético que regula el efecto invernadero (Previdi & Liepert, 2008).
En 1987 la mayoría de las naciones, sorprendentemente, se pusieron de acuerdo (por intereses varios) para firmar el tratado de Montreal por el cual se prohibía la emisión de aerosoles artificiales que contenían clorofluorocarbonos a la atmósfera, ya que ocasionaban la destrucción de las moléculas de ozono, principal absorbente de la radiación ultravioleta. Desde entonces la capa deteriorada se ha ido regenerando, y solo se abre en ciertas épocas del año, como es natural. Para el 2050 se calcula que se haya regenerado completamente. Y es entonces cuando los modelos predicen que la Antártida se calentará alcanzando el mismo ritmo de calentamiento que experimenta el resto del mundo, puede que incluso sobrepasándolo. O sea, que cuando estos aeoroles artificiales desaparezcan por completo de la atmósfera, el calentamiento se acelerará.

Otra razón de por qué la Antártida no se ha calentado aún como ha ocurrido con el aire del Ártico es que en el hemisferio sur hay más océano, que como sabemos tiene una alta capacidad calorífica y almacena más calor. Aunque a medida que el océano se caliente, las placas de hielo de la Antártida también lo harán y los glaciares se precipitaran hacia un mar más cálido. Entonces subirá el nivel del mar que a su vez acentuará el deshielo.

Más de 30 años de estudio en la Antártida occidental, llevaron a George Denton a la conclusión de que su tamaño desde última glaciación se ha ido reduciendo hasta alcanzar el tamaño actual. Esto no es solo una consecuencia del aumento de temperaturas sino también del ascenso del nivel del mar (que acompaña al ascenso de temperaturas en el Hemisferio Norte). Cuando las placas de Laurentida en la Bahía Hudson y Escandinava se desintegraron el mar engulló parte del hielo que estaba anclado en el mar de Ross y Weddell en la Antártida, originando un mayor deshielo desde la Antártida occidental, dando lugar a una mayor subida y así sucesivamente, en una cadena de sucesos, que en climatología se denomina feedback positivo.

El miedo que se tiene es que el calentamiento global antropogénico pueda estar empujando a la Tierra por encima de sus límites hacia ciertos umbrales críticos, que una vez rebasados puedan ocasionar el colapso de la Antártida Occidental, cuando esta gran maquinaria se ponga en marcha.
La capa del hielo en el continente Antártico es más gruesa en el centro y está muy por debajo del nivel del mar, ya que el peso de la gran masa de hielo provoca un hundimiento del substrato sobre el que se apoya. Cuando el hielo periférico se funde, los extremos retroceden tierra adentro donde hay más grosor y por tanto expone una mayor superficie de hielo al ataque implacable del agua submarina, y por tanto el deshielo se acelera.

Se ha detectado que el espesor de los glaciares es mayor en la costa. Grandes cañones submarinos conectarían rápidamente al agua con el hielo tierra adentro una vez que las capas del hielo se empiecen a desaparecer el los bordes. El mar de Amundsen podría actuar de canal para que la totalidad de las West Antartica Ice Sheet (WAIS) colapsase en el mar, algo catastrófico.

Para finalizar voy a valorar las subidas posibles del nivel de mar en función de la fusión potencial del actual volumen de hielo existente:
Groenlandia=6.55 m (Foto 2 muestra la porción de tierra inundada si el mar sube 6 m)
Glaciares de montaña y otras capas de hielo=0.45 m
Península Antártica=0.46 m
Gran Capa de hielo Antártida Occidental=8.06 m
Gran Capa de hielo de la Antártida Oriental= 64.80 m
Aportaciones del ciclo hidrológico terrestre (ríos, embalses, acuíferos, etc) <>
Expansión termal del océano por calentamiento=1m
Total=81,82 metros.


A menudo mencionamos que nos encontramos en un periodo interglaciar, aunque no sea realmente así, ya que eso implica la ausencia total de hielo. Por ello sería mas acertado afirmar que estamos en una etapa benigna de un periodo glaciar benigno su vez. Aunque la larga historia de la Tierra (aprox. 4500 millones de anos) se ha caracterizado principalmente por la ausencia de hielo. Por supuesto que para que subiese el mar 81 m todo el hielo de la faz de la Tierra tendría que esfumarse, y entraríamos en una etapa estrictamente no glaciar. Os alegrará saber que no ocurrirá en un futuro cercano.
Si bien aún la comunidad científica no ha alcanzado un consenso respecto a la magnitud de esta subida, la falta de proyección resulta sin duda más preocupante que reconfortante. A medida que aumenta nuestro conocimiento del sistema climático y la dinámica del hielo, parece que también aumentan en unos cm. a las predicciones respecto a las del año anterior.
Sabemos dónde y por qué, así que la pregunta es cuándo, cuantos metros y cómo de rápido.


Silvia Caloca Casado

Foto 2: Subida de 6 metros del nivel del mar. Source: http://sos.noaa.gov/images/Ocean/6m_rise.jpg
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Bibliografia
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Church. J. A. and White. N. J. 2006. A 20th century acceleration in global sea-level rise. GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS, VOL. 33, L01602, doi:10.1029/2005GL024826, 2006

IPCC (2007): Climate Change 2007: impacts, adaptation. Contribution of Working Group II to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.

IPCC (2001) Climate Change 2001: Mitigation. Contribution of Working Group III to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) www1.ipcc.ch/ipccreports/assessments-reports.htm

Kunzig. R & Broecker. W.2008. “Fixing Climate”. Publisher: Farrar, Straus and Giroux. Pub. Date: April 2008.

Pfeffer, W. T., Harper, J. T., O'Neel. S . 2008. Kinematic Constraints on Glacier Contributions to 21st-Century Sea-Level Rise. Science 5 September 2008: Vol. 321. no. 5894, pp. 1340 - 1343DOI: 10.1126/science.1159099

Previdi, M. and Liepert, B.G., 2008. Interdecadal variability of rainfall on a warming planet. Eos, Transactions, American Geophysical Union, 89(21): 193, 1957.

Rahmstorf, S. 2007. A Semi-Empirical Approach to Projecting Future Sea-Level Rise.Originally published in Science Express on 14 December 2006 Science 19 January 2007:Vol. 315. no. 5810, pp. 368 - 370DOI: 10.1126/science.1135456

http://www.realclimate.org/index.php/archives/2008/09/how-much-will-sea-level-rise/

3 comentarios:

  1. buen articulo y buenas referencias,
    Felicitaciones

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  2. alucinante articulo! muy bien trabajado! me ha gustado muchiisimo! pero lo que me hubiera gustado que trataras mas es como afectaria la subida del agua con los cambios meteorologicos como terremotos, tsunamis...etc.

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  3. Me alegro de que te haya gustado.
    Las subidas del nivel del mar no estan relacionados con la ocurrencia de terremotos, aunque los terremotos y el desplazamiento vertical que pueden originar, si que afectan a las medidas relativas del nivel del mar en la zona afectada.
    Los Tsunamis, si que afectan al nivel del mar aunque por un periodo muy corto. Aunque si estan relacionados con el calentamiento global. En el pasado, por ejemplo, aludes en cañones submarinos en las costas de escandinavia, producidos por el escape de carbohidratos que yacian congelados en los frios fondos submarinos hasta que la temperatura aumento tanto en los oceanos que se pasaron a una fase volatil. Al colapsar este volumen lodo submarino genero grandes tsumanis que llegaron hasta las islas Britanicas y otros puntos de Europa. Hablare de ello mas adelante, un dia de estos.
    Un saludo,
    Silvia Caloca

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