El intercambio de carbono entre los diferentes componentes del planeta resulta uno de los procesos clave para la estabilidad climática.
Durante los últimos 800.000 años, los niveles de dióxido de carbono atmosférico variaron en respuesta a los períodos de glaciaciones e interglaciaciones, según los registros científicos, lo que refleja un delicado equilibrio entre los ciclos terrestre y oceánico.
- Tradicionalmente, los expertos consideraron que los océanos, en particular el océano Antártico, desempeñaron el papel principal en la regulación del CO₂ atmosférico.
- Sin embargo, nuevas investigaciones ponen el foco en los aportes terrestres del norte planetario.
Un estudio publicado en la revista Science Advances demuestra que el deshielo de permafrost en las regiones situadas al norte del trópico de Cáncer contribuyó de forma notable al aumento del CO₂ tras la última glaciación.
Los resultados permiten repensar la dinámica de emisiones y capturas de carbono a lo largo de los últimos milenios y aportan una base para entender los riesgos actuales relacionados con el aumento en la atmósfera de gases de efecto invernadero, el calentamiento global y el cambio climático.
Las grandes transferencias de carbono entre tierra y atmósfera
El almacenamiento de carbono en el permafrost actúa como un gran reservorio natural: cuando el mineral permanece fijado en estos suelos permanentemente congelados o en la biomasa vegetal, no ingresa a la atmósfera en forma de dióxido de carbono.
- Así, el planeta sostiene durante siglos o milenios una relativa estabilidad climática.
La liberación o retención de este carbono influye en la temperatura global y en los equilibrios de gases de efecto invernadero, no solo en el contexto de las emisiones actuales, sino también en la dinámica natural del clima a lo largo de la historia de la Tierra.
- El estudio revela que el deshielo del permafrost tras el último período de glaciación provocó emisiones masivas de carbono.
Según Amelie Lindgren, investigadora en ciencias de los ecosistemas de la Universidad de Gotemburgo, “hemos concluido que las tierras al norte del trópico de Cáncer, a 23,5 grados de latitud norte, emitieron una gran cantidad de carbono cuando la temperatura media aumentó en el hemisferio norte tras nuestra última glaciación.
- Estimamos que este intercambio de carbono podría haber explicado casi la mitad del aumento de los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera.”
Durante el último máximo glacial, principalmente hace unos 21.000 años, el carbono se acumuló bajo la superficie a medida que la vegetación quedaba atrapada por el frío, protegida por capas de polvo llamadas loess.
- Las bajas temperaturas y la presencia de permafrost favorecieron la preservación de este carbono, que de otro modo habría vuelto gradualmente a la atmósfera por la descomposición.
- El estudio indica que entre 17.000 y 11.000 años atrás, el aumento de las temperaturas a nivel global desencadenó la pérdida progresiva de suelo congelado y la liberación acelerada de CO₂ al aire.
Los núcleos de hielo analizados muestran que en ese periodo, la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera aumentó de 180 a 270 partes por millón, lo que significa que por cada millón de moléculas de aire, 270 correspondían a CO₂ al final del proceso.
- Este incremento representa una subida de aproximadamente un 50% en la cantidad de dióxido de carbono atmosférico, lo que refleja un calentamiento natural de gran magnitud entre el máximo glacial y el inicio del período interglacial.
- No obstante, tras este salto, el carbono atmosférico no continuó con el mismo ritmo de aumento: a pesar del deshielo prolongado, la expansión de turberas durante ese período actuó como un sumidero relevante.
Lindgren señala que “con el tiempo, su absorción compensó las emisiones generadas por el permafrost”.
Reconstrucción de biomas y modelos climáticos
Para cuantificar estos procesos, el equipo utilizó una combinación de análisis de polen fósil y simulaciones de modelos climáticos avanzados.
- El enfoque consistió en comparar la vegetación y las condiciones ambientales cada 1.000 años desde el máximo de la última glaciación (21.000 años antes del presente) hasta la época preindustrial.
- Lindgren explicó: “Hemos optado por tomar una instantánea cada mil años. Una vez que sepamos qué tipo de vegetación prevalecía, podremos estimar la cantidad de carbono almacenado en el suelo.
De esta manera, podremos modelar cómo se ha comportado el intercambio de carbono entre el suelo y la atmósfera desde la última glaciación.”
- Para ello, los científicos emplearon datos de biomas actuales como analogías de los ecosistemas pasados, e integraron información paleoclimática con inteligencia artificial para mapear probabilísticamente la distribución de vegetación y carbono en cada época.
