En este escrito se pretende explorar en términos sencillos para nuestros jóvenes estudiantes que son los futuros investigadores de nuestro país, el problema del calentamiento global y el cambio climático. Ambos términos a menudo son usados indistintamente y pueden causar confusión.
El calentamiento global es el incremento paulatino de la temperatura promedio del clima de nuestro planeta como consecuencia de la acumulación de gases de “efecto invernadero” porque atrapan el calor proveniente del sol en la atmósfera. Tales gases son el resultado de actividades humanas, tales como la quema de combustibles fósiles, la deforestación y procesos industriales. Estos gases son el Metano (CH4), el bióxido de carbono (CO2), óxidos de nitrógeno NO3, vapor de agua H2O, y gases fluorados como el perfluorocarbono (PFC) y el hidrofluorocarbono (HFC). El calentamiento global se observa en la atmósfera y en los océanos, y afecta finalmente el clima global.
El cambio climático se refiere a las variaciones a largo plazo en los patrones climáticos del planeta, que pueden deberse a causas naturales, tales como variaciones solares o erupciones volcánicas o a actividades humanas.
El Cambio Climático se refleja en las alteraciones de la temperatura de la atmósfera y del océano, precipitación, niveles del mar, frecuencia de eventos extremos como huracanes, entre otros.
Así, el calentamiento global es un componente del cambio climático.
Otro concepto que debemos definir es el forzamiento climático (radiactive forcing en inglés). Este concepto es una valoración del desequilibrio en el clima del planeta, se refiere al balance entre la entrada de energía por la radiación solar y la salida de energía en forma de calor (radiación infrarroja). Así, un forzamiento climático positivo significa que hay un calentamiento, por ejemplo, por el incremento de gases de invernadero y, un forzamiento negativo se traduce en un enfriamiento del sistema climático, dado por ejemplo con el aumento de aerosoles volcánicos.
Asimismo, una ola de calor marina o MHW (marine heatwave, por sus siglas en inglés) se define como el período prolongado de temperatura anormalmente alta del mar, cuando se le compara con el promedio histórico para una determinada región y época del año.
Los niveles de CO₂ en la atmósfera son los más altos jamás registrados, y siguen en aumento debido fundamentalmente a la quema de combustibles fósiles como carbón, petróleo y gas; la consecuencia es precisamente el incremento de la temperatura, que en la última década ha sido de entre 0.85 y 1.6°C y se está viviendo la década más calurosa de la historia. El CO2 no es el único de efecto invernadero relevante, el metano (CH4) es mucho más dañino para la atmósfera; es decir, una parte de CH4 absorbe veinte veces más calor que una de CO2; aunque hay autores que sostienen que el CH4 absorbe hasta alrededor de 84 veces más calor que el CO2, pero su vida en la atmósfera es relativamente corta: entre 7 y 12 años, mientras que el CO2 puede permanecer en la atmósfera durante siglos o milenios.
Por tanto, aunque el CH4 tiene un fuerte impacto a corto plazo, el CO₂ representa un riesgo persistente que puede afectar el clima de la Tierra durante muchas generaciones.
El metano también se está incrementando como producto del deshielo de suelo “siempre congelado” o “permafrost”, de las latitudes frías, que, debido al incremento de temperatura atmosférica, porque cuando este suelo se deshiela, el metano se escapa. El océano absorbe alrededor del 30% del CO2 y CH4 de la atmósfera y es en sí, un gran reservorio de metano que se encuentra congelado en el fondo del mar. Con el calentamiento global, el océano se puede convertir en un emisor de metano en lugar de ser un sumidero de este gas.
Además de lo anterior, la contaminación atmosférica ha hecho que la capa de ozono estratosférico se adelgace y se formen agujeros en ésta. debido a la pérdida de las moléculas de este gas que está constituido por tres átomos de oxígeno (O3); como resultado de esta pérdida de la capa de ozono, se calientan más nuestros continentes y el agua marina.
