22 enero 2021

Paradojas del clima

El círculo polar ártico es el espacio que queda incluido por encima de los 66,6° de latitud Norte. La riqueza biológica de este ecosistema se reparte entre las aguas marinas, las placas de hielo, la zona costera, la tundra y algunos bosques de coníferas. Tiene unos 7 millones de km2 de hábitats terrestres, que varían desde la tundra arbustiva de la parte baja (al sur) hasta los páramos de vegetación escasa que dominan en las áreas más septentrionales.


En esencia, es un océano central rodeado de las extensas plataformas continentales de los países circumpolares (EEUU, Rusia, Noruega, Canadá y Dinamarca, incluidos sus territorios autónomos de Groenlandia e Islas Feroe). La región se caracteriza por grandes cambios estacionales que van acompañados de un aumento y disminución del hielo marino. De las noches perpetuas en invierno a los interminables días veraniegos, la luz cambia aquí más que en cualquier otro lugar del planeta. Sus hábitats sólo pueden mantener unas cuantas especies muy especializadas.

Sólo un 2% de especies de aves del mundo son capaces de criar aquí. Casi todas tienen la mitad o más de su área de reproducción confinada en el Ártico. Entre las aves árticas, los anseriformes (patos y gansos) y los caharadriiformes (gaviotas y limícolas) alcanzan su mayor diversidad en estas latitudes frías. Todas se benefician de un breve pero intenso estallido estacional de recursos alimenticios, ya sea en forma de materia vegetal o animal. A cambio de soportar unas condiciones tan limitadas, tienen un bajo riesgo de muerte debido una escasa presión depredadora y una menor incidencia de enfermedades parasitarias que otras aves de climas cálidos. Casi todas son migratorias, viajan a todos los rincones del mundo, desde los hábitats boreales a los tropicales. Algunas incluso se desplazan hasta la Antártida, en la otra punta del planeta.

Arao de Brünnich (izquierda) y gaviota de marfil (derecha)

Algunas de las aves árticas muestran signos de disminución de sus poblaciones que pueden estar relacionada con el cambio climático. Es lo que ocurre con la gaviota de marfil (Pagophila eburnea), el arao de Brünnich (Uria lomvia), el halcón gerifalte (Falco rusticolus), y quizá el búho nival (Bubo scandiacus). Se desconocen las causas exactas, pero pueden estar relacionadas con cambios en el suministro de alimentos que trae el aumento de las temperatura.

Sin duda alguna, la principal amenaza del Ártico es el calentamiento global, que está provocando la rápida disminución en la extensión del hielo marino ártico. Desde 1979, los científicos ya vienen alertando de este grave problema ambiental. En los últimos diez años, la extensión mínima de la capa de hielo en septiembre ha sido 1/3 menor que en la década de 1980-1990. Durante los últimos cuarenta años, las temperaturas en el Ártico han aumentado alrededor de 0,5 °C por década. Este incremento de temperatura duplica el promedio del resto del planeta.

Charrán ártico (izquierda) y fulmar boreal (derecha)

En las regiones árticas, el período óptimo para la reproducción de las aves marinas es muy reducido. Un estudio de 2019  ha investigado la respuesta fenológica de estas aves, y más en concreto, la relación entre los factores climáticos y el ciclo reproductor. Según el estudio, las aves marinas que se alimentan en las aguas superficiales del Pacífico norte son aquellas en las que más se anticipa el periodo reproductor: unos diez días en los últimos 35 años. Ello se debe al incremento de la temperatura del océano y al inicio del deshielo, que son los signos del comienzo de la primavera en el Ártico. Ya que el calentamiento global provoca un adelanto del período óptimo para la reproducción de las aves marinas árticas, éstas anticipan las fechas de cría como forma de adaptación a los cambios ambientales. No obstante, no todas las poblaciones muestran un patrón homogéneo de cambio. Las del Pacífico norte son las que registran un adelanto más acusado.

La ecología y las estrategias de alimentación de cada especie también influyen en la capacidad de respuesta al desafío climático. Las aves marinas que más anticipan la cría pescan en aguas superficiales, como el págalo rabero (Stercorarius longicaudus), la gaviota piquicorta (Rissa brevirostris), la gaviota tridáctila (Rissa tridactyla), la gaviota hiperbórea (Larus hyperboreus), el charrán ártico (Sterna paradisaea), el paíño boreal (Oceanodroma leucorhoa) o el fulmar boreal (Fulmarus glacialis).

Mérgulo empenachado (izquierda) y frailecillo atlántico (derecha)

En cambio, las especies que bucean para capturar las presas tienen variaciones de fechas menos significativas. Es el caso del frailecillo atlántico (Fratercula arctica), el alca unicórnea (Cerorhinca monocerata), el frailecillo coletudo (Fratercula cirrhata), el frailecillo corniculado (Fratercula corniculata) o el mérgulo empenachado (Aethia cristatella).

