Los principales problemas medioambientales causados por el cambio climático contemporáneo en la región del Ártico van desde los más conocidos, como la pérdida de hielo marino o el derretimiento de la capa de hielo de Groenlandia , hasta problemas más oscuros, pero profundamente importantes, como el deshielo del permafrost [1 ] así como las consecuencias sociales relacionadas para los locales y las ramificaciones geopolíticas de estos cambios. [2] Es probable que el Ártico se vea especialmente afectado por el cambio climático debido a la alta tasa proyectada de calentamiento regional y los impactos asociados. [3] Las proyecciones de temperatura para la región ártica se evaluaron en 2007: [4] Sugirieron un calentamiento promedio de alrededor de 2 °C a 9 °C para el año 2100. El rango refleja diferentes proyecciones realizadas por diferentes modelos climáticos , ejecutados con diferentes escenarios de forzamiento . El forzamiento radiativo es una medida del efecto de las actividades naturales y humanas sobre el clima. Diferentes escenarios de forzamiento reflejan cosas como diferentes proyecciones de futuras emisiones humanas de gases de efecto invernadero .
Estos efectos son de amplio alcance y pueden observarse en muchos sistemas árticos, desde la fauna y la flora hasta las reclamaciones territoriales . [2] Según un artículo de julio de 2022 en Geophysical Research Letters , las temperaturas en la región ártica están aumentando cuatro veces más rápido que en otras partes de la Tierra, [5] : 1 [6], lo que hace que estos efectos empeoren año tras año y causen una preocupación significativa. . El cambio en el Ártico tiene repercusiones globales, tal vez a través de cambios en la circulación oceánica [7] o la amplificación del Ártico . [8]
El informe del Programa de Monitoreo y Evaluación del Ártico (AMAP) de 2021, elaborado por un equipo internacional de más de 60 expertos, científicos y guardianes de conocimientos indígenas de las comunidades árticas, fue preparado entre 2019 y 2021. [9] : vii Es un informe de seguimiento de la evaluación de 2017, "Nieve, agua, hielo y permafrost en el Ártico" (SWIPA). [9] : vii El informe técnico AR6 WG1 del IPCC de 2021 confirmó que "el calentamiento observado y proyectado" fue "más fuerte en el Ártico". [10] : 29 Según un artículo del 11 de agosto de 2022 publicado en Nature , hay Ha habido numerosos informes de que el Ártico se está calentando entre dos y tres veces más rápido que el promedio global desde 1979, pero los coautores advirtieron que el reciente informe sobre la "tasa de calentamiento del Ártico cuatro veces mayor" era potencialmente un "evento extremadamente improbable". ". [11] El índice medio anual de amplificación ártica (AA) había "alcanzado valores superiores a cuatro" desde c. 2002 hasta 2022, según un artículo de julio de 2022 en Geophysical Research Letters . [5] : 1 [6]
El decimosexto boletín de calificaciones del Ártico del 14 de diciembre de 2021, elaborado por la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de los Estados Unidos (NOAA) y publicado anualmente, examinó los "componentes físicos, ecológicos y humanos interconectados" del Ártico circumpolar. [12] [13] El informe decía que los 12 meses comprendidos entre octubre de 2020 y septiembre de 2021 fueron "los séptimos más cálidos en tierras árticas desde que comenzó el registro en 1900". [12] El informe de 2017 decía que el derretimiento del hielo en el calentamiento del Ártico no tenía precedentes en los últimos 1500 años. 14 . [dieciséis]
Un informe del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) de 2022, "Propagándose como un incendio forestal: la creciente amenaza de incendios paisajísticos extraordinarios", decía que el humo de los incendios forestales en todo el mundo creó un circuito de retroalimentación positiva que es un factor que contribuye al derretimiento del Ártico. [17] [18] La ola de calor siberiana de 2020 estuvo "asociada con incendios extensos en el Círculo Polar Ártico". [17] : 36 Los autores del informe dijeron que este evento de calor extremo fue el primero en demostrar que habría sido "casi imposible" sin las emisiones antropogénicas y el cambio climático. [19] [17] : 36