El océano tiene un papel primordial en el cambio climático, pues está acumulando la mayor parte del exceso de calor provocado por el forzamiento climático. En los últimos 10 años se ha registrado un aumento de 0.4°C en promedio de la superficie del océano; esto pareciera un aumento muy bajo, pero hay que considerar que es un valor promedio del océano mundial. El calor oceánico se refleja en la temperatura superficial y subsuperficial, así como en cambios en las corrientes superficiales del océano.
Otro fenómeno a considerar es que en las zonas costeras que tienen aporte de nutrientes derivados de la agricultura y de las aguas residuales (del desagüe de las poblaciones humanas), al ser bañadas por aguas más cálidas se están ampliando áreas hipóxicas (bajas en la concentración de oxígeno) que ponen en peligro la sobrevivencia de los organismos bentónicos (que viven en el fondo del mar), así se observa una desoxigenación y la generación de zonas muertas (sin organismos) en las zonas costeras, como por ejemplo, en el norte del Golfo de México.
El océano cubre aproximadamente el 70% de la superficie terrestre, por lo que ejerce una gran influencia y estabilidad del planeta, y por consiguiente, de los seres vivos que habitamos en éste; su interacción con la atmósfera y las costas de los continentes e islas, es de suma importancia.
Siendo el mar un reservorio importante de energía calórica, las corrientes marinas que circulan alrededor de todo el océano, se encargan de distribuir esta energía, climatizando así el planeta, pues el océano refresca durante la noche lo que el sol calienta durante el día en todas las porciones costeras de los continentes, y también el agua marina refresca las zonas tropicales y subtropicales. De manera general, tales corrientes se desplazan desde las zonas frías y templadas hacia la zona cálida ecuatorial.
El calentamiento global promueve la formación de huracanes, por lo que hoy en día, los estudios oceanográficos cobran gran importancia, porque el océano mundial está siendo monitoreado; de tal manera, es posible predecir mucho de su comportamiento siendo posible estimar el número de huracanes que podrían formarse en cada temporada, que abarca los meses entre mayo y noviembre. Estos huracanes se alimentan de la temperatura de la superficie del mar, la humedad atmosférica, y los vientos entre otros factores, siendo más violentos y destructivos si la temperatura de la capa superficial del mar situada entre los 0 y 100 m de profundidad, supera los 26 °C.
Se ha visto que ante el cambio climático, El océano está acumulando la mayor parte del exceso de calor (absorbe alrededor del 90% del exceso del calor atmosférico); así, las corrientes marinas superficiales transportan más energía cinética y por tanto, se han acelerado, pero también se ha encontrado que el hundimiento del agua muy fría que se realiza en las regiones polares se ha ido frenando como resultado del aumento de su temperatura; al ser más caliente, disminuye su densidad y ya no puede hundirse como habitualmente sucedía, como resultado, ese hundimiento de agua fría se ha ido frenando; esta condición está teniendo como consecuencia que la energía cinética del océano profundo (mayor a los 1000 m de profundidad) habrá de disminuir de forma significativa en un clima más cálido y el desplazamiento del agua profunda de los polos hacia el ecuador se irá frenando paulatinamente.
Los seres vivos que habitan en los mares son muy importantes porque constituyen y forman entre ellos muchas interacciones, principalmente porque la sobrevivencia de unos depende de la de otros. Los vegetales además de servir de alimento para muchos animales herbívoros producen el oxígeno para la respiración de todos, incluyendo a los seres vivos que no vivimos en el océano, pues la mayor parte del oxígeno que tenemos en la atmósfera proviene del mar, en particular del fitoplancton que se encuentra viviendo suspendido en sus aguas. La cantidad del oxígeno que produce la vegetación en el mar, es mayor que la que producen los bosques y las selvas de nuestros continentes.
Asimismo, todos los organismos que habitan el océano se alimentan unos de otros y los consumidores que están en los peldaños superiores de la pirámide alimenticia, se ven afectados si los organismos que están en los niveles inferiores desaparecen o se reducen en número por causas del cambio climático.
