La Antártida Occidental se calienta más de lo que se creía

El Oeste de la Antártida se ha calentado, durante el último medio siglo, más de lo que los científicos habían pensado, un hallazgo inquietante, dado que la enorme capa de hielo puede ser vulnerable a un colapso a largo plazo, con efectos potencialmente drásticos en los niveles del mar.

Un artículo publicado el pasado domingo en Nature Geoscience, Central West Antarctica among the most rapidly warming regions on Earth, afirma que la temperatura en una estación de investigación en el centro del oeste de la Antártida ha aumentado 2,4 grados centígrados desde 1958. Eso es más o menos el doble de lo que pensaban los científicos y tres veces la tasa global del calentamiento global, por lo que el centro de la Antártida Occidental es una de las regiones de la Tierra cuyo calentamiento es más rápido.

Por supuesto, el calentamiento en la Antártida es un concepto relativo. La Antártida Occidental sigue siendo un lugar muy frío, con temperaturas medias anuales en el centro que son de cerca de 50 grados centígrados bajo cero. Sin embargo, la temperatura allí se eleva algunas veces por encima del punto de congelación en el verano, y la nueva investigación plantea la posibilidad de que esto podría comenzar a ocurrir con más frecuencia, lo que podría debilitar la capa de hielo. Capa de hielo que ya está sometida a ataques en sus bordes por el agua del océano, cada vez más cálida.

Un colapso potencial de la capa de hielo de la Antártida Occidental es uno de los riesgos a largo plazo que han llevado a los expertos a preocuparse por el calentamiento global. La base de la capa de hielo se encuentra bajo el nivel del mar, en una configuración que hace que sea especialmente vulnerable. Los científicos dicen que una ruptura de la capa de hielo, durante un período que presumiblemente iba a durar al menos varios cientos de años, podría elevar unos 3 metros el nivel del mar, posiblemente más.

Esta nueva investigación es un intento de resolver una controversia científica que surgió hace varios años sobre lo rápido que se calienta la Antártida Occidental. Con pocas estaciones meteorológicas automáticas y aún menos observadores humanos en la región, los científicos han tenido que utilizar técnicas estadísticas para inferir tendencias a largo plazo del clima a partir de datos dispersos. Un área cercana llamada la Península Antártica, que se adentra hacia el norte desde la Antártida Occidental, cuyos registros son bastante buenos y están disponibles, ya es conocida por tener un calentamiento rápido.

Un documento de 2009 (Warming of the Antarctic ice-sheet surface since the 1957 International Geophysical Year) ya encontró un calentamiento importante en buena parte de la Antártida Occidental, pero los resultados fueron cuestionados por un grupo de científicos (Improved methods for PCA-based reconstructions: case study using the Steig et al. (2009) Antarctic temperature reconstruction)

En un puesto solitario llamado Byrd Station, en el centro oeste de la Antártida, las personas y equipos automatizados han mantenido un registro de la temperatura y otras variables climáticas desde finales de los años 50. Debido a su ubicación cerca de 700 kilómetros del Polo Sur y cerca del centro del área correspondiente a la Antártida Occidental, las condiciones de Byrd Station son un indicador importante del cambio climático en la región.

En el pasado, los investigadores no han sido capaces de hacer mucho uso de las mediciones de la estación Byrd debido a las observaciones de temperatura incompletos. Desde su creación en 1957, la estación no se ha ocupado de manera continua. Una estación automatizada para que funcionara todo el año se instaló en 1980, pero ha sufrido frecuentes cortes de energía, especialmente durante la larga noche polar, cuando sus paneles solares no se pueden recargar.

Sin embargo es, con mucho, el registro más largo en el tiempo de esa región, pero al tener lagunas intermitentes y otros problemas, muchos investigadores desconfiaron de él. El grupo de científicos autor del artículo que estamos comentando decidió tratar de salvar el registro Byrd. Para ello se recuperó uno de los sensores y se ajustó de nuevo que en la Universidad de Wisconsin. Se descubrió un error de software que había introducido errores en el registro, que se corrigieron, y luego se usó un potente modelo de la atmósfera para llenar los huecos. El resultado se ve en la figura siguiente, en que los puntos rojos son los correspondientes a períodos para los que faltan más de 1/3 de los datos.