Según el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático , "las temperaturas del aire en la superficie (SAT) en el Ártico se han calentado a aproximadamente el doble del ritmo global". [20] El período 1995-2005 fue la década más cálida en el Ártico desde al menos el siglo XVII, con temperaturas 2 °C (3,6 °F) por encima del promedio de 1951-1990. [21] Además, desde 2013, la media anual SAT del Ártico ha sido al menos 1 °C (1,8 °F) más cálida que la media de 1981-2010. 2020 tuvo la segunda anomalía SAT más cálida después de 2016, siendo 1,9 °C (3,4 °F) más cálida que el promedio de 1981-2010. [22] En 2016, hubo anomalías extremas de enero a febrero y se estimó que la temperatura en el Ártico era entre 4 y 5,8 grados Celsius más que entre 1981 y 2010, y se ha demostrado que los años siguientes no se han enfriado. [23]
Algunas regiones del Ártico se han calentado aún más rápidamente, y la temperatura de Alaska y el oeste de Canadá ha aumentado entre 3 y 4 °C (5,40 a 7,20 °F). [24] Este calentamiento ha sido causado no sólo por el aumento de la concentración de gases de efecto invernadero , sino también por la deposición de hollín en el hielo del Ártico. [25] El humo de los incendios forestales definidos como " carbono marrón " también aumenta el calentamiento del Ártico. Su efecto de calentamiento se debe aproximadamente en un 30% al efecto del carbón negro (hollín). A medida que los incendios forestales aumentan con el calentamiento, se crea un circuito de retroalimentación positiva . [18] Un artículo de 2013 publicado en Geophysical Research Letters ha demostrado que las temperaturas en la región no han sido tan altas como lo son actualmente desde hace al menos 44.000 años y quizás hasta hace 120.000 años. Los autores concluyen que "los aumentos antropogénicos de los gases de efecto invernadero han provocado un calentamiento regional sin precedentes". [26] [27]
El 20 de junio de 2020, por primera vez, se realizó una medición de temperatura dentro del Círculo Polar Ártico de 38 °C, más de 100 °F. Este tipo de clima no se esperaba en la región hasta el año 2100. En marzo, abril y mayo la temperatura media en el Ártico fue 10 °C más alta de lo normal. [28] [29] Esta ola de calor, sin calentamiento inducido por el hombre, podría ocurrir solo una vez en 80.000 años, según un estudio de atribución publicado en julio de 2020. Es el vínculo más fuerte de un evento climático con el cambio climático antropogénico que ha tenido alguna vez se ha encontrado, por ahora. [30] Estas olas de calor son generalmente el resultado de un estado inusual de la corriente en chorro .
Algunos científicos sugieren que el cambio climático ralentizará la corriente en chorro al reducir la diferencia de temperatura entre el Ártico y los territorios más meridionales, porque el Ártico se está calentando más rápido. Esto puede facilitar la aparición de este tipo de olas de calor. [31] Los científicos no saben si la ola de calor de 2020 es el resultado de tal cambio. [32]
Un aumento de 1,5 grados en la temperatura global con respecto al nivel preindustrial probablemente cambiará el tipo de precipitación en el Ártico de nieve a lluvia en verano y otoño, lo que aumentará el derretimiento de los glaciares y el deshielo del permafrost . Ambos efectos conducen a un mayor calentamiento. [13]
Uno de los efectos del cambio climático es un fuerte aumento del número de rayos en el Ártico. Los relámpagos aumentan el riesgo de incendios forestales. [33]
La retroalimentación del albedo de la nieve y el hielo tiene un efecto sustancial sobre las temperaturas regionales. En particular, la presencia de una capa de hielo y hielo marino hace que el Polo Norte y el Polo Sur sean más fríos de lo que habrían sido sin ellos. [34] En consecuencia, la reciente disminución del hielo marino del Ártico es uno de los principales factores detrás del calentamiento del Ártico casi cuatro veces más rápido que el promedio mundial desde 1979 (el año en que comenzaron las lecturas continuas por satélite del hielo marino del Ártico), en un fenómeno conocido como Amplificación ártica . [35]
Los estudios de modelización muestran que una fuerte amplificación del Ártico sólo se produce durante los meses en que se produce una pérdida significativa de hielo marino, y que desaparece en gran medida cuando la capa de hielo simulada se mantiene fija. [36] Por el contrario, la alta estabilidad de la capa de hielo en la Antártida, donde el espesor de la capa de hielo de la Antártida Oriental le permite elevarse casi 4 km sobre el nivel del mar, significa que este continente ha experimentado muy poco calentamiento neto en las últimas siete décadas. , la mayor parte del cual se concentró en la Antártida occidental. [37] [38] [39] La pérdida de hielo en la Antártida y su contribución al aumento del nivel del mar se debe en gran medida al calentamiento del Océano Austral , que había absorbido entre el 35% y el 43% del calor total absorbido por todos los océanos entre 1970 y 2017. [40]