Al incorporar el océano el CO2 atmosférico, lo cual resulta benéfico para los organismos del fitoplancton o plancton vegetal que lo utilizan para realizar la fotosíntesis. Por otra parte, el CO2 incorporado por el océano, se disuelve y reacciona con el agua de mar formándose ácido carbónico, en este proceso se liberan iones de hidrógeno que bajan el pH e incrementan así, el grado de acidez del agua marina. Este incremento de la acidez del océano reduce la concentración de la calcita y aragonita (formas en las que el calcio se mineraliza) que está dañando a los corales, moluscos, foraminíferos entre otros disolviendo el carbonato de calcio de sus estructuras calcificadas como por ejemplo sus las conchas; al mismo tiempo, disminuye la cantidad de iones de carbonato que los organismos precipitan para fabricar sus esqueletos o conchas carbonatados. Además de lo anterior, con el aumento de la temperatura superficial del océano, combinado con su acidificación, se ha provocado el blanqueamiento y la mortandad de los corales, reduciendo así, la capacidad de los arrecifes coralinos para recuperarse.
Por otra parte, como consecuencia del calentamiento del océano, se ha observado un derretimiento acelerado del hielo de los glaciares, el aumento en el nivel del mar debido a esta causa y a que el agua más cálida se expande y ocupa un mayor volumen; ha generado la destrucción de porciones considerables en las costas, así, desaparecen playas y las poblaciones ribereñas ya han perdido o corren el riesgo de perder sus propiedades y construcciones.
El calentamiento del agua puede afectar de forma significativa a toda la vida marina, acelerando el metabolismo de diferentes especies y afectando con ello sus ciclos reproductivos y en muchos casos, causando la muerte de especies que sólo soportan pequeños cambios de temperatura. Se han observado cambios en la distribución de especies pelágicas (animales que nadan libremente en el océano, como por ejemplo los peces entre otros muchos) y bentónicas (especies que viven en el piso oceánico), porque se desplazan de las zonas cálidas a las zonas o latitudes más frías, con todo ello, la trama alimenticia se va alterando y se afectan los rendimientos en las pesquerías. Todas las poblaciones sufren ante el calentamiento oceánico. porque desaparecen unas especies, como por ejemplo la pérdida de los bosques de Kelp (en las costas de California en los EEUU y Baja California, en México) y otras especies proliferan en ciertas partes, como es el caso de las medusas que son carnívoras, impactando con ello la estructura de las poblaciones de las cuales se alimentan. Todas estas afectaciones pueden disminuir en gran medida el tamaño de las poblaciones que han constituido pesquerías importantes para la alimentación humana.
En síntesis, El cambio climático está alterando de manera drástica la estructura física, química y biológica del océano. Los procesos de acidificación, desoxigenación, olas de calor marinas y aumento en el nivel del mar, que interactúan de forma conjunta, impactan tanto a los ecosistemas, como a las comunidades humanas que dependen de éstos.
En la literatura científica se coincide en que estos procesos continuarán intensificándose, si no se reducen de manera sustancial las emisiones globales y, si no se fortalecen las estrategias de monitoreo y disminución del vertimiento de contaminantes hacia la atmósfera de nuestro planeta.
María del Carmen Maldonado Monroy: Es Bióloga egresada de la Facultad de Ciencias de la UNAM, con estudios de posgrado en Ciencias del Mar; labora en el Departamento de Hidrobiología de la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM) Iztapalapa, su área de investigación es sobre el Zooplancton e Ictioplancton Marinos.
Enrique Ayala Duval: Es Biólogo egresado de la Facultad de Ciencias de la UNAM, con estudios de posgrado en Ciencias del Mar; trabaja para el Departamento de Hidrobiología de la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM) Iztapalapa, su área de investigación es sobre el Zooplancton e Ictioplancton Marinos.
Literatura consultada
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