Parece pues que no todos los seres vivos son capaces de responder de forma similar a los cambios ambientales derivados del cambio climático. Algunas especies se desplazan hacia latitudes o altitudes superiores a medida que la temperatura aumenta, otras alteran la dieta en respuesta a los cambios en la abundancia y disponibilidad de alimento. Incluso hay especies en las que no se ha detectado ningún tipo de respuesta.

El calentamiento global altera las condiciones ambientales poco a poco. No obstante, este cambio lento y continuo puede impulsar a los mecanismos que rigen el clima hasta un punto crítico tras el cual pasan a un estado nuevo de una forma brusca. Este salto trae consigo una variación en el clima de consecuencias impredecibles. Y lo peor es que cuando se ha cruzado el umbral, los cambios pueden persistir durante cientos de años. El mejor ejemplo para entender esta singularidad de nuestro clima nos lo ofrecen las corrientes marinas.

Sabemos que el clima en la región del Atlántico norte, que incluye Europa y la zona este de Norteamérica, está influido por la gran corriente oceánica que transporta el calor hacia el Norte desde los trópicos. Se llama Corriente del Golfo y es una corriente cálida que fluye en dirección NE desde el estrecho de Florida a las costas occidentales de Europa e islas orientales del Océano Glacial Ártico. Esta corriente tiene una gran importancia climática debido a sus efectos moderadores en el clima de Europa occidental.

Cinta transportadora oceánica. En rojo aguas superficiales cálidas. En azul aguas frías profundas

Cuando la corriente superficial cálida llega  al Ártico, el agua más salada (y por tanto más densa) se hunde y se enfría en profundidad. Después, este flujo de agua fría es transportado hacia latitudes más al sur en una especie de cinta transportadora oceánica denominada circulación termohalina, un conjunto de movimientos internos del agua marina ocasionados por las diferencias de densidad de las masas de agua. Su nombre se debe a que la densidad del agua de mar está determinada por la temperatura y la salinidad.

Esta cinta transportadora favorece el intercambio de calor a través del interior del océano. Sin este mecanismo, el clima relativamente templado de Londres podría ser tan frío como el de Montreal. La carta de valores anuales promedio de las anomalías de temperatura respecto a su valor medio a la misma latitud (ver mapa inferior) muestra una fuerte anomalía positiva (entre +5°C y +10°C) sobre Europa Occidental, desde el norte de Francia hasta el conjunto de Escandinavia. Esta anomalía es particularmente significativa en invierno.

En rojo anomalías positivas (más temperatura de la esperable por latitud geográfica). En azul, las anomalías negativas.

El clima de la Tierra es tan complejo que pueden ocurrir fenómenos contradictorios en apariencia. El lento efecto del calentamiento global que sufre el planeta desde hace 180 años podría, paradójicamente, provocar en Europa una nueva edad de hielo como la que padeció desde comienzos del siglo XIV hasta mediados del XIX. La preocupación de los meteorólogos que lo estudian reside en que el gran flujo de agua dulce del deshielo ártico diluya la corriente salada y detenga o debilite la cinta transportadora del calor. Esto podría dar como resultado un cambio brusco climático que probablemente repercutiría en todo el hemisferio al alterar la circulación atmosférica a gran escala.

Situación actual. Tomado de Richard B. Alley. Scientific American

La imagen superior muestra la situación actual del tramo de circulación termohalina que afecta al Atlántico Norte. Las corrientes oceánicas saladas (rojas) que fluyen hacia el norte desde los trópicos, calientan los vientos dominantes (flechas grandes superiores) mientras soplan el este, hacia Europa. En las proximidades de Groenlandia, las corrientes cálidas (rojas) ceden calor a la atmósfera, se enfrían, ganan densidad y se hunden. El flujo de agua se transforma en una corriente fría y densa (azul) que viaja en sentido sur. Bajo estas condiciones, Europa disfruta de los actuales climas templados, con inviernos no muy fríos que permiten una rica producción agrícola.

Escenario de un futuro deshielo masivo.Tomado de Richard B. Alley. Scientific American

En cambio, un evento de deshielo a gran escala provocaría una entrada masiva de agua dulce en el Atlántico norte que podría diluir el flujo de la corriente salina procedente del sur. Las aguas superficiales, aunque frías, ya no serían tan densas como para hundirse y la cinta transportadora se ralentizaría o, en el peor escenario, se detendría. Los vientos dominantes transportarían aire muy frío en dirección este (flechas grandes superiores). Este ambiente frío podría persistir decenas de años hasta que se restableciera el funcionamiento de la cinta transportadora, quizá por un reequilibrio que compensara la diferente salinidad de las aguas meridionales sobre las más dulces del norte. En este hipotético escenario de una Europa con inviernos muy fríos, la agricultura se resentiría con sequías agravadas por vientos fuertes.

