Un mar más cálido, más ácido y más alto a causa del cambio climático
CIENCIA
La capa más superficial del mar se calienta 0,11 grados por década, y su subida se ha acelerado hasta 3,2 milímetros al año de 1993 al 2010. El fenómeno impacta en los ecosistemas marinos.
Trabajos experimentales demuestran que el calentamiento del agua puede favorecer la proliferación de medusas y que la acidificación no parece afectarles negativamente.
Las concentraciones de CO2 en la atmósfera causadas por las actividades del hombre siguen registrando incrementos incesantes, y su aumento se relaciona con la quema de los combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas). En la primavera del 2013, estas concentraciones alcanzaron un récord de 400 partes por millón, según los datos de la estación de medición de Mauna Loa (Hawái). Su progresión no cesa.
Sin embargo, los climatólogos han detectado en la última década una ralentización en la tasa de incremento de la temperatura media en la atmósfera. Los científicos consultados creen que esta pausa en el incremento de temperaturas es sólo temporal. La energía del calor extra absorbido se estaría almacenando bajo la superficie de los océanos. Y hay quien opina que cuando retorne a la atmósfera, intensificará el aumento de temperatura en el aire. Ya ahora, tiene efectos en los ecosistemas marinos.
Manola Brunet, directora del Centro para el Cambio Climático dela Universidad Rovira i Virgili de Tarragona, matiza que no se puede hablar de una desaceleración del calentamiento, “ya que las observaciones de temperatura de aire nos indican que la última década, la del2000, ha sido la más cálida del registro instrumental, por encima de los noventa y anteriores”. La mayor parte de los años de la última década fueron más cálidos que los de anteriores décadas.
Sin embargo, la curva de aumento de temperaturas se ha aplanado en el último decenio. El quinto informe del Grupo Intergubernamental de Expertos de Cambio Climático dela ONU(2013) se refiere expresamente a la “reducción observada en la tendencia del calentamiento en superficie durante el periodo 1998-2012, en comparación con el periodo 1951-2012”.
Los científicos del grupo de las Naciones Unidas atribuyen la pausa, en primer lugar, a las oscilaciones relacionadas con la variabilidad natural del clima: fenómenos como el 'Niño y la Niña'(que activan ciclos de calentamiento y enfriamiento desde el Pacífico); las erupciones volcánicas (cuyos aerosoles 'nublan' los rayos del sol) o la radiación solar. Pero estos factores inducen oscilaciones naturales de temperatura que se dan en plazos cortos (no relevantes estadísticamente), dice Brunet. En cambio, el gran motor subyacente que condiciona el clima es el incremento de los gases de efecto invernadero, que se suma a la variabilidad natural del clima. Por eso, superada esta fase con mayor incidencia de la variabilidad natural –que puede durar de 10 a12 años–, y cuando en el balance intervengan más las causas atribuibles a la actividad humana, “lo previsible es que la superficie del planeta se volverá a calentar en tasas más elevadas”, explica Francisco Doblas Reyes, investigador Icrea del Institut Català de Ciències del Clima (IC3).
Diversas hipótesis explican la pausa del calentamiento (que enmascara las emisiones causadas por la quema de combustibles en térmicas, industrias o coches). Pero la que da una mejor explicación sería que parte de la energía emitida ha sido absorbida por los océanos.
Mayor temperatura
De hecho, el calentamiento oceánico representa más del 90% de la energía acumulada por el sistema climático entre 1971 y el 2010, señala el último informe del Grupo de Expertos dela ONU. Más del 60% de ese aumento neto de energía se almacenó en el océano superior (0-700 metros) entre 1971 y el 2010, y alrededor del 30% se almacena en el océano por debajo de700 metros. En la franja de los primeros75 metros, el océano se calentó a un ritmo de 0,11 grados por década en ese periodo. Y todo indica que entre 700 y2.000 metros se ha dado una incorporación de calor “sin interrupción entre 1993 y el2009”.
“Estamos viendo un calentamiento no sólo de la atmósfera en su superficie, sino que, conforme avanza el tiempo, vemos que el calor penetra en las capas más profundas del océano, algo que se inicia a mediados del siglo XX”, confirma Doblas. El océano es como una esponja que absorbe el calor que recibe en la superficie y lo va transfiriendo a capas más profundas.