La conclusión es que el documento de 2009, lejos de calentamiento, lejos de sobreestimar el aumento de temperatura de la Antártida Occidental, es probable que lo haya subestimado, sobre todo en verano. Eric J. Steig, de la Universidad de Washington, el investigador que dirigió el trabajo de 2009, dijo en una entrevista que él consideraba que los resultados del estudio recientemente publicado son mejores que los que él había publicado, y que sus conclusiones deben ser adoptadas como la mejor estimación hasta el día de hoy.

Gran parte del calentamiento descubierto en el nuevo estudio sucedió en la década de 1980, prácticamente al mismo tiempo que el planeta se calentaba con más fuerza. Más recientemente, el clima en la Antártida occidental parece haberse convertido en algo errático. En el verano de 2005, el interior de la Antártida Occidental se calentó lo suficiente para que el deshielo superficial durara varios días.

Sería preocupante que este deshielo pudiera llegar a convertirse en una rutina, lo que aceleraría la fusión de la capa de hielo de la Antártida Occidental, aunque este calentamiento no es lo suficientemente rápido como para que eso suceda de inmediato. Estamos hablando de decenas de años antes de que esto pueda suceder.

La selva amazónica no debería desparecer debido al cambio climático

Un nuevo análisis genético ha revelado que muchas especies de árboles amazónicos deberían sobrevivir en los próximos 100 años al calentamiento global causado por el hombre, contrariamente a otras conclusiones anteriores que afirmaban que los aumentos de temperatura causarían su desaparición.

El estudio, titulado Neogene origins and implied warmth tolerance of Amazon tree species, recientemente publicado, muestra la sorprendente edad de algunas especies de árboles amazónicos - más de 8 millones de años - y con ello demuestra que han sobrevivido a períodos anteriores al menos tan cálidos como muchos de los escenarios de calentamiento global que se prevén para el año 2100.

Los autores determinaron las edades de 12 especies de árboles amazónicos de amplia distribución, incluyendo la ceiba y la balsa. Las 12 especies de árboles utilizados en el estudio son representativas de la flora arbórea del Amazonas. Los principales sitios de recolección se encuentran en el centro de Panamá, en el Ecuador occidental y en el Ecuador amazónico. Otras recolecciones se realizaron en Brasil, Perú, Guayana y Bolivia, mientras que otras muestras de plantas se obtuvieron a partir de muestras de herbario.

Para determinar la edad de los árboles de cada especie, los investigadores extrajeron y secuenciaron el ADN de las muestras de las plantas recogidas, y luego miraron el número de mutaciones genéticas contenidas en esas secuencias. Utilizando un enfoque de reloj molecular y modelos de genética de poblaciones, estimaron cuánto tiempo necesitaría cada una de las poblaciones de árboles para acumular el número observado de mutaciones, lo que proporcionó una edad mínima para cada especie.

Los investigadores determinaron que nueve de las especies de árboles estudiadas han existido al menos durante 2,6 millones de años, siete han estado presentes durante al menos 5,6 millones de años, y tres han existido en el Amazonas durante más de 8 millones de años, mientras que estudios anteriores sugerían que la mayoría de las especies de árboles amazónicos se habían originado durante el período cuaternario, es decir, hace menos de 2,6 millones de años.

Luego miraron los fenómenos climáticos que han ocurrido desde que aparecieron estas especies arbóreas. En general, se infiere que a mayor edad de las especies arbóreas, más cálido ha sido el clima al que ya han sobrevivido.

Queda por determinar si, al haber vivido estas especies arbóreas los últimos 2 millones de años, es decir, durante el cuaternario, en una época de clima frío, no han perdido su capacidad para resistir a climas más cálidos. Para responder a esta pregunta hay que continuar investigando.

La conclusión es que es muy probable que la selva amazónica no desaparezca debido al calentamiento global. En cambio, sí puede hacerlo debido a la sobreexplotación del territorio, tanto minera como de tala de árboles. Pero esta ya es otra cuestión.