La retroalimentación del albedo del hielo también tiene un efecto menor, pero aún notable, sobre las temperaturas globales. Se estima que la disminución del hielo marino del Ártico entre 1979 y 2011 fue responsable de 0,21 vatios por metro cuadrado (W/m 2 ) de forzamiento radiativo , lo que equivale a una cuarta parte del forzamiento radiativo debido al aumento del CO 2 [41] durante el mismo período. . En comparación con los aumentos acumulativos en el forzamiento radiativo de los gases de efecto invernadero desde el inicio de la Revolución Industrial , es equivalente al forzamiento radiativo estimado del óxido nitroso en 2019 (0,21 W/m 2 ), casi la mitad del forzamiento radiativo del metano en 2019 (0,54 W/m2). m 2 ) y el 10% del aumento acumulado de CO 2 (2,16 W/m 2 ). [42] Entre 1992 y 2015, este efecto fue parcialmente compensado por el crecimiento de la capa de hielo marino alrededor de la Antártida , que produjo un enfriamiento de aproximadamente 0,06 W/m 2 por década. Sin embargo, el hielo marino de la Antártida también comenzó a disminuir después, y el papel combinado de los cambios en la capa de hielo entre 1992 y 2018 equivale al 10% de todas las emisiones antropogénicas de gases de efecto invernadero . [43].jpg/1280px-NORTH_POLE_Ice_(19626661335).jpg)
Históricamente se describió que el Ártico se estaba calentando dos veces más rápido que el promedio global, [45] pero esta estimación se basó en observaciones más antiguas que no captaron la aceleración más reciente. En 2021, había suficientes datos disponibles para demostrar que el Ártico se había calentado tres veces más rápido que el planeta: 3,1 °C entre 1971 y 2019, frente al calentamiento global de 1 °C durante el mismo período. [46] Además, esta estimación define el Ártico como todo lo que está por encima del paralelo 60 norte , o un tercio completo del hemisferio norte: en 2021-2022, se descubrió que desde 1979, el calentamiento dentro del propio Círculo Polar Ártico (por encima del paralelo 66 ) ha sido casi cuatro veces más rápido que el promedio mundial. [47] [48] Dentro del propio Círculo Polar Ártico, se produce una amplificación ártica aún mayor en el área del Mar de Barents , con puntos críticos alrededor de la Corriente de Spitsbergen Occidental : las estaciones meteorológicas ubicadas en su trayectoria registran un calentamiento decenal hasta siete veces más rápido que el promedio global. [49] [50] Esto ha alimentado la preocupación de que, a diferencia del resto del hielo marino del Ártico, la capa de hielo en el Mar de Barents pueda desaparecer permanentemente incluso alrededor de 1,5 grados de calentamiento global. [51] [52]
La aceleración de la amplificación del Ártico no ha sido lineal: un análisis de 2022 encontró que ocurrió en dos pasos bruscos, el primero alrededor de 1986 y el segundo después de 2000. [53] La primera aceleración se atribuye al aumento del forzamiento radiativo antropogénico en la región, lo que a su vez probablemente esté relacionado con las reducciones de la contaminación por aerosoles de azufre estratosféricos en Europa en la década de 1980 para combatir la lluvia ácida . Dado que los aerosoles de sulfato tienen un efecto refrescante, es probable que su ausencia haya aumentado las temperaturas del Ártico hasta en 0,5 grados centígrados. [54] [55] La segunda aceleración no tiene causa conocida, [46] por lo que no apareció en ningún modelo climático. Es probable que sea un ejemplo de variabilidad natural multidecenal, como el vínculo sugerido entre las temperaturas del Ártico y la Oscilación Multidecenal del Atlántico (OMA), [56] en cuyo caso se puede esperar que se revierta en el futuro. Sin embargo, incluso el primer aumento en la amplificación del Ártico solo fue simulado con precisión por una fracción de los modelos CMIP6 actuales . [53]Los depósitos de carbono negro (provenientes de la combustión del fueloil pesado (HFO) del transporte marítimo en el Ártico) absorben la radiación solar en la atmósfera y reducen fuertemente el albedo cuando se depositan sobre la nieve y el hielo, acelerando así el efecto del derretimiento de la nieve y el hielo marino. [57] Un estudio de 2013 cuantificó que la quema de gas en los sitios de extracción de petróleo contribuyó con más del 40% del carbono negro depositado en el Ártico. [58] [59] Estudios recientes atribuyeron la mayoría (56%) del carbono negro de la superficie del Ártico a las emisiones de Rusia, seguidas de las emisiones europeas, siendo Asia también una fuente importante. [60] [57]
