Comprensión del nivel del mar

El aumento del nivel del mar es un fenómeno acelerado a largo plazo impulsado por el calentamiento del planeta. Si bien los dos mecanismos primarios, la expansión térmica y el derretimiento de hielo terrestre, están bien documentados, la tasa en que se están produciendo estos procesos ha aumentado notablemente en los últimos decenios. Según el IPCC Sexto Informe de Evaluación, el nivel mundial medio del mar ha aumentado aproximadamente 0,20 metros (0,66 pies) entre 1901 y 2018, con la tasa de aumento de tripulante desde el decenio de 1990. Esta aceleración es una consecuencia directa de las continuas emisiones de gases de efecto invernadero, que calientan la atmósfera y los océanos, lo que lleva a una mayor pérdida de hielo de Groenlandia, Antártida y glaciares de montaña en todo el mundo.

Sólo la expansión térmica representa aproximadamente la mitad del aumento del nivel del mar observado. A medida que las aguas oceánicas absorben más del 90% del exceso de calor atrapado por los gases de efecto invernadero, se expanden en volumen. Mientras tanto, la mitad restante viene de la adición de agua fundida. Sin embargo, las contribuciones de los cambios en el almacenamiento de agua de tierra, como el agotamiento de las aguas subterráneas o el deterioro de los embalses, pueden aumentar o compensar modestamente el aumento del nivel del mar, aunque estos factores son mucho menores que la pérdida de hielo y la expansión térmica. Las proyecciones para el año 2100 van desde 0,28 metros hasta 1,01 metros bajo escenarios bajos y de alta emisión, respectivamente, con algunos estudios que sugieren valores aún más altos si la dinámica de la hoja de hielo se desestabiliza rápidamente. Estos rangos amenazan directamente las formas de tierra costeras y los ecosistemas que han evolucionado bajo niveles de mar relativamente estables en los últimos 6.000 años.

Impactos en las formas terrestres costeras

Las formas de tierra costeras son el producto de un delicado equilibrio entre el suministro de sedimentos, la energía de onda y el nivel de base (nivel del mar). Cuando el nivel del mar aumenta, ese equilibrio se interrumpe, provocando una serie de respuestas geomorfológicas que pueden ocurrir durante años a siglos. El impacto específico en cualquier forma de tierra determinada depende de la geología local, disponibilidad de sedimentos, rango de marea y la tasa de aumento del nivel del mar.

Playas y dunas

Las playas son quizás las formas de tierra más visiblemente afectadas. Un aumento del nivel del mar aumenta la profundidad del agua que se acerca a la orilla, permitiendo que grandes olas lleguen a la cara de la playa. Esto amplifica la energía erosiva y obliga al perfil de la playa a desplazarse hacia la tierra y hacia arriba, un proceso conocido como “retrocedimiento terrestre” o “expreso coastal”. El U.S. Geological Survey Estima que más del 50% de las playas de arena del mundo podrían experimentar una fuerte erosión en 2100 bajo escenarios de emisiones moderadas. Las dunas, que sirven como barreras naturales contra la oleada de tormenta, se socavan como su dedo de pie hacia el mar. Sin un suministro adecuado de arena o vegetación para retenerlos, las dunas pueden rodar o ser completamente eliminadas, dejando la parte posterior vulnerable a la inundación.

Islas Barreras y Spits

Las islas Barreras son cuerpos de arena delgados y alargados que paralelan al continente y protegen estuarios y lagunas. Son extremadamente dinámicos y migran naturalmente hacia la tierra con el tiempo. Sin embargo, la tasa actual de aumento del nivel del mar puede superar la capacidad de las islas de barrera para mantener el ritmo mediante procesos de sobrelavado y construcción de dunas. Cuando esto sucede, la isla se estrecha, y la marisma o la laguna de fondo se puede convertir en agua abierta. En casos extremos, la isla puede perder su integridad y romperse, como se observa en partes del Delta del Río Mississippi y los Bancos Exteriores de Carolina del Norte. Por otra parte, los escupidos y las características conexas que dependen del transporte de sedimentos a larga distancia pueden ser escalonados si se erosionan las fuentes aguas arriba o si el aumento del nivel del mar ahoga las fuentes de arena.