Las simulaciones con modelos informáticos hechas por el equipo de Doblas y Virginie Guemas, al frente del IC3 (incorporando las coordenadas climáticas más recientes), apuntan a que, mientras las temperaturas de la superficie del mar tienden a estancarse, el calentamiento de las capas situadas entre los 300 y los2.000 metrosde profundidad aumenta. Así lo detectan los instrumentos del programa Argo, una red de boyas que toma registros en buen parte de los océanos.
En la misma línea, los experimentos llevados a cabo por Magdalena A. Balmaseda, investigadora del Centro Europeo de Predicción a Medio Plazo (Reading, Reino Unido), apuntan a que “el aparente parón en el calentamiento superficial se puede deber a que el calor está penetrando a mayores profundidades, en lugar de quedarse en la superficie” del océano. Sus conclusiones son fruto de reconstrucciones de la historia de los océanos de los últimos 50 años, para lo que se combinan observaciones oceánicas (temperaturas, salinidad…) y las técnicas utilizadas en la predicción del tiempo.
“Si tenemos en cuenta toda la profundidad del océano, y no sólo los primeros700 metros, apreciamos que el océano ha continuado calentándose a un ritmo coherente con lo esperado debido al efecto invernadero”, matiza Balmaseda. “La mayor penetración del calor en las capas profundas del océano ocurrió a partir del fenómeno del 'Niño 1997/1998', y parece estar asociada a las variaciones de los vientos del Pacífico”, añade.
La explicación más plausible es que esos cambios en los vientos serían los responsables de que se bombease calor a mayores profundidades. “El intercambio de calor parece afectar sobre todo al Pacífico tropical, pero es posible que se lleve a cabo en áreas localizadas”, apunta Balmaseda.
¿Devolverá ese calor el mar? “El océano no tiene por qué devolver el calor. Pero puede llegar un momento en que los procesos que hacen que el mar capture ese calor en las capas más profundas se detengan y deje de absorber calor de la atmósfera, con lo que el planeta se volverá a calentar con tasas más fuertes”, dice Doblas.
Acidez con efectos
Uno de los mayores impactos del aumento del CO2 atmosférico es que las aguas de la superficie marina se hacen más ácidas. Así, la captación del CO2 por los mares tiene un efecto beneficioso (mitiga el calentamiento en la atmósfera), pero, en el reverso de la moneda, los océanos cada vez tienen más ácido carbónico. Se estima que su nivel de acidez es ahora un 30% mayor que el que había en la época preindustrial (la mayor parte, generada en los últimos 40 años), y se espera que aumente un 100% para finales de siglo.
En el proceso de acidificación se da un aumento de la concentración de hidrógeno y una disminución del pH en el agua, lo que reduce la capacidad de los organismos marinos de calcificar y formar sus conchas y esqueletos calcáreos.
“La acidificación hace que las conchas se hagan más frágiles y delicadas”, explica Patrizia Ziveri, oceanógrafa dela Universitat Autònoma de Barcelona, que coordina el proyecto europeo MeadSeA, en el que participan más de 100 personas de 22 instituciones y 13 países, para analizar estos efectos en el Mediterráneo. “Un mar más ácido afectará a organismos calcificadores como los corales, las gorgonias o los bivalvos”, detalla Ziveri.
La capacidad de las especies de calcificar depende de las concentraciones de iones de carbonato en el agua, la temperatura y la presión de esas aguas, recuerda.
La investigación de este fenómeno en el Mediterráneo es un gran reto. Las concentraciones de carbono de origen humano en estas aguas son más altas que en otros mares, y existen diferencias muy grandes entre sus mares interiores, “por lo que algunas áreas costeras puede ser más vulnerables que otras”, señala Ziveri.
