Derribar hojas de hielo y elevar niveles de mar: ¿Qué tiene el futuro?

La fusión de las hojas de hielo ha surgido como una de las consecuencias más apremiantes de un planeta calentador, impulsando directamente el nivel del mar a tasas que tanto los científicos de alarma como los planificadores costeros. A medida que las temperaturas globales continúan subiendo, las inmensas masas de hielo que cubren Groenlandia y la Antártida están perdiendo hielo a un ritmo acelerado.

La relación entre las hojas de hielo y el nivel del mar es sencilla en principio pero compleja en la práctica. Las hojas de hielo almacenan enormes cantidades de agua dulce congelada. Cuando pierden masa a través de la fusión superficial, la calvicie de iceberg o la fusión submarina, el agua eventualmente llega al océano. El resultado es una contribución directa al nivel del mar promedio mundial. Pero el proceso está influenciado por factores como las corrientes oceánicas, la circulación atmosférica y la geología misma desafiante.

La hoja de hielo de la ciencia detrás de la fusión

Las hojas de hielo son glaciares continentales que cubren miles de kilómetros cuadrados y contienen la mayor parte del agua dulce de la Tierra. Dos hojas de hielo dominan: la hoja de hielo de Groenlandia y la hoja de hielo Antártico. Juntos, poseen suficiente agua congelada para elevar los niveles mundiales del mar en aproximadamente 65 metros si se derretieran completamente. Mientras que el derretimiento completo tomaría muchos siglos, incluso la pérdida parcial tiene consecuencias significativas.

El principal motor de la derretimiento de la hoja de hielo es el calentamiento de las temperaturas del aire y del océano. A medida que las emisiones de gases de efecto invernadero atrapan el calor en la atmósfera, las temperaturas aumentan con mayor rapidez en las regiones polares, fenómeno conocido como amplificación polar.

  • ]Refugio superficial: Las temperaturas del aire calientes causan nieve y hielo en la superficie de las hojas de hielo para fundirse. El agua de fusión puede fluir en crecidas y alcanzar la base de la hoja de hielo, lubricando la cama y acelerando el flujo de hielo hacia el océano.
  • ] Calviento de hielo: Los glaciares que terminan en el océano, conocidos como glaciares de aguas negras, derraman periódicamente grandes trozos de hielo en el mar. Este proceso, llamado calvicie, puede acelerarse como glaciares delgados y retroceder en aguas más profundas.
  • Melting submarino: Las corrientes oceánicas cálidas pueden derretir los frentes sumergidos de glaciares y estantes de hielo, adelgazándolos desde abajo y haciéndolos más vulnerables a la ruptura.
  • El estante de hielo se derrumbe: Los estantes de hielo actúan como nalgas que frenan el flujo de hielo interior hacia el mar. Cuando se debilitan o se derrumben, los glaciares detrás de ellos pueden acelerarse dramáticamente.

Las observaciones por satélite han sido instrumentales en el seguimiento de estos cambios. Misiones como GRACE y GRACE-FO (Gravity Recovery and Climate Experiment) miden los cambios en la masa de hielo detectando variaciones en el campo de gravedad de la Tierra. Otros satélites, incluyendo ICESat e ICESat-2, utilizan altímetro láser para medir los cambios en la elevación de la superficie de hielo. Estos conjuntos de datos han revelado que la tasa de Greenland y la Antártida están perdiendo hielo en un año.

La hoja de hielo de Groenlandia

La hoja de hielo de Groenlandia cubre unos 1,7 millones de kilómetros cuadrados y contiene suficiente agua para elevar los niveles mundiales del mar en aproximadamente 7,4 metros. Ha estado perdiendo masa desde finales de los años noventa, con la tasa de pérdida que ha aumentado con el tiempo. La fusión superficial es el proceso dominante en Groenlandia, particularmente a lo largo de los márgenes de la hoja de hielo durante los meses de verano.

