En esta ocasión, abordamos la situación catastrófica de los cuerpos de hielo en el planeta, que tienen un papel central en los metabolismos planetarios y cuya destrucción puede generar efectos de cascada que alteren de forma irreversible las condiciones de reproducción de la vida.

La criosfera es la capa de la Tierra que tiene presencia de hielo, ya sea en la superficie terrestre o marina. Las principales estructuras que se pueden encontrar en la criosfera son los glaciares, el hielo marino, la cubierta de nieve durante determinadas estaciones y el permafrost. Estas zonas están caracterizadas por tener una temperatura baja (menor a 0°C) y por estar congeladas la mayor parte del tiempo. En el caso de la cubierta de nieve, ésta solo se presenta durante la temporada de temperaturas bajas, por lo que durante los meses en los que la temperatura es elevada, las superficies pueden perder o disminuir de manera significativa su cubierta.

La criosfera ocupa un lugar importante dentro de los límites planetarios. Si bien, por sí sola no es un límite, es parte del límite planetario conocido como sistema climático. El sistema climático se conforma por el océano (hidrosfera), la tierra (litosfera), las capas de hielo (criosfera), la atmósfera y la diversidad de flora y fauna (biosfera); se encarga de regular el clima a partir de la interacción de sus componentes. Sobrepasar un umbral de aumento de temperatura de 1.8 a 3.6°C respecto de las temperaturas preindustriales, afectaría los arrecifes de coral y la pérdida del hielo (https://let.iiec.unam.mx/node/4935).

La mayor superficie de la criosfera se encuentra en los polos, en Antártida (que tiene aproximadamente 90% del hielo marino total) y en la región ártica. Estas zonas están sufriendo gravemente los efectos del calentamiento global. Desde 1979 se comenzó a monitorear Antártida a través de satélites (https://let.iiec.unam.mx/node/4162), lo que permitió en 2016 identificar una disminución de la extensión de hielo marino a lo largo de varios meses. En 2023 el tamaño máximo del hielo marino antártico se alcanzó en septiembre, al llegar a una extensión de 16.7 millones de kilómetros cuadrados (mkm²); esta fue la menor superficie registrada desde 1979, representa 1.03 mkm² por debajo del mínimo histórico de 1985 y 1.75 mkm² por debajo del promedio máximo del periodo de 1981 a 2010 (https://let.iiec.unam.mx/node/5027).

Como consecuencia del calentamiento global, las partes inferiores de las plataformas de hielo en Antártida Occidental son las que sufren los mayores procesos de derretimiento. Estas plataformas son grandes extensiones de hielo flotante que sobresalen de los glaciares. El agua de deshielo puede provocar el debilitamiento de las plataformas, hasta que estas se desprendan, lo que a su vez causa el deslizamiento de los glaciares y, por lo tanto, una mayor pérdida de hielo (https://let.iiec.unam.mx/node/4162). Algunos estudios concluyen que cumplir con el Acuerdo de París, para limitar el calentamiento global en 1.5°C respecto de las temperaturas preindustriales, no será suficiente para impedir el adelgazamiento de las capas de hielo, por lo que también será imposible evitar el aumento del nivel del mar en el planeta. Pero no deja de ser importante reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, con el objetivo de que el impacto en el hielo marino sea lo menos intenso posible.

Otro proceso destructivo en curso, reconocido mediante modelizaciones climáticas, es el calentamiento de las aguas de algunas zonas donde se encuentran las capas de hielo, por lo que su adelgazamiento será inevitable (https://let.iiec.unam.mx/node/5009). Además de las emisiones liberadas por las actividades humanas existen factores naturales que influyen en el derretimiento de los glaciares, uno de ellos es el ciclo climático de El Niño, un fenómeno que provoca el calentamiento del océano Pacífico.

Entre otros factores que afectan al deshielo se encuentran los vientos y el aumento de la temperatura. De estos, el que más influye es el último. En agosto de 2023 la temperatura media oceánica fue de 20.96°C, lo que, a su vez, provocó el aumento del nivel del mar. De seguir esta tendencia se estima que el derretimiento de Antártida podría provocar un aumento de 70 metros del nivel del mar. Además, favorecería al calentamiento global al haber una menor superficie de hielo y con ello menor albedo (la capacidad de reflejar la radiación solar): se absorbería más energía que contribuiría al aumento de la temperatura del planeta. La disminución del hielo marino también fomentaría una erosión persistente de las capas de hielo costeras y en las plataformas de hielo marino, lo que provocaría su desestabilización (https://let.iiec.unam.mx/node/4909).