El precio de la electricidad volverá a aumentar

Además de tener uno de los precios de la electricidad más elevados de la Unión Europea, el primero de enero volveremos a tener una subida. En efecto, ayer mismo se celebró la subasta de la energía eléctrica que los consumidores domésticos consumiremos los primeros tres meses del año que viene, y que se ha acabado con un aumento del 10%. Como este precio de la subasta representa más o menos la mitad del precio que pagamos (la otra mitad la fija el gobierno para pagar las primas a las renovables, el coste del transporte de la electricidad y toda una serie de otras cosas, y, por lo que parece, a pesar de que el déficit de tarifa sigue aumentando, no la va a subir por el momento), podemos suponer que el aumento que tendremos que pagar será, más o menos, del 5%.

De modo que nos espera un año 2013 complicado. Al menos, que tengamos salud.

Un nuevo estudio sobre los cocolitóforos y la acidificación del océano

Alrededor de entre una cuarta parte y un tercio del dióxido de carbono (CO2) emitido a la atmósfera como resultado de la actividad humana ha sido absorbido por los océanos, donde se disuelve en el agua de mar produciendo ácido carbónico. Esto conduce a la acidificación de los océanos, una de las principales amenazas para los ecosistemas marinos y especialmente para los organismos calcificantes como los corales y cocolitóforos.

Si la emisión de CO2 se mantiene a las tasas actuales, el pH de la superficie oceánica mundial se reducirá en 0,3-0,5 unidades para el 2100. Esto significa que el pH de la superficie oceánica promedio se habrá reducido de 8,2 a alrededor de 7,8 - de Probablemente la Tierra nunca ha experimentado estos niveles en los últimos 20 millones de años.

Los cocolitóforos son el fitoplancton que vive en grandes cantidades en las capas superiores de los océanos y son un componente importante del sistema de la Tierra. Su efecto a corto plazo sobre el medio ambiente es un tanto complejo. Aportan entre aproximadamente el 1% y el 10% de la producción primaria marina, son responsables de una gran parte del flujo oceánico de carbonato de calcio, mientras que también influyen en el clima mundial aumentando el albedo de los océanos. Su posible susceptibilidad a la acidificación del océano es, por tanto, motivo de gran preocupación.

Estas criaturas utilizan el carbonato de calcio, el material que compone las conchas de mar, para construir pequeñas placas en su exterior, liberando CO2. Pero debido a que estos organismos emplean la fotosíntesis también consumen CO2. El equilibrio entre la calcificación y el consumo de CO2 por fotosíntesis es lo que determina si los cocolitóforos actuarán como un sumidero o como una fuente de CO2 a la atmósfera. Hemos hablado de ellos y de la importancia de conocer su comportamiento frente al aumento de la concentración de CO2 en otra entrada de este blog.

Los estudios realizados en laboratorio con unos altos niveles de pCO2 han producido resultados divergentes sin consenso general. Sin embargo, se ha predicho a partir de estos estudios que, aunque la calcificación no se puede predecir en todas las especies, la acidificación produce "una transición en el dominio de más a menos cocolitóforos muy calcificados"

Otro estudio reciente, del que ya hemos hablado en la entrada anteriormente citada, no de laboratorio sino a base de observaciones, sugirió también que los cocolitóforos se calcifican menos en condiciones más ácidas.

Una nueva investigación publicada en mayo del 2012, Predominance of heavily calcified coccolithophores at low CaCO3 saturation during winter in the Bay of Biscay, demuestra que no todos los tipos de cocolitóforos se ven afectados por igual, o incluso de la misma manera. Los investigadores trataron de averiguar cómo la especies de cocolitóforo Emiliania huxleyi responde a los cambios estacionales. Emiliana huxleyi es con mucho la especie más abundante de los cocolitóforos a nivel mundial, y está muy extendida, ya que habita en casi todos los océanos, desde los trópicos hasta las aguas subpolares.

Zonas de muestreo y morfotipos principales de E. huxleyi.
(A) las zonas de muestreo en el Canal de la Mancha, en aguas adyacentes a la plataforma continental, en aguas oceánicas profundas del Golfo de Vizcaya, y en la plataforma ibérica (el color del símbolo denota el mes de recolección de la muestra, como se muestra en la clave).
(B) Los dos morfotipos principales de E. huxleyi observados: la de la izquierda es un tipo de célula sobrecalcificada, y la de la derecha es un tipo de una célula normal.
(C) Yuxtaposición de dos cocolitos individuales, uno de cada morfotipo. Se observa claramente que el morfotipo de la izquierda está más calcificado que el de la derecha.

