Sociedad

Una cita con el deshielo

Groenlandia y la Antártida tienen hielo suficiente para hacer subir el nivel del mar en más de 60 metros. Es fundamental entender cuán vulnerable es ese hielo y cómo va a responder a las próximas décadas de cambio climático.

Esta imagen de la Antártida, reconstruida a partir de datos obtenidos por el satélite CryoSat, muestra el relieve de la capa de hielo que cubre el continente. La Antártida Occidental, a la izquierda, es más escarpada e incluye la Península Antártica, el punto más septentrional del continente. Al norte y al sur las plataformas de Filchner-Ronne y Ross (marcadas en un blanco más brillante) ocupan grandes extensiones en el océano. La Antártida Oriental, a la derecha en esta imagen, presenta una elevación mayor y alberga la mayor parte del hielo del continente. El Polo Sur aparece marcado con un gran punto blanco.
Esta imagen de la Antártida, reconstruida a partir de datos obtenidos por el satélite CryoSat, muestra el relieve de la capa de hielo que cubre el continente. La Antártida Occidental, a la izquierda, es más escarpada e incluye la Península Antártica, el punto más septentrional del continente. Al norte y al sur las plataformas de Filchner-Ronne y Ross (marcadas en un blanco más brillante) ocupan grandes extensiones en el océano. La Antártida Oriental, a la derecha en esta imagen, presenta una elevación mayor y alberga la mayor parte del hielo del continente. El Polo Sur aparece marcado con un gran punto blanco.ESA / CryoSat

En nuestro planeta la mayor parte del agua está almacenada en los océanos. Se estima que más de un 96% del agua de la Tierra se encuentra en las cuencas oceánicas, en comparación con un 0,007% que está almacenada en lagos de agua dulce, un 0,001% en forma de vapor en la atmósfera y sólo un 0,0002% en los ríos, que nos resultan mucho más familiares. El agua, en definitiva, en cuanto le dejan fluye rápidamente hacia los mares. Sólo hay una cosa que se lo impide de forma efectiva: el frío. Cuando se congela, al agua le resulta mucho más difícil moverse y a menudo se acumula sobre la tierra firme. En ese balance general del agua de la Tierra un 1,7% está en forma de hielo, nieve perpetua o suelos congelados.

Estos números no son meras estadísticas curiosas. La última cifra nos informa de cuánta agua no está en los océanos porque está en forma de hielo en los continentes, y de cuánta agua ganarían los océanos si ese reservorio global de hielo llegara a fundirse. Un cálculo sencillo nos permite comprobar que el nivel del mar subiría casi setenta metros. Aunque, desde luego, este hielo no se va a descongelar todo de golpe, ni siquiera en unos pocos años.

Lento, pero constante

Desde el año 1900 el nivel del mar ha subido alrededor de veinte centímetros. La mitad de esa subida ha ocurrido en los últimos 30 años, y el ritmo está acelerando. El responsable, en buena medida, está siendo el aumento de las temperaturas asociado al cambio climático. La mayor parte de esa subida se ha debido a la dilatación del agua del océano, que al calentarse ocupa un volumen mayor, y también ha jugado un papel el deshielo de los glaciares de las montañas, que llevan varias décadas en retroceso. Pero los lugares con más capacidad para aportar agua a los océanos son dos regiones que hasta el momento están resistiendo mejor los embates del calentamiento: Groenlandia y, sobre todo, la Antártida.

Esta gráfica muestra el aumento del nivel del mar en el periodo en que tenemos medidas por satélite, entre 1993 y la actualidad. Los datos muestran una tendencia sostenida al alza a un ritmo medio de 3,3 milímetros al año, aunque puntuada por episodios breves de descenso y también de incremento más rápido.
Esta gráfica muestra el aumento del nivel del mar en el periodo en que tenemos medidas por satélite, entre 1993 y la actualidad. Los datos muestran una tendencia sostenida al alza a un ritmo medio de 3,3 milímetros al año, aunque puntuada por episodios breves de descenso y también de incremento más rápido. FOTO: NASA Goddard Space Flight Center

La razón de que estén aguantando mejor es por un lado muy simple y por otro, muy compleja. La parte sencilla es simplemente que sus masas de hielo son muy gruesas, superando ampliamente los dos kilómetros de espesor. Gracias a esto, el hielo que hay en el interior está protegido por todo el que tiene encima. Ese mismo espesor, por otro lado, provoca efectos un poco más complicados: la superficie del hielo, la que está expuesta a la atmósfera, está a gran altitud, a menudo por encima de 2500 metros sobre el nivel del mar. A esa altura las temperaturas son más frías, y eso sirve de protección adicional para estas grandes masas de hielo. Pero este mecanismo es un arma de doble filo: si en algún momento se fundiese suficiente hielo la superficie podría bajar a alturas más cálidas, y entonces el deshielo se aceleraría rápidamente.