- Los resultados permiten reconstruir con alta resolución los cambios en los grandes depósitos de carbono, especialmente en regiones de permafrost y loess de Eurasia, China y América del Norte.
El análisis incluyó no solo la estimación de pérdidas, sino también de ganancias de carbono en diferentes sistemas terrestres como las turberas, los suelos minerales y los depósitos subglaciares, calculando transferencias y variaciones con métodos estadísticos ajustados para cada ambiente.
Aplicaciones y relevancia de los resultados
- La dinámica descrita en el estudio aporta evidencias sobre la capacidad de los terrenos del norte para actuar tanto como fuente como sumidero de carbono.
Los autores señalan que este conocimiento resulta clave para comprender el presente: la acción humana interrumpió el ciclo natural del carbono hace 250 años mediante la quema de combustibles fósiles.
- Desde el inicio de la Revolución Industrial, los niveles de CO₂ pasaron de 280 a 420 partes por millón.
Lindgren advierte que el panorama futuro es más complejo, ya que las condiciones que antes permitieron secuestrar carbono (crecimiento de turberas y nuevas tierras expuestas) no se replicarán de la misma manera debido al ascenso del nivel del mar y a la reducción del espacio disponible para almacenar el carbono liberado. “Es difícil prever dónde almacenaremos el carbono que se liberará”, subraya Lindgren.
La investigación concluye que los cambios masivos de carbono terrestre influyeron profundamente en el clima histórico, y que el futuro dependerá de cómo se gestionen estos grandes reservorios en la actual situación de calentamiento global y deshielo constante.
Científicos alertan sobre riesgos irreversibles y el impacto global del deshielo
La Antártida enfrenta el riesgo de transformaciones abruptas e irreversibles que podrían tener consecuencias catastróficas para las próximas generaciones, según advierte un estudio internacional publicado en la revista Nature.
- El informe, liderado por la Universidad Nacional de Australia y realizado por científicos de Francia, Alemania, Sudáfrica, Suiza, Reino Unido y centros australianos, subraya la urgencia de reducir drásticamente las emisiones de gases de efecto invernadero para evitar daños irreparables en los ecosistemas, las ciudades costeras y el clima global.
El estudio detalla que los grandes y abruptos cambios en el hielo, el océano Austral y los ecosistemas antárticos están interconectados y afectan al planeta entero.
Los investigadores advierten que estos procesos, impulsados por el cambio climático, ya muestran signos de aceleración y podrían intensificarse con cada fracción adicional de calentamiento global.
Colapso de la capa de hielo y aumento del nivel del mar
Uno de los riesgos más alarmantes identificados es el posible colapso de la Capa de Hielo de la Antártida Occidental (WAIS, por sus siglas en inglés). Si esto ocurriera, el nivel del mar podría aumentar en más de tres metros, lo que supondría una amenaza directa para ciudades y comunidades costeras de todo el mundo.
- La Dra. Nerilie Abram, jefa científica de la División Antártica Australiana y autora principal del estudio, advirtió que “un colapso de ese tipo tendría consecuencias catastróficas para las generaciones futuras”, según consignó EFE.
El profesor Matthew England, de la Universidad de Nueva Gales del Sur y coautor del estudio, explicó que “las consecuencias para Australia incluyen el aumento del nivel del mar que afectará a nuestras comunidades costeras, un Océano Antártico más cálido y desoxigenado con menor capacidad para eliminar el dióxido de carbono de la atmósfera, lo que provocará un calentamiento más intenso en Australia y más allá, y un mayor calentamiento regional debido a la pérdida de hielo marino antártico”.
Impacto en la fauna y los ecosistemas antárticos
La fauna y los ecosistemas antárticos también enfrentan amenazas severas. El profesor England señaló que “la pérdida del hielo marino antártico aumenta el riesgo de extinción para los pingüinos emperador, cuyos polluelos dependen de un hábitat estable de hielo marino antes de que les crezcan sus plumas impermeables”.
- El estudio documenta la desaparición de colonias enteras de polluelos a lo largo de la costa antártica debido a la ruptura temprana del hielo marino. Además, la supervivencia del krill, otras especies de pingüinos, focas y fitoplancton se ve cada vez más comprometida por el calentamiento y la acidificación del océano.
El informe también advierte sobre la pérdida de hielo marino y la alteración de la circulación oceánica.
- La disminución del hielo marino no solo hace que las plataformas de hielo flotantes sean más vulnerables al colapso provocado por olas, sino que también modifica la cantidad de calor solar retenido en el sistema climático, lo que intensifica el calentamiento en la región antártica.