Los glaciares de la salida de Groenlandia, como Jakobshavn Isbræ, también han acelerado debido al calentamiento del océano. Estos glaciares mueven el hielo desde el interior hasta la costa, donde se adentra en el océano. Mientras que delgado y retroceden, aumenta la tasa de descarga de hielo, contribuyendo al aumento del nivel del mar.

La hoja de hielo antártico

La Hoja de Hielo Antártico es la mayor masa de hielo de la Tierra, que cubre unos 14 millones de kilómetros cuadrados y sostiene suficiente agua para elevar los niveles mundiales del mar aproximadamente 58 metros. La respuesta de la Antártida al calentamiento es más variable que la de Groenlandia. La Hoja de Hielo Antártico Oriental, que contiene la gran mayoría de los hielos, ha permanecido relativamente estable en la mayoría de las zonas.

La Antártida Occidental es particularmente vulnerable porque gran parte de su hielo se encuentra bajo el nivel del mar en una cama que se inclina por el interior. Esta configuración hace que sea susceptible a la inestabilidad de las hojas de hielo marinas: mientras el agua caliente del océano derrite el hielo sumido, la línea de tierra — donde el hielo se encuentra con el suelo del océano — retiros, exponiendo hielo más grueso para su fusión.

Cómo se derrite el hielo contribuye al aumento del nivel del mar

El aumento del nivel del mar no se debe únicamente a la fusión de la hoja de hielo. Dos factores principales contribuyen: la expansión térmica del agua marina y la adición de agua de la derretida de hielo. La expansión térmica se produce como calentamiento del agua oceánica y se expande, ocupando más espacio. Este proceso actualmente representa alrededor de un tercio del aumento del nivel del mar observado. Los dos tercios restantes provienen de glaciares y hojas de hielo más grandes, con los contribuyentes de Groenlandia y de hielo.

Cuando las hojas de hielo pierden masa, el agua que liberan no distribuye uniformemente en todo el océano global. Varios factores influyen en los cambios del nivel del mar local:

  • Efectos gravitacionales: Las grandes hojas de hielo ejercen una atracción gravitacional sobre el océano circundante. Al perder la masa, su atracción gravitacional se debilita, causando que los niveles de mar caen más cerca pero se alzan más lejos. Por ejemplo, el derretimiento de la hoja de hielo de Groenlandia hace que los niveles de mar caigan cerca de Groenlandia pero se levanten en el hemisferio sur.
  • Rebote isotático: La tierra debajo de las hojas de hielo está deprimida por el peso del hielo. Cuando el hielo se derretirá, la tierra lentamente se eleva a lo largo de miles de años, un proceso llamado ajuste glacial isostatico. Esto puede compensar un aumento del nivel del mar local en regiones previamente glaciadas.
  • Cambios de circulación de los océanos: La influencia de agua dulce y fría puede alterar las corrientes oceánicas, incluyendo la Circulación de Retorno del Sur del Atlántico (AMOC), que influye en el nivel del mar a lo largo de la costa este de los Estados Unidos y Europa.

Estos factores significan que el aumento del nivel del mar no es uniforme. Algunas regiones experimentarán tasas de aumento varias veces más altas que la media mundial, mientras que otras pueden ver cambios relativamente bajos o incluso una caída local en el nivel del mar. Esta variabilidad tiene importantes repercusiones para la planificación y adaptación costeras.

Observaciones y mediciones actuales

Los datos observacionales muestran claramente la aceleración de la pérdida de hielo y el aumento de los mares. Según el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC), el nivel mundial medio del mar aumentó en unos 0,2 metros entre 1901 y 2018. La tasa de aumento ha aumentado de unos 1,3 milímetros por año durante el siglo XX a aproximadamente 3,7 milímetros por año en las últimas décadas.