Por eso en los últimos años ha cobrado mucho interés entender estos mecanismos complejos que ocurren en las masas de hielo, y sobre todo cómo pueden verse afectados por un aumento de la temperatura. Es una tarea intrincada, porque hay muchos fenómenos físicos que actúan al mismo tiempo: si sube el nivel del mar, por ejemplo, habrá más hielo en contacto con el agua, y el agua calienta el hielo más rápido que la atmósfera. Otro mecanismo relevante es que las zonas con mucho hielo reflejan la luz del Sol y se calientan menos, mientras que las zonas con parches de tierra absorben la luz y se calientan más rápido. Un tercer fenómeno es que el continente responde a la masa de hielo que tiene encima: si hay mucho, el continente se hunde y la altura de la superficie del hielo baja, mientras que si hay poco el continente “rebota” y se eleva, junto con todo el hielo que tiene encima. El destino final de las grandes masas de hielo será el resultado de la acción conjunta de estos mecanismos y de unos cuantos más.

Ordenadores al rescate

Para tratar de entender cómo se combinan estos fenómenos y cuáles son más importantes disponemos de modelos matemáticos que nos dicen cómo avanzan los hielos, cuánto hielo se funde, cuánto se recupera en invierno cuando vuelve a nevar… Los modelos son complejos, y normalmente no los podemos resolver con lápiz y papel. Lo que hacemos es tomar las ecuaciones, programarlas en un ordenador y preguntarle al ordenador: “si ahora mismo estamos en estas condiciones ¿cómo estaremos dentro de cincuenta años?”. En un mundo ideal esto debería darnos las respuestas que buscamos.

Pero el mundo en que vivimos dista mucho de ser ideal. En realidad nunca sabemos con completa precisión todas las propiedades del hielo; no sabemos exactamente cómo responden los continentes a los cambios en la masa de hielo; y ni siquiera tenemos ordenadores suficientemente potentes como para simular cada metro cuadrado de una isla enorme como Groenlandia. Así que hemos de encontrar soluciones de compromiso: no simulamos cada metro cuadrado, sino parcelas de 10 km²; no hacemos una sola simulación sino cien, cambiando ligeramente las propiedades del hielo y del continente en cada una. Hacemos aproximaciones, y vamos aprendiendo qué aproximaciones tienen sentido y cuáles convierten la simulación en un disparate.

Simulación por ordenador del hielo de la Antártida cuyo objetivo es obtener la velocidad del hielo en cada punto del continente. Las velocidades vienen indicadas por una escala de color (abajo a la derecha) que varía entre diez metros al año (blanco) y diez kilómetros al año (violeta). Como cabría esperar, la simulación obtiene las velocidades más altas en las plataformas de Ross y Filchner-Ronne, que se mueven sobre el océano. También son notables las velocidades en la costa occidental, que es bastante escarpada y a lo largo de la cuenca que conduce a la plataforma de Amery, en la costa oriental. El mapa también muestra la temperatura del océano cerca de la costa (escala arriba a la izquierda) y la profundidad oceánica (escala abajo a la izquierda).
Simulación por ordenador del hielo de la Antártida cuyo objetivo es obtener la velocidad del hielo en cada punto del continente. Las velocidades vienen indicadas por una escala de color (abajo a la derecha) que varía entre diez metros al año (blanco) y diez kilómetros al año (violeta). Como cabría esperar, la simulación obtiene las velocidades más altas en las plataformas de Ross y Filchner-Ronne, que se mueven sobre el océano. También son notables las velocidades en la costa occidental, que es bastante escarpada y a lo largo de la cuenca que conduce a la plataforma de Amery, en la costa oriental. El mapa también muestra la temperatura del océano cerca de la costa (escala arriba a la izquierda) y la profundidad oceánica (escala abajo a la izquierda). FOTO: Julius Garbe et al. (Nature)

Tras muchos años de experiencia en este juego, ahora empezamos a tener modelos cuyas predicciones parecen fiables. Los hemos puesto a prueba no sólo con lo que aprendemos cada año sobre el hielo, sino también con lo que sabemos sobre cómo se comportó en el pasado. Y estamos en condiciones de preguntarles qué nos pueden decir sobre lo que les pasará, en el futuro, a los hielos de Groenlandia y la Antártida.