Cliffs and Rocky Shores

Aunque a menudo se piensa como resistentes, los acantilados rocosos también se ven afectados. El aumento del nivel del mar eleva la zona de acción de onda más arriba sobre la cara del acantilado, concentrando la erosión en una nueva elevación. Esto puede acelerar el retiro de acantilados, especialmente en formaciones de roca más suaves, como esquisto o tiza. Las antorchas cortadas por abrasión de onda se profundizan, lo que conduce a la sobreestación y eventual colapso. En muchas regiones, la combinación del aumento del nivel del mar y el aumento de la tempestad conduce a rocosas y deslizamientos más frecuentes, remodelando la costa a tasas no vistas en la memoria histórica.

Estuarios y Deltas

Los estuarios son zonas de transición donde el agua de río fresco se encuentra con agua salada, y su forma está influenciada por los flujos de marea y la deposición de sedimentos. El aumento del nivel del mar empuja la cuña de agua salada más arriba, alterando el equilibrio dinámico de la red de canales. En las deltas, donde el sedimento fluvial construido históricamente, el nivel de base creciente reduce la capacidad de los ríos para mantener la zona terrestre. Además, muchos deltas subvencionan debido a la extracción de agua subterránea o al retiro de petróleo y gas, lo que agrava el aumento relativo del nivel del mar. El National Oceanic and Atmospheric Administration advierte que los deltas están entre las formas de tierra más vulnerables, con potencial de ahogamiento generalizado si el suministro de sedimentos es insuficiente para elevar la superficie junto con el aumento del agua.

Efectos sobre los ecosistemas costeros

Los ecosistemas costeros están estrechamente unidos con el nivel del mar; su distribución, salud y función dependen de una estrecha gama de alturas de marea y umbrales de salinidad. A medida que aumenta el nivel del mar, estos sistemas deben migrar a la tierra, acrecentarse verticalmente o perecer. El ritmo del aumento del nivel del mar moderno a menudo supera la capacidad de adaptación natural de muchos ecosistemas, lo que conduce a la revuelta, los cambios de composición y la pérdida de servicios de los ecosistemas.

Humedales y Salt Marshes

Las marismas de sal son uno de los ecosistemas más productivos de la Tierra, proporcionando protección contra tormentas, filtración de agua y hábitat infantil para peces. Pueden mantenerse al ritmo del aumento moderado del nivel del mar atrayendo sedimentos y acumulando materia orgánica. Sin embargo, cuando la tasa de aumento del nivel del mar supera un umbral (normalmente unos pocos milímetros al año, dependiendo de la disponibilidad de sedimentos), las marismas comienzan a ahogarse. Los indicadores de ahogamiento incluyen el estanque en el interior, la pérdida de cordón y la conversión a fangos. Muchos pantanos a lo largo de la costa este de Estados Unidos y el Golfo de México ya están mostrando estos signos. Sin aportes sustanciales de sedimentos o la capacidad de migrar tierra (a menudo bloqueada por el desarrollo costero), estos humedales se reducirán dramáticamente.

Mangrove Forests

Los manglares prosperan en zonas intermareales de costas tropicales y subtropicales, con sus sistemas raíz estabilizando sedimentos y reduciendo la erosión. Pueden ajustarse a los mares que suben lentamente construyendo hacia arriba a través del crecimiento de la raíz y la captación de sedimentos. Sin embargo, el rápido aumento del nivel del mar supera esta acreción vertical, especialmente donde los rangos de marea son bajos. Por otra parte, los manglares requieren una ventana de salinidad específica; a medida que el agua de mar incurre más allá del interior, las especies dependientes del agua dulce pueden ser reemplazadas por más tolerantes a la sal, cambiando la composición del ecosistema. La pérdida de manglares es particularmente grave para las comunidades costeras porque estos bosques proporcionan una excelente atenuación de la tormenta y sirven como sumideros de carbono. El International Union for Conservation of Nature (IUCN) destaca que hasta el 30% de los manglares podrían desaparecer en 2050 si el aumento del nivel del mar se acelera.