Según un estudio de 2015, las reducciones de las emisiones de carbono negro y otros gases menores de efecto invernadero, en aproximadamente un 60 por ciento, podrían enfriar el Ártico hasta 0,2 °C para 2050. [61] Sin embargo, un estudio de 2019 indica que "las emisiones de carbono negro aumentarán continuamente debido al aumento de las actividades navieras", concretamente de los buques pesqueros. [62]
El hielo marino en la región ártica ha disminuido en las últimas décadas en superficie y volumen debido al cambio climático . Se ha estado derritiendo más en verano de lo que se vuelve a congelar en invierno. El calentamiento global , causado por el forzamiento de gases de efecto invernadero, es responsable de la disminución del hielo marino del Ártico. La disminución del hielo marino en el Ártico se ha acelerado a principios del siglo XXI, con una tasa de disminución del 4,7% por década (ha disminuido más del 50% desde los primeros registros satelitales). [63] [64] [65] También se cree que el hielo marino de verano dejará de existir en algún momento del siglo XXI. [66]
La región se encuentra en su punto más cálido en al menos 4.000 años [67] y la temporada de deshielo en todo el Ártico se ha prolongado a un ritmo de cinco días por década (de 1979 a 2013), dominada por una helada tardía en otoño. [68] El Sexto Informe de Evaluación del IPCC (2021) afirmó que el área de hielo marino del Ártico probablemente caerá por debajo de 1 millón de km 2 en al menos algunos septiembres antes de 2050. [69] En septiembre de 2020, el Centro Nacional de Datos sobre Hielo y Nieve de EE. UU. informó que En 2020, el hielo marino del Ártico se había derretido en una extensión de 3,74 millones de km 2 , la segunda extensión más pequeña desde que comenzaron los registros en 1979. [70] La Tierra perdió 28 billones de toneladas de hielo entre 1994 y 2017, de los cuales 7,6 billones de toneladas de esta pérdida. La tasa de pérdida de hielo ha aumentado un 57% desde la década de 1990. [71]La medición fiable de los bordes del hielo marino comenzó con la era de los satélites a finales de los años 1970. Antes de esta época, el área y la extensión del hielo marino eran monitoreadas con menor precisión mediante una combinación de barcos, boyas y aviones. [72] Los datos muestran una tendencia negativa a largo plazo en los últimos años, atribuida al calentamiento global, aunque también hay una variación considerable de un año a otro. [73] Parte de esta variación puede estar relacionada con efectos como la oscilación ártica , que a su vez puede estar relacionada con el calentamiento global. [74]
El ritmo de disminución de toda la cobertura de hielo del Ártico se está acelerando. De 1979 a 1996, la disminución promedio por década en la cobertura total de hielo fue una disminución del 2,2% en la extensión del hielo y una disminución del 3% en el área del hielo. Para la década que finalizó en 2008, estos valores aumentaron al 10,1% y al 10,7%, respectivamente. Estas son comparables a las tasas de pérdida de septiembre a septiembre en el hielo permanente (es decir, el hielo perenne, que sobrevive durante todo el año), que promediaron un retroceso del 10,2% y el 11,4% por década, respectivamente, durante el período 1979-2007. [75]
La extensión mínima de septiembre (SIE) del hielo marino del Ártico (es decir, área con al menos un 15% de cobertura de hielo marino) alcanzó nuevos mínimos históricos en 2002, 2005, 2007, 2012 (5,32 millones de km2), 2016 y 2019 (5,65 millones de km2). [76] [77] [78] La temporada de deshielo de 2007 dejó un mínimo de 39% por debajo del promedio de 1979-2000 y, por primera vez en la memoria humana, el legendario Paso del Noroeste se abrió por completo. [79] Durante julio de 2019 se registró el mes más cálido en el Ártico, alcanzando el SIE (7,5 millones de km2) y el volumen de hielo marino más bajos (8900 km3). Estableciendo una tendencia decenal de caída del SIE del −13%. [78] Por ahora, el SIE se ha reducido en un 50% desde la década de 1970. [80]
De 2008 a 2011, la extensión mínima del hielo marino en el Ártico fue mayor que en 2007, pero no volvió a los niveles de años anteriores. [81] [82] Sin embargo, en 2012, el mínimo histórico de 2007 se rompió a finales de agosto cuando aún quedaban tres semanas en la temporada de deshielo. [83] Continuó cayendo, tocando fondo el 16 de septiembre de 2012 con 3,42 millones de kilómetros cuadrados (1,32 millones de millas cuadradas), o 760.000 kilómetros cuadrados (293.000 millas cuadradas) por debajo del mínimo anterior establecido el 18 de septiembre de 2007 y un 50% por debajo del de 1979. –Promedio 2000. [84] [85]