Umbrales silenciosos

Desde luego, los detalles de las simulaciones dependen de todas estas cosas que no sabemos con precisión: de cómo responderán los continentes, de cuán rápido fluirá el hielo hacia el océano, de cuánto subirá el nivel del mar. Una sola simulación, pues, sólo nos da una respuesta, una de las muchas posibles. Pero si vemos que todas las simulaciones tienen alguna característica común... ésa sí que podemos creer que, con toda probabilidad, va a ser una realidad.

Una de las más notables de estas características comunes es todas las simulaciones presentan umbrales silenciosos para el deshielo. Esto significa, esencialmente, que por encima de cierta temperatura el hielo está condenado a fundirse por completo, incluso aunque no notemos nada raro en el momento en que alcancemos esa temperatura. Esto lo vemos en las simulaciones porque podemos decirle al ordenador “sube la temperatura del planeta hasta este punto, y después déjala fija y haz que pasen los años, a ver qué pasa”. Y lo que pasa es que a ciertas temperaturas el hielo simplemente se va fundiendo. Poco a poco, a su ritmo. No tarda un año, ni diez, ni siquiera un siglo, pero al final, pasado suficiente tiempo, desaparece.

Los umbrales silenciosos existen porque la masa de hielo no responde a la temperatura de forma inmediata. Lo que está ocurriendo es que la temperatura en la actualidad desencadena un proceso que tarda unas décadas en culminar; este proceso, a su vez, establece las condiciones para un segundo proceso, que se desarrolla a lo largo de unas cuantas décadas más, y así sucesivamente. Este “efecto dominó” significa que, en cierta manera, la masa de hielo tiene memoria. Cosas que pasan a día de hoy son consecuencia de cosas que ocurrieron hace miles de años, y cosas que vamos a hacer hoy seguirán teniendo consecuencias dentro de miles de años.

Nuestra cita con el deshielo

¿Cuáles son exactamente esos umbrales de los que estamos hablando? Dependen de la capa de hielo concreta en que estemos interesados. Para Groenlandia, por ejemplo, el umbral estaría entre 1 y 2,5 ºC de calentamiento global respecto a la era preindustrial. No sabemos exactamente en qué punto de ese intervalo está el umbral, pero los modelos son claros en que por encima de 2,5 ºC el hielo de Groenlandia termina desapareciendo. El umbral podría estar en 1,2, o quizá en 2,4. Para situarnos, en la actualidad el calentamiento global está en 1,1 ºC.