Un posible colapso en la circulación de retorno antártica podría dejar nutrientes vitales en el fondo marino, privando a los sistemas biológicos de la superficie, incluidos los animales marinos, de recursos esenciales.
- Abram dijo que las medidas actuales, como las establecidas por el Sistema del Tratado Antártico no bastan para frenar los impactos climáticos que ya comienzan a manifestarse. “Si bien son de vital importancia, estas medidas no ayudarán a evitar los impactos relacionados con el clima que ya están comenzando a manifestarse”.
El equipo internacional responsable del estudio está compuesto por expertos en clima y científicos de instituciones de Australia, Sudáfrica, Suiza, Francia, Alemania y el Reino Unido.
La investigación fue coordinada por el Centro Australiano para la Excelencia en Ciencias Antárticas (ACEAS), en colaboración con Asegurando el Futuro Ambiental de la Antártida (SAEF), la Asociación del Programa Antártico Australiano (AAPP) y la División Antártica Australiana (AAD), y contribuye a la Estrategia Decenal Australiana para la Ciencia Antártica 2025-2035.
Solo una reducción rápida y sostenida de las emisiones de gases de efecto invernadero permitirá mantener el calentamiento global lo más cerca posible de 1,5 grados Celsius y evitar que la Antártida cruce umbrales de cambio sin retorno, concluye el estudio.
Mayor salinidad del agua acelera el deshielo en el océano Antártico
Investigadores han descubierto un cambio drástico e inesperado en el océano Antártico, con un aumento de la salinidad de las aguas superficiales y una pronunciada disminución del hielo marino.
- Desde 2015, la Antártida ha perdido una cantidad de hielo marino equivalente al tamaño de Groenlandia, el mayor cambio ambiental observado en la Tierra en las últimas décadas.
El océano Antártico también se está volviendo más salado y este cambio inesperado está agravando el problema.
- Durante décadas, la superficie del océano se renovó (se volvió menos salada), lo que favoreció el crecimiento del hielo marino. Ahora, los científicos afirman que esta tendencia se ha revertido drásticamente.
- Utilizando datos satelitales, una investigación dirigida por la Universidad de Southampton ha descubierto un aumento repentino de la salinidad superficial al sur de los 50 grados de latitud.
Esto ha coincidido con una fuerte pérdida de hielo marino alrededor de la Antártida y el resurgimiento de la polinia de la Elevación de Maud en el Mar de Weddell, un enorme agujero en el hielo marino casi cuatro veces más grande que Gales, algo que no ocurría desde la década de 1970.
Peligroso círculo vicioso
Los hallazgos se publicaron en la revista PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences), donde Alessandro Silvano, de la Universidad de Southampton, quien dirigió la investigación, afirmó que el agua superficial más salada facilita el ascenso del calor en las profundidades oceánicas, derritiendo el hielo marino desde abajo. Se trata de un peligroso círculo vicioso: menos hielo genera más calor, lo que a su vez genera aún menos hielo.
Los efectos son globales: tormentas más intensas, océanos más cálidos y la reducción de los hábitats para animales emblemáticos de la Antártida.
- En estas aguas polares, el agua superficial fría y dulce se superpone a las aguas más cálidas y saladas de las profundidades. En invierno, a medida que la superficie se enfría y se forma hielo marino, la diferencia de densidad (estratificación) entre las capas de agua se debilita, lo que permite que estas capas se mezclen y el calor se transporte hacia arriba, derritiendo el hielo marino desde abajo y limitando su crecimiento.
- Desde principios de los años 80 la superficie del océano Antártico se había estado enfriando y la estratificación se había fortalecido, atrapando el calor debajo y manteniendo una mayor cobertura de hielo marino.
- Ahora, la nueva tecnología satelital, combinada con información de dispositivos robóticos flotantes que viajan a lo largo de la columna de agua, muestran que esta tendencia se ha revertido: la salinidad superficial está aumentando, la estratificación se está debilitando y el hielo marino ha alcanzado múltiples mínimos históricos. Es la primera vez que los científicos han podido monitorear estos cambios en tiempo real.
Aditya Narayanan, investigador posdoctoral de la Universidad de Southampton y coautor del artículo, explica:
- Si bien los científicos esperaban que el cambio climático antropogénico eventualmente provocaría una disminución del hielo, en cambio, se ha producido una rápida reducción de éste, un importante reflector de la radiación solar, lo que podría acelerar el calentamiento global./Agencias-PUNTOporPUNTO
Documento Íntegro a Continuación:
https://www.science.org/doi/pdf/10.1126/sciadv.adt6231
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