Las mediciones por satélite de las misiones GRACE y GRACE-FO muestran que la hoja de hielo de Groenlandia perdió un promedio de unos 280 mil millones de toneladas de hielo al año entre 2002 y 2020, mientras que la Antártida perdió alrededor de 150 mil millones de toneladas al año durante el mismo período. La tasa de pérdida ha ido aumentando en ambas hojas de hielo, con las pérdidas de la Antártida que se triplicaron desde principios del 2000.

Estos cambios son consistentes con las tendencias de calentamiento. El Ártico ha calentado aproximadamente el doble de la tasa media mundial, y las temperaturas antárticas también han aumentado, especialmente en las regiones de la Antártida Occidental y la Península. Las temperaturas marinas en zonas clave, como el Mar Amundsen frente a la Antártida Occidental, han aumentado sustancialmente, conduciendo un mayor derreteo de estantes y frentes glaciares.

Para obtener información más detallada sobre las tendencias actuales del nivel del mar, el NASA Sea Level Portal proporciona datos y visualizaciones actualizadas periódicamente.

Impactos de los niveles de mar en aumento

Los crecientes niveles de mar tienen consecuencias de gran alcance para las sociedades humanas, los ecosistemas naturales y la economía global. Los impactos más inmediatos y visibles son en las comunidades costeras, donde los niveles de mar más altos conducen a inundaciones más frecuentes y severas. Lo que una vez "una vez en un siglo" las oleadas de tormenta pueden ocurrir ahora cada pocos años o incluso anualmente en algunos lugares. Este tipo de inundaciones, a menudo llamadas "inundaciones de sol", afecta la infraestructura de tormentas.

Comunidades e infraestructura costeras

Las zonas costeras de baja altitud albergan a cientos de millones de personas en todo el mundo. Las ciudades importantes como Miami, Shanghai, Mumbai y Yakarta ya están experimentando los efectos del mar en aumento. En los Estados Unidos, la propiedad costera valorada en los billones de dólares está en riesgo. Las carreteras, puentes, aeropuertos, puertos marítimos y plantas de tratamiento de aguas residuales amenazan la inundación y la erosión de agua potable.

Las medidas de adaptación incluyen la construcción de muros marinos, el aumento de estructuras, la restauración de humedales y la reubicación de comunidades, que son costosas y a menudo complejas desde el punto de vista político, y en algunos casos el costo de la protección de las zonas costeras puede exceder el valor de los bienes en riesgo, lo que puede dar lugar a decisiones difíciles sobre qué zonas defender y cuáles abandonar.

Naciones Unidas para las Pequeñas Islas

Los pequeños Estados insulares en desarrollo enfrentan amenazas existenciales de aumento del nivel del mar. Naciones como Kiribati, Tuvalu, las Islas Marshall y Maldivas tienen elevaciones promedio de apenas unos metros sobre el nivel del mar. A medida que aumentan los mares, estos países se enfrentan a la pérdida de tierras, la salinización de fuentes de agua dulce y los daños a la infraestructura. Algunos ya están explorando opciones para el retiro gestionado o la búsqueda de acuerdos internacionales para reubicar a sus poblaciones.

La pérdida de naciones enteras debido al cambio climático plantea profundas cuestiones jurídicas, éticas y humanitarias, y las cuestiones de soberanía, ciudadanía y preservación cultural están a la vanguardia de las discusiones entre las organizaciones internacionales y las comunidades afectadas.

Ecosystems

Los ecosistemas costeros también están bajo presión de mares en aumento. Los manglares, las marismas de sal y las camas de algas son sensibles a los cambios en los niveles de agua y la salinidad. Estos ecosistemas proporcionan servicios críticos, incluyendo estabilización de costas, hábitat para peces y fauna silvestre, almacenamiento de carbono y protección contra tormentas. Si los niveles del mar aumentan más rápido de lo que estos ecosistemas pueden adaptarse o emigrar por tierra, pueden perderse, con efectos de cascada sobre la biodiversidad y la resiliencia costera.