Estas imágenes muestran el resultado de una simulación de la capa de hielo de Groenlandia. La simulación señala que hay tres posibles estados de equilibrio, que están representados en la parte superior. En uno de ellos (E1) la isla está casi por completo cubierta de hielo, que es como la conocemos hoy. En otro la isla ha perdido el 90% de volumen del hielo (E3), y hay un estado intermedio (E2) en el que conserva aproximadamente el 50% del hielo. La gráfica de abajo muestra qué circunstancias llevan a cada uno de los tres estados: el eje horizontal muestra la diferencia entre la temperatura media en verano en época preindustrial y la temperatura aplicada a los veranos de la simulación; el eje vertical muestra el volumen total de hielo en la isla. Las condiciones en la zona blanca terminan conduciendo a un estado similar a E1, las de la zona rojo claro a un estado similar a E2 y las de la zona rojo oscuro a un estado similar a E3. Observamos, pues, que si empezamos con una situación similar a la actualidad (arriba a la izquierda) y vamos aumentando la temperatura la isla permanece en el estado E1 hasta que se alcanza la temperatura umbral, alrededor de 1,6 ºC en esta simulación, y en ese momento el hielo colapsa al estado E3. En cambio, si empezásemos con una Groenlandia caliente y casi sin hielo (abajo a la derecha) y fuésemos bajando la temperatura sucedería lo contrario: la isla permanecería sin hielo hasta que alcanzáramos una temperatura de 0,6 ºC, momento en el que la capa de hielo empezaría a crecer hasta alcanzar un estado similar a E1. El estado E2 sólo aparece en situaciones intermedias.
Estas imágenes muestran el resultado de una simulación de la capa de hielo de Groenlandia. La simulación señala que hay tres posibles estados de equilibrio, que están representados en la parte superior. En uno de ellos (E1) la isla está casi por completo cubierta de hielo, que es como la conocemos hoy. En otro la isla ha perdido el 90% de volumen del hielo (E3), y hay un estado intermedio (E2) en el que conserva aproximadamente el 50% del hielo. La gráfica de abajo muestra qué circunstancias llevan a cada uno de los tres estados: el eje horizontal muestra la diferencia entre la temperatura media en verano en época preindustrial y la temperatura aplicada a los veranos de la simulación; el eje vertical muestra el volumen total de hielo en la isla. Las condiciones en la zona blanca terminan conduciendo a un estado similar a E1, las de la zona rojo claro a un estado similar a E2 y las de la zona rojo oscuro a un estado similar a E3. Observamos, pues, que si empezamos con una situación similar a la actualidad (arriba a la izquierda) y vamos aumentando la temperatura la isla permanece en el estado E1 hasta que se alcanza la temperatura umbral, alrededor de 1,6 ºC en esta simulación, y en ese momento el hielo colapsa al estado E3. En cambio, si empezásemos con una Groenlandia caliente y casi sin hielo (abajo a la derecha) y fuésemos bajando la temperatura sucedería lo contrario: la isla permanecería sin hielo hasta que alcanzáramos una temperatura de 0,6 ºC, momento en el que la capa de hielo empezaría a crecer hasta alcanzar un estado similar a E1. El estado E2 sólo aparece en situaciones intermedias. FOTO: Alexander Robinson et al. (Nature Climate Change)

En cuanto a la Antártida, la situación es un poco más complicada. La Antártida es un continente grande, y es diferente la dinámica de la parte occidental, donde hay mucho hielo sobre el mar, y de la parte oriental, donde el hielo forma una capa gruesa sobre la masa continental. Como era de esperar, encontramos dos umbrales diferentes: uno que funde el hielo de la Antártida Occidental, entre 2,5 y 4 ºC, y otro que funde el hielo de la Antártida Oriental, entre 6 y 9 ºC. Estos dos resultados han sido publicados recientemente en la revista Nature.

Estos números parecen pintar un panorama bastante preocupante: estamos ya dentro de la zona peligrosa para el hielo de Groenlandia, y si no dejamos de emitir CO2 para el año 2100 estaremos en 3 ºC de calentamiento global, con Groenlandia ya vendida y la Antártida Occidental en peligro. Pero, como hemos dicho antes, que se supere el umbral no significa que el hielo se vaya a fundir inmediatamente: podría tardar milenios, si sólo superamos el umbral ligeramente, o tan poco como 500 años, si lo superamos muy ampliamente. Vistos estos tiempos tan largos, ¿tenemos margen para superar el umbral durante un tiempo, hasta que resolvamos nuestros problemas, y luego volver a temperaturas en las que el hielo deje de fundirse? La respuesta es sí… pero no del todo.