Así, se ha visto que los corales rojos del Mediterráneo y los arrecifes coralígenos de este mar son hipersensibles a las condiciones de acidez (detienen su lento crecimiento, habitualmente de un milímetro anual); mientras que los mejillones aumentan la tasa de mortalidad y pierden su capacidad para reparar su película orgánica protectora en verano por el calentamiento y la acidificación. Igualmente, otros bivalvos, algas calcáreas coralinas o gasterópodos como 'Dendropoma petraeum' (que vive fijados, como costras, en la roca) tienen una gran sensibilidad a la acidificación y el aumento de temperatura. En cambio, las praderas de posidonia pueden beneficiarse de la acidez, pero son sensibles al aumento de temperatura.
Otros microscópicos organismos en la columna de agua superficial como el fitoplancton y zooplancton (foraminíferos, pterópodos…), que están en la base de la cadena alimentaria marina, son objetos también de estudio.
El trabajo experimental también ha mostrado que el calentamiento puede ser beneficioso para la proliferación de medusas, mientras que la acidificación no parece afectarles negativamente.
Josep Maria Gili, profesor de investigación de biología marina y oceanografía del Centro Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), afirma que el incremento de la temperatura de las aguas superficiales puede favorecer la expansión de medusas hacia áreas de aguas más cálidas, de especies procedentes del sur del Mediterráneo o de su sector oriental, aunque “la causa más aceptada de las proliferaciones de medusas sea la disminución de sus depredadores y de sus competidores, peces y demás especies”, precisa.
La investigación que dirige Ziveri se lleva a cabo mediante experimentos en laboratorio y estudios in situ. En este trabajo, algunas especies seleccionadas han sido recolocadas en zonas con vulcanismo submarino, con alta emisión de CO2 (frente a Isquia, en Italia, por ejemplo), para ver si son tolerantes y cómo responden a las nuevas condiciones. “En general, las zonas con alta acidez tienen ecosistemas más simples, con un menor número de especies presentes”, dice Ziveri.
“La acidificación, junto con el calentamiento, puede ocasionar cambios en el desarrollo de las comunidades que viven en la base de la cadena trófica marina y afectar a las pesquerías –añade la oceanógrafa–. Las especies endémicas mediterráneas, de gran biodiversidad, son muy sensibles a estos problemas”.
Diversos estudios del oceanógrafo William Cheung, dela Universidad EastAnglia de Norwich, concluyen que las pesquerías tenderán a cambiar su distribución hacia latitudes más altas y aguas más profundas en respuesta al cambio climático. El resultado será un incremento entre el 30% y el 70% de las capturas en las regiones de mayor latitud y una caída en los trópicos.
“En el trópico, las temperaturas más cálidas del agua intensificarán el blanqueo en los arrecifes de coral, cuyo estado de salud se agravará por la acidificación”, advierte Ziveri.
Aceleración de la subida del mar
Otro efecto del calentamiento ha sido la subida del nivel del mar, que se ha situado en torno a0,19 metros de media a lo largo del siglo XX, y el proceso se está acelerando. Así, la elevación promedio fue de1,7 milímetros al año entre 1901 y 2010, pero alcanzó los2 milímetros anuales de 1971 al 2010, y los3,2 milímetros entre 1993 y el 2010, siempre según las conclusiones del Grupo de Expertos de las Naciones Unidas.
La causa principal de la subida del nivel del mar es la expansión térmica del agua (que se dilata por el calor), pero también inciden otros factores: el deshielo de Groenlandia, los glaciares en tierra y, en menor medida, la fusión de glaciares enla Antártida. Lasproyecciones indican que la elevación promedio será, entre el 2081 y el 2100, de entre26 centímetros, en el caso de la mayor contención de las emisiones de gases invernadero, y98 centímetros(respecto al periodo 1986-2005). Aunque el calentamiento no será uniforme, señalan los expertos. Dependerá de la redistribución dinámica de las masas de agua (más calientes, más frías, más salinas...), por los cambios en los vientos o los grandes flujos de agua dulce en tierra.
Un mar más cálido y más elevado agravará el riesgo de inundaciones en las zonas bajas costeras no protegidas, a lo largo de todo el siglo, vaticina el grupo dela ONU, aunque los cambios más devastadores se podrán asociar a los cambios en niveles más extremos fruto de las tormentas tropicales, cuya intensidad irá en aumento.