Los arrecifes de coral enfrentan amenazas similares. Los niveles de mar creciente pueden reducir la luz disponible para la fotosíntesis, y las temperaturas de agua más altas contribuyen a la decoloración de coral. Los arrecifes saludables protegen las costas absorbiendo la energía de las ondas, por lo que su declive agrava los riesgos de inundaciones y erosión costeras.

Proyecciones futuras

La proyección del aumento del nivel del mar en el futuro implica una incertidumbre significativa, principalmente porque la respuesta de las hojas de hielo a un calentamiento continuo es difícil de modelar. El sexto informe de evaluación del IPCC (AR6), publicado en 2021, proporciona una serie de proyecciones basadas en diferentes escenarios de emisiones de gases de efecto invernadero. Bajo un escenario de bajas emisiones (SSP1-2.6), se proyecta que el nivel medio mundial del mar aumente en unos 0,3 a 0,6 metros por 2100.

Estas estimaciones centrales no captan toda la gama de posibles resultados. Los científicos están cada vez más preocupados por los procesos que podrían conducir a una rápida pérdida de hielo, en particular en la Antártida Occidental. La inestabilidad de las hojas de hielo marinas y la inestabilidad de los acantilados de hielo, donde los altos acantilados de hielo en el margen del océano se derrumben bajo su propio peso, podrían acelerar la pérdida de hielo más allá de las proyecciones actuales.

Más allá de 2100, la imagen se vuelve aún más incierta pero también más consecuente. Incluso si se estabilizan las emisiones, las hojas de hielo seguirán respondiendo al calentamiento ya encerrado en el sistema climático. Por ejemplo, la hoja de hielo de Groenlandia puede estar comprometida con el descenso a largo plazo si se cruzan ciertos umbrales de temperatura. La evidencia paleoclima muestra que durante períodos cálidos pasados, los niveles de mar fueron varios metros más altos que hoy, indicando que las pérdidas de hielo.

Para una visión general de las últimas proyecciones científicas, el informe del Grupo de Trabajo I del CICR es la fuente autorizada.

Factores clave que influencian la pérdida de hielo futuro

Varios factores determinarán la trayectoria futura de la fusión de la hoja de hielo y el aumento del nivel del mar:

  1. Emisiones de gases de efecto invernadero: El factor más importante que controla el calentamiento futuro y la pérdida de hielo. Las emisiones inferiores reducen la tasa de derretimiento de la hoja de hielo, mientras que las emisiones continuas altas lo aceleran.
  2. El calentamiento atmosférico: Las corrientes de agua caliente que llegan a los estantes de hielo y los frentes glaciares son un importante conductor de la pérdida de hielo. Los cambios en los patrones de viento y la circulación del océano pueden poner en contacto más agua tibia con hielo.
  3. ]Cluud cover and albedo feedback: Las nubes atrapan el calor y afectan la cantidad de luz solar reflejada por las superficies de hielo. Mientras se derriten hielo y superficies más oscuras se exponen, se refleja menos la luz solar, lo que lleva a una mayor absorción de calor y a una mayor fusión.
  4. Dinámica de hielo: Los cambios en el flujo de hielo, incluyendo el potencial de inestabilidad de las hojas de hielo marinas y colapso de los acantilados de hielo, representan la mayor fuente de incertidumbre en las proyecciones del nivel del mar.

Qué se puede hacer

Para hacer frente al desafío de fundir hojas de hielo y elevar los niveles del mar es necesario tanto la mitigación como la adaptación. La mitigación implica reducir las emisiones de gases de efecto invernadero para frenar la tasa de calentamiento y pérdida de hielo. La adaptación implica la preparación para el aumento del nivel del mar que ya es inevitable.

Mitigation

La forma más eficaz de limitar el aumento del nivel del mar es reducir las emisiones de dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero, lo que requiere la transición de combustibles fósiles, la expansión de la energía renovable, la mejora de la eficiencia energética y la protección y restauración de los bosques y otros sumideros de carbono. El Acuerdo de París, firmado por cerca de 200 países, tiene como objetivo limitar el calentamiento global hasta muy por debajo de los 2°C de los niveles preindustrial, con una aspiración de 1,5°C.