En la descarga de agua dulce al Atlántico norte no solo contribuiría el deshielo de la banquisa marina sino también los glaciares de Groenlandia y otras islas del Ártico. Desde hace veinte años, los científicos nos vienen alertando de que la mitad sur del casquete de hielo de Groenlandia está retrocediendo a gran velocidad. Aunque pueda parecer una hipótesis catastrófica exagerada, existen sólidas evidencias de que aumentos bruscos del flujo de agua dulce hacia el océano Ártico han parado o debilitado la cinta transportadora oceánica de calor al menos dos veces en el pasado geológico reciente.

Una de estas paradas ocurrió cuando el mundo salía de la última era glacial, hace unos 15.000 años. Coincidió con el desagüe masivo de agua dulce al Atlántico norte procedente de los glaciares de Norteamérica, que se fundieron por un progresivo aumento de las temperaturas. A consecuencia de la parada de la cinta transportadora, Europa occidental dejó de recibir el calor que enviaba la corriente marina y quedó sumida en una ola de frío de 1500 años conocida como Dryas Reciente. Con todo, lo más sorprendente de este cambio no fue tanto su intensidad sino su velocidad. Se estima que pudo ocurrir en el transcurso de escasamente una década. Al Gore lo divulgó en su conocida conferencia “Una verdad incómoda”.


Aunque desde entonces no ha habido ningún periodo de cambio climático abrupto tan grande, extendido o rápido, sí sabemos que han ocurrido episodios de enfriamiento súbito del clima en Europa. La antes mencionada Pequeña Edad de Hielo vino acompañada de una serie de malas cosechas, hambrunas y desastres naturales que desembocaron en importantes cambios socioeconómicos en el viejo continente. No hay consenso científico sobre las causas de este período frío. Se ha sugerido que pudo deberse a una época de menor radiación solar o a un conjunto de erupciones volcánicas que oscurecieron la atmósfera.

La oceanógrafa norteamericana Ruth Curry lleva estudiando la circulación oceánica desde 1980. Está interesada en investigar cómo cambian las corrientes marinas con el tiempo y qué papel juegan en el clima global. En su opinión, esta edad de hielo pudo haber sido causada por  la detención súbita de la circulación termohalina, fruto de ciclos climáticos que periódicamente funden el hielo ártico. Cree, no obstante, que necesitaríamos una máquina del tiempo para asegurarlo con certeza.

En el siglo pasado, concretamente en 1967, una enorme mancha de agua dulce apareció frente a la costa este de Groenlandia como resultado de una probable descarga masiva de hielo en el océano circundante. Conocida como la Gran Anomalía Salina, afectó a toda la zona durante toda la década de 1970. Pudo interferir en la circulación termohalina al obstaculizar la formación de agua profunda en el Mar del Labrador. Continuó derivando en dirección al Mar de Noruega a fines de la década de 1970, y se desvaneció poco después. Como consecuencia de esta anomalía hubo una sucesión de inviernos fríos, sobre todo en Europa.

Esta foto fue tomada por el científico Steffen Olsen en junio de 2019 mientras viajaba a través del hielo marino derretido en el noroeste de Groenlandia

El 31 de julio de 2019 se produjo el mayor retroceso de hielo en Groenlandia en solo un día. Se fundieron 11.000 millones de toneladas de hielo. Ese mes de julio había sido el más cálido desde 1880. Sin embargo, se detectó una anomalía en el extremo norte del Atlántico (círculo ampliado de la imagen inferior) que evolucionaba justo al contrario, cada vez era más fría, con valores por debajo de la media. El hecho de que el planeta registre un récord de calor a la vez que tenga un récord de frío es bastante sorprendente. El oceanógrafo y climatólogo alemán Stefan Rahmstorf, un experto mundial en cambio climático, cree que esto es consecuencia del lento declive del Sistema de Corrientes del Golfo como respuesta al calentamiento global.


El glaciólogo italiano Marco Tedesco, en su libro Hielo. Viaje por el continente que desaparece (2019), nos recuerda que el Ártico que conocemos hoy va a desaparecer, entre otras razones porque allí una pequeña subida de la temperatura supone cruzar el umbral que separa la congelación del deshielo. Y esa subida va muy deprisa, duplica a la del resto del planeta. Se ignora qué cantidad de agua dulce se precisa para detener la cinta transportadora atlántica. Sí sabemos que a medida que sube la temperatura media de la atmósfera, muchas especies de aves características de la taiga y el subártico se expanden hacia el norte. Y esto no supone un enriquecimiento de la avifauna ártica sino, más bien, una contracción de su dominio. Un signo más de la agonía de este ecosistema único.
José Antonio López Isarría