El estudio, que se basó en un muestreo mensual de las profundas aguas oceánicas en el Golfo de Vizcaya durante el transcurso de un año mostró que, contrariamente a las predicciones anteriores, las células sobrecalcificadas de E. huxleyi eran más numerosas que las de tipo normal cuando las condiciones son más ácidas.

Se presentan los resultados de un gran estudio observacional de la morfología de los cocolitóforos en la Bahía de Vizcaya. Las muestras fueron recolectadas una vez al mes durante más de un año, a lo largo de una zona de 1.000 km de longitud. Los datos muestran claramente que existe una marcada estacionalidad en los morfotipos de Emiliania huxleyi, las especies más abundantes de cocolitóforos. Mientras que el pH y el CaCO3 son más bajos en invierno, la población de la forma muy calcificada de E. huxleyi pasa de se menor del 10% en verano, a ser más del 90% en invierno.

Variables químicas y ambientales y tipo de cocolitóforo.
(A) Los cambios estacionales en la proporción de células de E. huxleyi que son de tipo sobrecalcificado se representan con un trazo negro, así como el estado de saturación de agua de la superficie con respecto a la calcita (Ω, trazo azul), el pH (trazo roja) y la concentración del ión bicarbonato (HCO3-) en mol/kg, (trazo verde discontinuo). No hay datos de los valores químicos de marzo de 2009.
(B) Cambios estacionales de diversas variables ambientales: intensidad media de la luz en términos de radiación fotosintéticamente disponible (trazo negrodiscontinuo), temperatura superficial del mar (º C, trazo azul discontinuo), salinidad de la superficie del mar (línea de color negro sólido), concentración superficial de fosfatos (mol/kg; línea continua roja), profundidad de la zona de la muestra (línea verde discontinua) y datos de la clorofila superficial (mg/m3, línea continua marrón).
Tanto para A como para B, no existen ciertos datos de enero de 2009, cuando el buque estaba en revisión, y todos los puntos representan el promedio de la bahía de Vizcaya.
(C) Diferentes tipos de cocolitóforo en una única cocosfera (flecha amarilla) y cocolitos con grados intermedios de calcificación (flechas rojas) (del mes de marzo de 2009).

Los resultados del estudio ilustran la dificultad de proyectar cómo determinados procesos de calcificación responderán a una acidificación del océano, y suscitan preguntas sobre el destino de los cocolitóforos en un mundo con una alta concentración de CO2.

Quizás el clima no sea tan sensible al CO2 como se pensaba

"La sensibilidad del clima" es la cantidad que la temperatura media mundial de la superficie aumentará si se duplica la concentración de dióxido de carbono atmosférico (CO2) en la atmósfera a partir de su valor pre-industrial. El valor de la sensibilidad del clima es clave para saber cual será el calentamiento global a medida que continuemos quemando combustibles fósiles para obtener energía y sigamos emitiendo el CO2 resultante a la atmósfera.

El problema es que no sabemos cuál es el valor de la sensibilidad del clima.

En su Cuarto Informe de Evaluación, publicado en 2007, el Grupo de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (IPCC) dijo lo siguiente acerca de la sensibilidad del clima: Es probable que esté en el intervalo de 2 ° C a 4,5 ° C con una mejor estimación de alrededor de 3,0 ° C, y es muy poco probable que sea menos de 1,5 º C. Valores sustancialmente mayores que 4,5 ° C no se pueden excluir...

En el lenguaje del IPCC, el término “probable” significa una probabilidad de más del 66 % y "muy probable" significa una probabilidad de más del 90 %. El IPCC no incluye una cifra “muy probable” para valores extremos de la sensibilidad al clima ya que los valores inferiores generarían muy poca preocupación sobre el uso de combustibles fósiles como fuente de energía primaria, y los valores en el extremo superior generarían la exigencia esfuerzos frenéticos (que probablemente no se podrían llevar a cabo) para reducir las emisiones de dióxido de carbono.