Coral Reefs

Los arrecifes de coral son considerados a menudo como los “rainforests del mar” pero enfrentan múltiples estresantes del cambio climático. Si bien el aumento del nivel del mar en sí puede permitir que algunas especies de coral sigan aumentando si el agua permite la claridad y la temperatura, la combinación de los océanos de calentamiento, la acidificación de los océanos y la sedimentación de la erosión costera ya ha causado un decoloramiento generalizado. Un nivel de base creciente también aumenta la disponibilidad de luz en los pisos de arrecife más profundos, pero el efecto neto es a menudo negativo porque los corales ya están luchando. Cuando los arrecifes se deterioran, la protección que ofrecen a las costas —disipando la energía de las olas— se reduce, acelerando la erosión de las playas y las formas de tierra adyacentes.

Seagrass Meadows

Las Seagrasses están floreciendo plantas que colonizan fondos arenosos o fangosos. Requieren luz adecuada para la fotosíntesis, para que el nivel del mar aumente, el agua más profunda reduce la cantidad de luz que llega al mar. Si la columna de agua se vuelve turbida debido al aumento de la erosión, este impacto se amplifica. Seagrasses puede migrar hacia la costa si existe un hábitat adecuado, pero el desarrollo o las defensas costeras duras pueden prevenir esa migración. La pérdida de prados marinos reduce el hábitat de dugongs, tortugas marinas e innumerables especies de peces, y también libera carbono almacenado de los sedimentos en la columna de agua.

Especies en riesgo

La cascada de cambios en las formas y ecosistemas terrestres se traduce directamente en declives de la población de especies que dependen de estos hábitats. Los trineos, como los saltos y ostracistas, anidan en playas y barras de arena que se encogen o se inundan con más frecuencia. Las tortugas marinas, que regresan a playas de anidación específicas, pueden encontrar sus sitios preferidos erosionados o reemplazados por arena menos adecuada. Los peces como el salmón y el bajo rayado dependen de los terrenos de desove de estuarina; la intrusión de agua salada puede alterar el tiempo de flujos de agua dulce y reducir el éxito de desove. Los mamíferos marinos como los manatíes y las nutrias marinas dependen de las camas de algas marinas o los bosques de algas para alimentos, y esos hábitats están cambiando. En muchos casos, estas especies no pueden moverse por tierra debido a la infraestructura humana, lo que conduce a las extincións locales. La conectividad entre las formas de tierra y las especies es estrecha — perder una a menudo significa perder la otra.

Variaciones mundiales y regionales

El aumento del nivel del mar no es uniforme en todo el mundo. Las corrientes oceánicas, los efectos gravitatorios de las hojas de hielo y los movimientos tectónicos crean puntos calientes regionales. Por ejemplo, la Costa Este de los Estados Unidos y el Golfo de México experimentan tasas de aumento del nivel del mar 3-4 veces mayor que la media mundial debido a la dinámica oceánica y la subsistencia terrestre. El Delta del Mississippi es un ejemplo principal de una región donde la subsistencia natural y el suministro reducido de sedimentos se han combinado con el aumento acelerado del nivel del mar extático para crear tasas de pérdida de tierras de más de 40 kilómetros cuadrados por año. En el sudeste de Asia, megaciudades como Bangkok, Ho Chi Minh City y Yakarta enfrentan amenazas compuestas de extracción local de aguas subterráneas y aumento del nivel del mar, lo que conduce a un aumento relativamente rápido del nivel del mar que abruma tanto los ecosistemas naturales como las defensas diseñadas.

Las pequeñas naciones insulares, especialmente los estados atolones como Maldivas, Tuvalu y Kiribati, enfrentan amenazas existenciales. Sus formas de tierra son de baja altitud y se componen principalmente de arena coralina y escombros; estas islas están formadas por procesos onduladores y ondas que construyen crestas. Con el aumento del nivel del mar, la superposición de ondas y la contaminación del agua salada ya afectan a las lentes de agua dulce y la agricultura. Las propias formas de tierra pueden ser físicamente remodeladas, con las islas que cambian pero no necesariamente desaparecen por completo, un proceso llamado "dinamismo de la tierra". Sin embargo, la habitabilidad de estas islas se ve gravemente comprometida, en particular si se agotan los suministros de agua dulce.

Mitigation and Adaptation Strategies

Para hacer frente al aumento del nivel del mar es necesario reducir la fuente (mitigación) y ajustarse a cambios inevitables (adaptación). Para las formas de tierra y los ecosistemas costeros existen dos amplias categorías de intervención: soluciones basadas en la naturaleza y enfoques diseñados.