Las temperaturas en la región ártica están aumentando cuatro veces más rápido que en otras partes de la Tierra, según un artículo de Geophysical Research Letters de julio de 2022 . [5] : 1 [6]
El campo de espesor del hielo marino y, en consecuencia, el volumen y la masa del hielo, es mucho más difícil de determinar que su extensión. Sólo se pueden realizar mediciones exactas en un número limitado de puntos. Debido a las grandes variaciones en el espesor y la consistencia del hielo y la nieve, las mediciones aéreas y espaciales deben evaluarse cuidadosamente. Sin embargo, los estudios realizados apoyan la suposición de una disminución dramática en la edad y el espesor del hielo. [81] Si bien el área y la extensión del hielo ártico muestran una tendencia descendente acelerada, el volumen del hielo ártico muestra una disminución aún más pronunciada que la cobertura de hielo. Desde 1979, el volumen de hielo se ha reducido en un 80% y tan sólo en la última década el volumen disminuyó un 36% en otoño y un 9% en invierno. [87] Y actualmente, el 70% del hielo marino invernal se ha convertido en hielo estacional. [80]
El Cuarto Informe de Evaluación del IPCC de 2007 resumió el estado actual de las proyecciones del hielo marino: "la reducción proyectada [en la capa de hielo marino global] se acelera en el Ártico, donde algunos modelos proyectan que la cubierta de hielo marino de verano desaparecerá por completo en la región A2, de alta emisión". escenario en la última parte del siglo XXI." [83] Sin embargo, los modelos climáticos actuales con frecuencia subestiman la tasa de retirada del hielo marino. [73] Un Ártico libre de hielo durante el verano no tendría precedentes en la historia geológica reciente, ya que actualmente la evidencia científica no indica un mar polar libre de hielo en ningún momento de los últimos 700.000 años. [88] [89]
El océano Ártico probablemente estará libre de hielo marino de verano antes del año 2100, pero se han proyectado muchas fechas diferentes, con modelos que muestran una pérdida casi completa en septiembre desde 2035 hasta algún momento alrededor de 2067. [90] [91]
Los modelos predicen una contribución del nivel del mar de unos 5 centímetros (2 pulgadas) por el derretimiento de la capa de hielo de Groenlandia durante el siglo XXI. [92] También se predice que Groenlandia se calentará lo suficiente para 2100 como para comenzar un derretimiento casi completo durante los próximos 1.000 años o más. [84] [93] A principios de julio de 2012, el 97% de la capa de hielo experimentó algún tipo de derretimiento en la superficie, incluidas las cumbres. [94]
Las mediciones del espesor del hielo realizadas por el satélite GRACE indican que la pérdida de masa de hielo se está acelerando. Durante el período 2002-2009, la tasa de pérdida aumentó de 137 Gt/año a 286 Gt/año, y cada año se perdió en promedio 30 gigatoneladas más de masa que el año anterior. [95] La tasa de derretimiento fue 4 veces mayor en 2019 que en 2003. En el año 2019, el derretimiento contribuyó con 2,2 milímetros al aumento del nivel del mar en solo 2 meses. [96] [97] En general, las señales son abrumadoras de que el derretimiento no sólo está ocurriendo, sino que se está acelerando año tras año.
Según un estudio publicado en "Nature Communications Earth and Environment", la capa de hielo de Groenlandia posiblemente haya superado el punto de no retorno, lo que significa que incluso si el aumento de la temperatura se detuviera por completo e incluso si el clima se volviera un poco más frío, el derretimiento continuaría. Este resultado se debe al movimiento del hielo desde el centro de Groenlandia hacia la costa, lo que crea un mayor contacto entre el hielo y el agua costera más cálida y provoca más derretimiento y desprendimiento. Otro científico del clima dice que después de que todo el hielo cerca de la costa se derrita, el contacto entre el agua del mar y el hielo se detendrá, lo que puede evitar un mayor calentamiento. [96] [97]
En septiembre de 2020, imágenes satelitales mostraron que un gran trozo de hielo se rompió en muchos pedazos pequeños de la última plataforma de hielo que quedaba en Nioghalvfjerdsfjorden , Groenlandia. [98] Esta capa de hielo está conectada a la capa de hielo interior y podría resultar un punto crítico para la desglaciación en los próximos años.