Una gráfica similar a la anterior de Groenlandia pero para la Antártida, que muestra el resultado de varias simulaciones. El eje horizontal representa la diferencia entre la temperatura en época preindustrial y la temperatura aplicada a la simulación (abajo aparece la diferencia de temperatura a nivel global, y arriba la diferencia en la Antártida). El eje vertical representa la cantidad de hielo almacenado en el continente. Las diversas líneas muestran el recorrido de varias simulaciones, que difieren en las propiedades del hielo y en la velocidad a la que cambia la temperatura. Observamos que si empezamos la simulación en la era preindustrial (parte superior, con una diferencia de temperatura 0) y empezamos a calentar el continente, el volumen de hielo va disminuyendo lentamente. Entre 6 y 9 ºC, sin embargo, algo sucede y el hielo prácticamente desaparece: en ese intervalo se encuentra el umbral de la Antártida Oriental, que alberga la mayor parte del hielo del continente. Por el contrario, si empezamos con una Antártida desprovista de hielo y caliente (abajo a la derecha) el hielo va aumentando, pero de forma más progresiva, y el volumen actual de hielo sólo se recupera para temperaturas 2-3 ºC por debajo de la era preindustrial. Es probable que esto signifique que los niveles de hielo actuales son una herencia del último periodo glacial, en el que las temperaturas medias eran 3-4 ºC más bajas que en la actualidad.
Una gráfica similar a la anterior de Groenlandia pero para la Antártida, que muestra el resultado de varias simulaciones. El eje horizontal representa la diferencia entre la temperatura en época preindustrial y la temperatura aplicada a la simulación (abajo aparece la diferencia de temperatura a nivel global, y arriba la diferencia en la Antártida). El eje vertical representa la cantidad de hielo almacenado en el continente. Las diversas líneas muestran el recorrido de varias simulaciones, que difieren en las propiedades del hielo y en la velocidad a la que cambia la temperatura. Observamos que si empezamos la simulación en la era preindustrial (parte superior, con una diferencia de temperatura 0) y empezamos a calentar el continente, el volumen de hielo va disminuyendo lentamente. Entre 6 y 9 ºC, sin embargo, algo sucede y el hielo prácticamente desaparece: en ese intervalo se encuentra el umbral de la Antártida Oriental, que alberga la mayor parte del hielo del continente. Por el contrario, si empezamos con una Antártida desprovista de hielo y caliente (abajo a la derecha) el hielo va aumentando, pero de forma más progresiva, y el volumen actual de hielo sólo se recupera para temperaturas 2-3 ºC por debajo de la era preindustrial. Es probable que esto signifique que los niveles de hielo actuales son una herencia del último periodo glacial, en el que las temperaturas medias eran 3-4 ºC más bajas que en la actualidad. FOTO: Julius Garbe et al. (Nature)

La memoria del hielo

En primer lugar, hemos de ser conscientes de que la mayor parte del calentamiento lo está produciendo un gas que se queda instalado en la atmósfera, y mientras siga ahí el calentamiento no se va a ir a ninguna parte. Retirar el CO2 de la atmósfera no parece imposible, pero a día de hoy la tecnología para hacerlo es simplemente desconocida. En cualquier caso, seamos optimistas: tal vez en el año 2100 habremos descubierto una manera de retirar el CO2 y podremos hacer que la temperatura baje hasta niveles de hace 200 años. ¿Salvaría esto a las masas de hielo?

La respuesta es que sólo podría salvarlas en parte. Antes hemos dicho que los umbrales silenciosos ocurren porque el hielo conserva cierta “memoria” del pasado. Esto es mala noticia para nuestro plan: si nos hemos pasado cierto tiempo por encima del umbral, el hielo va a recordarlo. Aunque las temperaturas bajen el hielo ya no parte de la misma situación que había hace 200 años, y las ecuaciones son claras: podríamos parar el colapso de las masas de hielo, pero no podríamos volver a la situación inicial.

Esto es lo que podemos decir a día de hoy sobre el futuro de los hielos continentales de la Tierra. Los Acuerdos de París de 2016 pretenden que el calentamiento global en el año 2100 esté por debajo de 2 ºC y, a poder ser, que no supere los 1,5 ºC. A día de hoy estamos lejos de ambos objetivos, pero estos umbrales del hielo de Groenlandia y la Antártida añaden un nuevo significado a esas cifras que, de lo contrario, correrían el peligro de ser sólo números.

QUE NO TE LA CUELEN

  • Sí, la Tierra se está calentando, y sí, el principal causante es el CO2 que emiten las actividades humanas a la atmósfera.
  • Todos los fenómenos relacionados con el cambio climático son procesos lentos, que se desarrollan a lo largo de décadas o en muchos casos siglos. El deshielo de lugares como Groenlandia o la Antártida, si se produce, será también un proceso lento, pero difícil de frenar.
  • La subida del nivel del mar es uno de los fenómenos con más impacto en la economía y la sociedad, porque tiene el potencial de desplazar a los habitantes que viven cerca de la costa hacia zonas del interior, que en muchos casos ya están habitadas por otras personas. Presumiblemente los países del primer mundo encontrarán la manera de lidiar con ello, pero las regiones con Estados menos preparados podrían tener serios problemas para asentar a esas oleadas migratorias y para proporcionarles alimento y un entorno seguro.

REFERENCIAS