Las tecnologías de eliminación de carbono, como la captura directa de aire y el aumento de las meteorologías, se están estudiando como formas de eliminar el CO2 de la atmósfera. Sin embargo, estas tecnologías siguen en fases tempranas y enfrentan importantes problemas de escalabilidad y costo.

Adaptación

Incluso bajo los escenarios de emisiones más optimistas, los niveles del mar continuarán aumentando durante décadas a siglos. Por lo tanto, la adaptación es esencial.

  • Defensivas del sector: La construcción o elevación de muros marinos, diques y barreras de tormenta pueden proteger áreas densamente pobladas. Holanda y Japón tienen una amplia experiencia con tales defensas.
  • Soluciones basadas en la naturaleza: Restaurar manglares, pantanos salados y arrecifes de ostra pueden amortiguar costas contra olas y erosión, proporcionando hábitat y almacenamiento de carbono.
  • Retrocedimiento gestionado: En algunas áreas, la opción más económica y segura es reubicar a las personas e infraestructuras lejos de las costas vulnerables. Este enfoque es políticamente desafiante, pero cada vez más está siendo considerado por los gobiernos y las comunidades.
  • Estructuras de elevación e inundación: El aumento de edificios, carreteras y servicios públicos puede reducir el daño causado por inundaciones. Los códigos de construcción y la planificación del uso de la tierra pueden incorporar proyecciones futuras del nivel del mar.
  • Sistemas de alerta temprana: La mejor previsión y comunicación pueden ayudar a las comunidades a prepararse para eventos de inundaciones y reducir la pérdida de vidas.

Para las comunidades que ya experimentan impactos, recursos como NOAA Climate.gov] ofrecen orientación práctica y datos regionales sobre el aumento del nivel del mar y los riesgos de inundaciones costeras.

Investigación y vigilancia

La investigación científica continua es fundamental para mejorar nuestra comprensión del comportamiento de las hojas de hielo y refinar las proyecciones del nivel del mar. La inversión continua en misiones por satélite, observaciones sobre el terreno y modelado de computadoras ayudará a reducir la incertidumbre e informar a la toma de decisiones. Colaboraciones internacionales, como el Comité Científico de Investigación Antártica, coordinar esfuerzos de investigación en todas las naciones y disciplinas.

Conclusión

La fusión de las hojas de hielo y el aumento de los niveles del mar representan uno de los desafíos más importantes a largo plazo del cambio climático. La ciencia es clara: las temperaturas de calentamiento están provocando que Groenlandia y la Antártida pierdan hielo a un ritmo acelerado, y esta pérdida está impulsando los niveles del mar hacia arriba. Los impactos —desde las inundaciones costeras hasta la pérdida de hábitat hasta la posible desaparición de naciones enteras— ya se están sintiendo y se intensificarán en las próximas décadas.

El futuro no está predeterminado. Las opciones que se toman hoy sobre las emisiones de gases de efecto invernadero darán forma a la trayectoria de la fusión de la hoja de hielo y al aumento del nivel del mar para las generaciones venideras. La acción inmediata y sostenida para reducir las emisiones puede frenar el ritmo del cambio y limitar los peores resultados. Al mismo tiempo, se necesitan medidas de adaptación para proteger a las comunidades y los ecosistemas de los cambios que ya se están llevando a cabo.

Los científicos continúan perfeccionando su comprensión de las dinámicas de las hojas de hielo y mejorando las proyecciones, pero el mensaje esencial es consistente: cuanto más caliente se haga el planeta, más hielo se derretirá, y más alto se elevará el mar. La cuestión no es si los niveles del mar aumentarán, sino cuánto y cuán rápido - y si la humanidad actuará a tiempo para manejar las consecuencias.