Otro efecto inesperado de este derretimiento se relaciona con las actividades del ejército estadounidense en la zona. En concreto, Camp Century , una base de propulsión nuclear que lleva años produciendo residuos nucleares. [99] En 2016, un grupo de científicos evaluó el impacto ambiental y estimó que, debido a los cambios en los patrones climáticos durante las próximas décadas, el agua derretida podría liberar desechos nucleares , 20.000 litros de desechos químicos y 24 millones de litros de aguas residuales sin tratar al medio ambiente. ambiente. Sin embargo, hasta ahora ni Estados Unidos ni Dinamarca han asumido la responsabilidad de la limpieza. [100]
.png/1280px-Arctic_Vegetation_Index_Trend_(WH).png)
.png/1280px-Arctic_Vegetation_Index_Trend_(EH).png)
Se espera que el cambio climático tenga un fuerte efecto en la flora del Ártico, parte del cual ya se está observando. Estos cambios en la vegetación están asociados con aumentos en las emisiones de metano a escala del paisaje , [101] así como con aumentos en CO 2 , Tº y la interrupción de los ciclos ecológicos que afectan los patrones en el ciclo de nutrientes, la humedad y otros factores ecológicos clave que ayudan a dar forma a las plantas. comunidades. [102]
Una gran fuente de información sobre cómo la vegetación se ha adaptado al cambio climático en los últimos años proviene de registros satelitales, que ayudan a cuantificar los cambios en la vegetación en la región ártica. Durante décadas, los satélites de la NASA y la NOAA han monitoreado continuamente la vegetación desde el espacio. Los instrumentos del espectrorradiómetro de imágenes de resolución moderada (MODIS) y del radiómetro avanzado de muy alta resolución (AVHRR), entre otros, miden la intensidad de la luz visible y del infrarrojo cercano que se refleja en las hojas de las plantas. [103] Los científicos utilizan esta información para calcular el Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI), [104] un indicador de la actividad fotosintética o "verdor" del paisaje, que se utiliza con mayor frecuencia. También existen otros índices, como el Índice de Vegetación Mejorado (EVI) o el Índice de Vegetación Ajustado al Suelo (SAVI). [104]
Estos índices se pueden utilizar como indicadores de la productividad de la vegetación, y sus cambios en el tiempo pueden proporcionar información sobre cómo cambia la vegetación a lo largo del tiempo. Una de las dos formas más utilizadas para definir los cambios en la vegetación en el Ártico son los conceptos de enverdecimiento y oscurecimiento del Ártico. El primero se refiere a una tendencia positiva en los índices de verdor antes mencionados, lo que indica aumentos en la cobertura vegetal o la biomasa, mientras que el pardeamiento puede entenderse en términos generales como una tendencia negativa, con disminuciones en esas variables. [104]
Estudios recientes nos han permitido hacernos una idea de cómo han avanzado estos dos procesos en los últimos años. Se ha descubierto que entre 1985 y 2016, el enverdecimiento se produjo en el 37,3% de todos los sitios muestreados en la tundra, mientras que el pardeamiento se observó solo en el 4,7% de ellos. [105] Ciertas variables influyeron en esta distribución, ya que el enverdecimiento se asoció principalmente con sitios con mayor temperatura del aire en verano, temperatura del suelo y humedad del suelo. [105] Por otro lado, se descubrió que el oscurecimiento estaba relacionado con sitios más fríos que estaban experimentando enfriamiento y secado. [105] En general, esto pinta el panorama de un enverdecimiento generalizado que se produce en porciones importantes de la tundra ártica, como consecuencia de aumentos en la productividad de las plantas, la altura, la biomasa y la dominancia de arbustos en el área.
Esta expansión de la vegetación en el Ártico no es equivalente entre tipos de vegetación. Uno de los cambios más dramáticos que enfrentan actualmente las tundras árticas es la expansión de los arbustos , [106] que, gracias al aumento de la temperatura del aire y, en menor medida, a las precipitaciones, han contribuido a una tendencia en todo el Ártico conocida como " arbusificación ". donde plantas de tipo arbustivo están copando zonas antes dominadas por musgos y líquenes. Este cambio contribuye a la consideración de que el bioma de la tundra está experimentando actualmente el cambio más rápido de todos los biomas terrestres del planeta. [107]
El impacto directo sobre musgos y líquenes no está claro, ya que existen muy pocos estudios a nivel de especie, pero es más probable que el cambio climático provoque una mayor fluctuación y eventos extremos más frecuentes. [108] La expansión de los arbustos podría afectar la dinámica del permafrost, pero el panorama no está claro por el momento. En invierno, los arbustos atrapan más nieve, lo que aísla el permafrost de las olas de frío extremo, pero en verano protegen el suelo de la luz solar directa; aún no se comprende bien cómo estos dos efectos se contrarrestan y equilibran entre sí. [109] Es probable que el calentamiento provoque cambios en las comunidades vegetales en general, contribuyendo a los rápidos cambios que enfrentan los ecosistemas de la tundra. Si bien los arbustos pueden aumentar en extensión y biomasa, el calentamiento también puede provocar una disminución de las plantas cojín como el musgo campion, y dado que las plantas cojín actúan como especies facilitadoras en todos los niveles tróficos y llenan nichos ecológicos importantes en varios ambientes, esto podría causar efectos en cascada en estos ecosistemas que podrían afectar gravemente la forma en que funcionan y están estructurados. [110]