Soluciones basadas en la naturaleza

La restauración de hábitats costeros es una de las estrategias de adaptación más eficaces. Los proyectos de restauración de malla, como los de la Bahía de Chesapeake, pueden aumentar la acreción vertical fomentando el atraque de sedimentos. La reforestación de manglares en el sudeste asiático ha demostrado tener éxito en estabilizar las costas y proporcionar hábitat. Las “líneas costeras vivientes” utilizan arrecifes de ostra, vegetación acuática sumergida y plantas de marismas nativas para absorber energía de onda y sedimentos de trampa, manteniendo la costa en su lugar y permitiendo que los ecosistemas migran hacia el interior. Estos enfoques a menudo cuestan menos que la ingeniería dura a largo plazo y proporcionan beneficios colaterales como el secuestro de carbono y la mejora de la calidad del agua.

Además, la alimentación de la playa —el proceso de dragado de arena de la costa y colocarlo en las playas erosionadas— puede restaurar temporalmente la función recreativa y ecológica. Sin embargo, la nutrición debe repetirse a medida que el nivel del mar sigue aumentando, y las fuentes de arena son finitas. Un camino más sostenible puede implicar “realización gestionada”, donde las defensas costeras se reubican hacia tierra, permitiendo que los hábitats intermareales se formen como los retiros de la costa naturalmente.

Engineered Solutions

Estructuras de ingeniería duras como muros de mar, revetments y groins han sido históricamente la respuesta predeterminada a la erosión e inundación. Mientras ofrecen protección inmediata a los activos fijos, a menudo empeoran la erosión en las playas adyacentes interrumpiendo el transporte de sedimentos de larga distancia y reflejando la energía de las ondas. Bajo el aumento de los niveles del mar, estas estructuras se vuelven más proclives a la superación y tal vez tengan que aumentarse repetidamente, lo que lleva a una escalada de costos. Los Países Bajos, líder mundial en la gestión costera, utilizan barreras y diques masivos de tormenta, pero ahora también incorpora más espacio para el agua y los principios de “construcción con la naturaleza” para mantener la conectividad ecológica.

Se reconoce cada vez más como una estrategia necesaria, aunque políticamente contenciosa, la retirada prevista de la infraestructura de las zonas de alto riesgo. Comunidades como en Isle de Jean Charles, Louisiana, han recibido financiación federal para reubicar poblaciones enteras. Este enfoque permite que los ecosistemas costeros migren el interior sin luchar contra las fuerzas naturales del aumento del nivel del mar.

Policy and Planning

La adaptación eficaz requiere integrar las proyecciones de aumento del nivel del mar en la planificación del uso de la tierra. El sombreado que limita el nuevo desarrollo en las zonas propensas a las inundaciones, las facilidades de rodadura que permiten la migración futura de las costas y la conservación de los búferes costeros son instrumentos normativos fundamentales. Los acuerdos internacionales, como el Acuerdo de París, tienen por objeto limitar las emisiones, pero incluso con una mitigación agresiva, el aumento del nivel del mar en el próximo siglo significa que la adaptación es inevitable. El Sea Level Rise.org initiative recopila datos locales y evaluaciones de riesgos para ayudar a las comunidades a planificar de forma proactiva.

Conclusión

El aumento del nivel del mar está remodelando las costas del mundo a un ritmo sin precedentes, transformando las formas terrestres y los ecosistemas que han proporcionado hábitat y protección durante milenios. Las playas, las dunas, las islas de barrera, los humedales, los manglares y los arrecifes de coral se enfrentan a la presión existencial como la tasa de aumento supera la adaptación natural. Las especies que dependen de estos hábitats —desde las aves costeras hasta los mamíferos marinos— están atrapadas en un vicio de pérdida y fragmentación del hábitat. Sin embargo, la historia no es solamente una pérdida. Mediante una combinación de reducciones ambiciosas de las emisiones, soluciones inteligentes basadas en la naturaleza y planificación a largo plazo que permite que los ecosistemas costeros migren, podemos preservar muchas de las funciones y valores que estos ecosistemas proporcionan. La ventana para una acción eficaz se está estrechando, pero con una política informada y una restauración dedicada, se pueden gestionar los efectos del aumento del nivel del mar en las formas de tierra costera y los ecosistemas, incluso si no se invierten totalmente.