El deshielo de Antártida también impacta en la regulación de temperatura del aire y del océano, en la circulación del agua oceánica y en los organismos que dependen de este tipo de ecosistemas. Entre las especies que se ven afectadas por el derretimiento del hielo marino se encuentran los pingüinos. La especie Adelia se alimenta de krill, un crustáceo que habita en aguas frías; el derretimiento del hielo marino por efecto de aguas cálidas provoca la disminución de las poblaciones de krill, lo que se traduce en menores cantidades de alimento disponible para los pingüinos. Los pingüinos emperador también son afectados por el deshielo, ya que esta especie coloca sus huevos y a sus crías en las capas de hielo, por lo que su disminución afecta el desarrollo de esta especie (https://let.iiec.unam.mx/node/4875).

En el caso Groenlandia también se observa una disminución en el hielo marino, que se ha duplicado desde el año 2000. La mayor pérdida de hielo se observa en los glaciares pequeños, y representa un foco de alerta para todo el hielo de la isla. Su deshielo aumenta del nivel del mar y genera repercusiones en el ecosistema y la biodiversidad de la región (https://let.iiec.unam.mx/node/3055 y https://let.iiec.unam.mx/node/5034).

Se estima que la disminución de hielo entró a una nueva fase debido a la rapidez con la que ocurre. Algunos científicos llaman la región polar El nuevo Ártico, por los rápidos cambios que se presentan: modificaciones por el deshielo y los impactos al ecosistema han afectado el entorno de manera negativa (https://let.iiec.unam.mx/node/3055).

Ante la disminución del hielo marino ártico se han desarrollado algunos modelos para determinar escenarios de la extensión del hielo. Uno de los más alarmantes, indica que el hielo marino del Ártico desaparecerá antes de 2050, esto de manera independiente de los gases de efecto invernadero que se continúen emitiendo. En contraste, los escenarios presentados por el Panel intergubernamental sobre el cambio climático (ipcc), indican que el hielo marino desaparecerá entre 2081 y 2100. El Proyecto de intercomparación de modelos acoplados ha realizado diversos ejercicios para identificar cómo las emisiones de gases de efecto invernadero liberadas por las actividades antropogénicas contribuyen al derretimiento del hielo marino ártico. Los modelos planteados por este proyecto tomaron en cuenta emisiones antropogénicas y naturales, así como únicamente gases de efecto invernadero, solo aerosoles y solo gases naturales. Entre los principales resultados se encontró que la mayor parte de la disminución de hielo marino ártico está asociada a los gases de efecto invernadero durante todo el año. Los gases naturales contribuyen a la disminución del hielo ártico en 10%, pero solo durante los meses de julio a noviembre. Estos modelos también han permitido establecer escenarios para conocer la extensión futura del hielo marino ártico: entre 2030 y 2050 se producirán las mayores disminuciones de hielo marino, independientemente de las emisiones que se liberen, para antes de 2100 el hielo marino ártico desaparecerá por completo (https://let.iiec.unam.mx/node/4807).

Durante agosto de 2020 se llevó a cabo un estudio en el mar de Wandel, ubicado al norte de Groenlandia. Esta zona era descrita como una zona cubierta de hielo marino viejo y grueso; por sus características, los modelos climáticos indicaban que esta área se mantendría con hielo, incluso ante el derretimiento de otras zonas del Ártico. Este estudio concluyó que la capa de hielo en el mar de Wandel era delgado y, por lo tanto, poco resistente al cambio climático. Una de las causas del debilitamiento de los glaciares es el cambio de los vientos en esta zona, que provocan el desplazamiento del hielo y su exposición a los efectos del cambio climático (https://let.iiec.unam.mx/node/3730).

La disminución del hielo marino también genera efectos en la regulación de la temperatura del aire y del océano, así como en la circulación del agua oceánica. Por ejemplo, el agua del fondo antártico es rica en oxígeno, lo que favorece a la ventilación del océano abisal. Esta formación de agua depende de cuatro regiones principales, una de ellas el mar de Ross, en la Antártica. En esta región se ha observado que el deshielo provoca alteraciones en la formación de agua de fondo antártico, específicamente en la desoxigenación de las profundidades del océano, lo que afecta a los ciclos de nutrientes oceánicos. Una menor cantidad de oxígeno en la formación de agua del fondo antártico puede provocar su adelgazamiento (https://let.iiec.unam.mx/node/4781).