La expansión de estos arbustos también puede tener fuertes efectos sobre otras dinámicas ecológicas importantes, como el efecto albedo . [111] Estos arbustos cambian la superficie invernal de la tundra de nieve uniforme e inalterada a una superficie mixta con ramas sobresalientes que alteran la capa de nieve, [112] este tipo de capa de nieve tiene un efecto de albedo menor, con reducciones de hasta el 55%. lo que contribuye a un ciclo de retroalimentación positiva sobre el calentamiento climático regional y global. [112] Esta reducción del efecto albedo significa que las plantas absorben más radiación y, por lo tanto, aumentan las temperaturas de la superficie, lo que podría alterar los intercambios de energía actuales entre la superficie y la atmósfera y afectar los regímenes térmicos del permafrost. [112] El ciclo del carbono también se ve afectado por estos cambios en la vegetación, a medida que partes de la tundra aumentan su cubierta de arbustos, se comportan más como bosques boreales en términos de ciclo del carbono. [113] Esto está acelerando el ciclo del carbono, ya que las temperaturas más cálidas conducen a un aumento del descongelamiento del permafrost y la liberación de carbono, pero también a la captura de carbono de las plantas que han aumentado su crecimiento. [113] No es seguro si este equilibrio irá en una dirección u otra, pero los estudios han encontrado que es más probable que esto eventualmente conduzca a un aumento de CO 2 en la atmósfera. [113]
Para obtener una descripción más gráfica y geográfica de la situación, los mapas anteriores muestran la tendencia del índice de vegetación ártica entre julio de 1982 y diciembre de 2011 en el Círculo Polar Ártico . Los tonos de verde representan áreas donde aumentaron la productividad y abundancia de las plantas; Los tonos de marrón muestran dónde disminuyó la actividad fotosintética, ambos según el índice NDVI. Los mapas muestran un anillo verde en los ecosistemas de tundra sin árboles del Ártico circumpolar: las partes más septentrionales de Canadá, Rusia y Escandinavia. Arbustos y árboles altos comenzaron a crecer en áreas que antes estaban dominadas por pastos de tundra, como parte de la "arbusificación" de la tundra mencionada anteriormente. Los investigadores concluyeron que el crecimiento de las plantas había aumentado entre un 7% y un 10% en general.
Sin embargo, los bosques boreales, particularmente los de América del Norte, mostraron una respuesta diferente al calentamiento. Muchos bosques boreales reverdecieron, pero la tendencia no fue tan fuerte como lo fue en la tundra del Ártico circumpolar, caracterizada principalmente por la expansión de los arbustos y un mayor crecimiento. [114] En América del Norte, algunos bosques boreales experimentaron un oscurecimiento durante el período de estudio. Las sequías, el aumento de la actividad de los incendios forestales, el comportamiento animal, la contaminación industrial y muchos otros factores pueden haber contribuido al oscurecimiento. [104]
Otro cambio importante que afecta a la flora del Ártico es el aumento de los incendios forestales en el Círculo Polar Ártico, que en 2020 batió su récord de emisiones de CO 2 , alcanzando un máximo de 244 megatoneladas de dióxido de carbono emitidas. [115] Esto se debe a la quema de turberas, suelos ricos en carbono que se originan a partir de la acumulación de plantas anegados que se encuentran principalmente en latitudes árticas. [115] Es cada vez más probable que estas turberas se quemen a medida que aumentan las temperaturas, pero su propia quema y liberación de CO 2 contribuye a su propia probabilidad de quemarse en un circuito de retroalimentación positiva. [115]
En términos de vegetación acuática, la reducción del hielo marino ha aumentado la productividad del fitoplancton en aproximadamente un veinte por ciento en los últimos treinta años. Sin embargo, el efecto sobre los ecosistemas marinos no está claro, ya que los tipos más grandes de fitoplancton, que son la fuente de alimento preferida de la mayoría del zooplancton , no parecen haber aumentado tanto como los tipos más pequeños. Hasta ahora, el fitoplancton ártico no ha tenido un impacto significativo en el ciclo global del carbono . [116] En verano, los estanques de deshielo sobre hielo joven y fino han permitido que la luz del sol penetre en el hielo, lo que a su vez ha permitido que las algas del hielo florezcan en concentraciones inesperadas, aunque se desconoce cuánto tiempo lleva ocurriendo este fenómeno o cuál es su efecto. en ciclos ecológicos más amplios. [117]
El desplazamiento hacia el norte de la zona climática subártica está permitiendo que los animales que están adaptados a ese clima se trasladen hacia el extremo norte, donde están reemplazando a especies que están más adaptadas a un clima ártico puro . Cuando las especies del Ártico no están siendo reemplazadas por completo, a menudo se cruzan con sus parientes del sur. Entre las especies de vertebrados de reproducción lenta , esto suele tener el efecto de reducir la diversidad genética del género . Otra preocupación es la propagación de enfermedades infecciosas , como la brucelosis o el virus del moquillo focino , a poblaciones que antes no habían sido afectadas. Este es un peligro particular entre los mamíferos marinos que anteriormente estaban segregados por el hielo marino. [118]
El 3 de abril de 2007, la Federación Nacional de Vida Silvestre instó al Congreso de los Estados Unidos a incluir a los osos polares bajo la Ley de Especies en Peligro de Extinción . [119] Cuatro meses después, el Servicio Geológico de los Estados Unidos completó un estudio de un año de duración [120] que concluyó en parte que el hielo marino flotante del Ártico continuará su rápida reducción durante los próximos 50 años, eliminando en consecuencia a gran parte del oso polar. hábitat . Los osos desaparecerían de Alaska, pero seguirían existiendo en el archipiélago ártico canadiense y en zonas frente a la costa norte de Groenlandia. [121] Los efectos ecológicos secundarios también son el resultado de la reducción del hielo marino; por ejemplo, a los osos polares se les niega la duración histórica de la temporada de caza de focas debido a la formación tardía y el deshielo temprano del hielo .