Pero lo que ha ocurrido en las últimas décadas es que las emisiones de efecto invernadero han seguido aumentando (de hecho, la mitad del total de las emisiones de dióxido de carbono antropogénicas han ocurrido desde mediados de la década de los años 80). Ahora tenemos muchos más datos que en 2007 para tratar de determinar la sensibilidad del clima.

Mientras que las emisiones globales de dióxido de carbono continúan aumentando año tras año (impulsadas principalmente por el crecimiento rápido en los países en desarrollo, como China), ha habido poco o ningún aumento de la temperatura global general (dependiendo del registro utilizado) en la última década y media.

Eso no es un buen presagio para la gama alta de sensibilidad de la temperatura al CO2 estimada por el IPCC. La literatura científica está empezando a reflejar esa realidad.

La figura muestra las estimaciones de la sensibilidad del clima a partir de cinco trabajos de investigación que han aparecido en los últimos dos años, incluyendo las contribuciones recientes de Ring (2012) y van Hateren (2012). Ambos ponen la estimación central de la sensibilidad del clima a 2 ºC o menos, valores que están en o por debajo del límite inferior del rango "probable" del IPCC.

La sensibilidad del clima a partir de estimaciones de los estudios publicados en los últimos dos años (en color), en comparación con el rango indicado en el Cuarto Informe de Evaluación (negro). Las flechas indican los límites de confianza de 5 a 95% para cada estimación, junto con la media (línea vertical) cuando están disponibles. Ring (2012) presenta cuatro estimaciones de la sensibilidad climática y el rectángulo rojo abarca estas estimaciones. El lado derecho de la gama IPCC está en línea discontinua para indicar que el IPCC en realidad no declara el valor de la confianza superior al 95 %. La línea gris gruesa representa el rango "probable" del IPCC.

Veremos lo que dice el quinto informe del IPCC, que se ha de publicar en el año 2013, sobre este importante tema.

Referencias

Annan, J.D., and J.C. Hargreaves, 2011. On the generation and interpretation of probabilistic estimates of climate sensitivity. Climatic Change, 104, 324-436.

Lindzen, R.S., and Y-S. Choi, 2011. On the observational determination of climate sensitivity and its implications. Asia-Pacific Journal of Atmospheric Sciences, 47, 377-390.

Ring, M.J., et al., 2012. Causes of the global warming observed since the 19th century. Atmospheric and Climate Sciences, 2, 401-415, doi:10.4236/acs.2012.24035.

Schmittner, A., et al., 2011. Climate sensitivity estimated from temperature reconstructions of the Last Glacial Maximum, Science, 334, 1385-1388, doi: 10.1126/science.1203513.

van Hateren, J.H., 2012. A fractal climate response function can simulate global average temperature trends of the modern era and the past millennium. Climate Dynamics, doi:10.1007/s00382-012-1375-3.

Balance CO2

Se acaba de publicar el Global Carbon Budget 2012 por Global Carbon Project. En el mismo se prevé unas emisiones debidas a la industria del cemento y a los combustibles fósiles de 9,7 ± 5 Pg de carbono (1 Pg de C = 1 gigatonelada de C = 3,67 Gt de CO2), que equivalen a 35.600 ± 1,8 millones de toneladas de CO2, un 2,6 % superior a las emisiones de 2011, y un 58 % superior a las emisiones de 1990, que son la referencia del Protocolo de Kyoto.

El balance de los últimos 10 años (2002-2011) da las emisiones y absorciones anuales que podemos ver en la figura (en Pg de C) y en la tabla (en Gt de CO2). Del total de emisiones, un 46 % ha ido a la atmósfera, un 26 % ha sido absorbido por los océanos y un 28 % por los agentes terrestres (biomasa, etc.)

Las previsiones de Global Carbon Budget son, si no se toman decisiones políticas de reducción de emisiones, que el aumento de temperatura global para el año 2100 será de 4,0 a 6,1 ºC. Para que la temperatura global no aumente más de 2 ºC, las emisiones tienen que empezar a reducirse un 3 % anual a partir del año 2020.