La circulación de vuelco del océano también se ve afectada por el derretimiento de los polos. El vuelco abisal recicla el calor, el carbono, oxígeno y nutrientes. El derretimiento del hielo marino de Antártida puede provocar una desaceleración en las celdas de circulación de vuelco global, lo que a su vez provocaría el calentamiento del mar profundo y una menor ventilación en el océano abisal (https://let.iiec.unam.mx/node/4777). De acuerdo a algunas proyecciones, para el año 2050 se podría desacelerar la circulación de vuelco abisal del océano en más de 40%. Esto provocaría cambios a largo plazo en los océanos; modificaría el calor, el agua dulce, el oxígeno, el carbono y los nutrientes (https://let.iiec.unam.mx/node/4777).

Otra problemática en la criosfera es el desarrollo de proyectos de infraestructura en el Ártico. Actualmente existe la propuesta de proyectos carreteros y mineros en Alaska, que afectarían al ecosistema, a las especies que habitan en la región y a la reserva de Gates of the Arctic. En caso de ser aprobados, estos proyectos también pueden acelerar el deshielo del permafrost (https://let.iiec.unam.mx/node/4998).

El derretimiento de los cuerpos de hielo también afectará a los bosques, ya que estos se convertirán en ecosistemas secos, lo que favorece a los incendios. Los impactos del derretimiento del hielo marino generan impactos a nivel global al modificar la circulación oceánica, lo que contribuye al calentamiento global por la liberación de gases hasta ahora atrapados en el permafrost (https://let.iiec.unam.mx/node/4936). Además del dióxido de carbono, otro de los gases que afecta al derretimiento de los glaciares es el metano, un gas que se encontraba en grandes concentraciones durante los cambios glacial e interglacial del planeta. Los núcleos de hielo sirven como indicadores de estas grandes concentraciones de metano. Durante esas transiciones, se produjeron cambios en el sistema climático: la desaceleración de las corrientes en el Océano Atlántico, la expansión de regiones climáticas tropicales, el calentamiento de los polos, el aumento de la temperatura del océano, y una mayor frecuencia en los eventos climáticos extremos. A partir de estos cambios se puede prever que, en caso de una transición y reorganización del clima por altos niveles de metano, se producirá el colapso parcial de hielo en Groenlandia y en Antártida Occidental,¹ lo que expandirá las zonas tropicales cercanas a los polos, además de reorganizar las corrientes del océano Atlántico (https://let.iiec.unam.mx/node/4912).

Los componentes de la criosfera también tienen funciones dentro del sistema terrestre. El permafrost actúa como un sumidero de carbono, de manera que el derretimiento de este suelo liberaría toneladas de dióxido de carbono y de metano, contribuyendo la destrucción del ambiente como resultado del aumento de las temperaturas planetarias.

Las emisiones de gases de efecto invernadero de las actividades antropogénicas son el principal factor del cambio climático, el cual provoca impactos a diferentes niveles en el sistema terrestre. Uno de ellos es el aumento de la temperatura de los océanos, que a su vez causa una aceleración del derretimiento del hielo marino. La disminución de estas regiones es causante del aumento del nivel del mar a nivel mundial, lo que obliga a las poblaciones que viven en las costas a desplazarse. Las modificaciones e impactos en la criosfera también afectan a las poblaciones humanas y no solamente a la fauna nativa de estos ecosistemas.

Los escenarios del deshielo son poco alentadores; independientemente de las emisiones de gases de efecto invernadero que se continúen liberando en el futuro, llegará un momento en el que las capas de hielo de los polos desaparecerán. Sin embargo, es importante tomar medidas efectivas que limiten el calentamiento global para disminuir los impactos climáticos.

Es indispensable tomar en cuenta que el planeta Tierra es un sistema en el que interactúan diversos engranes como la biosfera, la atmósfera, la litosfera, la hidrosfera y la criosfera. El funcionamiento sistémico provoca que algún efecto en los engranes modifique en menor o mayor medida a los demás componentes del sistema. Por tanto, no se deben fijar objetivos para sólo salvaguardar la integridad de uno de estos componentes, sino considerar el sistema como un todo y tomar acciones que permitan mantener la integridad del planeta Tierra.

^* Estudiante de la licenciatura Ciencias de la Tierra de la UNAM, integrante de LET. dianamerinoal@ciencias.unam.mx
¹ La concentración de metano era de 0.7 partes por millón (ppm) antes de la quema de combustibles fósiles por las actividades antropogénicas. Actualmente la concentración de este gas es de 1.9 ppm. Las principales fuentes de emisión son la quema de combustibles fósiles, la agricultura, los vertederos, los desechos y algunas fuentes naturales. En 1999, se consideró que el metano había llegado a un estado de equilibrio entre las fuentes de emisión y los sumideros. En 2006 se presentó una aceleración en la concentración de este gas, que continúa hasta la fecha (https://let.iiec.unam.mx/node/4912).