De manera similar, el calentamiento del Ártico afecta negativamente a la ecología de alimentación y reproducción de muchas otras especies de mamíferos marinos árticos, como morsas , [122] focas , zorros o renos . [123] En julio de 2019, 200 renos de Svalbard fueron encontrados muertos de hambre aparentemente debido a las bajas precipitaciones relacionadas con el cambio climático. [124]
A corto plazo, el calentamiento climático puede tener efectos neutrales o positivos en el ciclo de anidación de muchas aves playeras que se reproducen en el Ártico. [125]
El permafrost es un componente importante de los sistemas hidrológicos y ecosistemas del paisaje ártico. [126] En el hemisferio norte, el dominio del permafrost terrestre comprende alrededor de 18 millones de km 2 . [127] Dentro de esta región de permafrost, la reserva total de carbono orgánico del suelo (COS) se estima en 1.460-1.600 Pg (donde 1 Pg = mil millones de toneladas), lo que constituye el doble de la cantidad de carbono actualmente contenida en la atmósfera. [128] [129]
Las emisiones de carbono del deshielo del permafrost contribuyen al mismo calentamiento que facilita el deshielo, lo que lo convierte en una retroalimentación positiva del cambio climático . El calentamiento también intensifica el ciclo del agua en el Ártico , y las mayores cantidades de lluvias más cálidas son otro factor que aumenta la profundidad del deshielo del permafrost. [130] La cantidad de carbono que se liberará debido a las condiciones de calentamiento depende de la profundidad del deshielo, el contenido de carbono dentro del suelo descongelado, los cambios físicos en el medio ambiente [131] y la actividad microbiana y vegetal en el suelo. La respiración microbiana es el proceso principal mediante el cual el carbono antiguo del permafrost se reactiva y ingresa a la atmósfera. La tasa de descomposición microbiana dentro de los suelos orgánicos, incluido el permafrost descongelado, depende de los controles ambientales, como la temperatura del suelo, la disponibilidad de humedad, la disponibilidad de nutrientes y la disponibilidad de oxígeno. [132] En particular, concentraciones suficientes de óxidos de hierro en algunos suelos de permafrost pueden inhibir la respiración microbiana y prevenir la movilización de carbono: sin embargo, esta protección solo dura hasta que el carbono es separado de los óxidos de hierro por bacterias reductoras de Fe, lo cual es solo una cuestión de tiempo en condiciones típicas. [133] Dependiendo del tipo de suelo, el óxido de hierro (III) puede aumentar la oxidación del metano a dióxido de carbono en el suelo, pero también puede amplificar la producción de metano por los acetótrofos: estos procesos del suelo aún no se comprenden completamente. [134]
En conjunto, la probabilidad de que todo el depósito de carbono se movilice y entre a la atmósfera es baja a pesar de los grandes volúmenes almacenados en el suelo. Aunque las temperaturas aumentarán, esto no implica una pérdida total del permafrost ni la movilización de todo el depósito de carbono. Gran parte del suelo sustentado por el permafrost permanecerá congelado incluso si el aumento de las temperaturas aumenta la profundidad del deshielo o aumenta el termokarsting y la degradación del permafrost. [135] Además, otros elementos como el hierro y el aluminio pueden adsorber parte del carbono del suelo movilizado antes de que llegue a la atmósfera, y son particularmente prominentes en las capas de arena mineral que a menudo se superponen al permafrost. [136] Por otro lado, una vez que el área de permafrost se descongela, no volverá a serlo durante siglos incluso si el aumento de temperatura se revierte, lo que lo convierte en uno de los ejemplos más conocidos de puntos de inflexión en el sistema climático .En 2011, análisis informáticos preliminares sugirieron que las emisiones del permafrost podrían equivaler a alrededor del 15% de las emisiones antropogénicas. [137]
Un artículo de perspectivas de 2018 que analiza los puntos de inflexión en el sistema climático activados alrededor de 2 °C (3,6 °F) de calentamiento global sugirió que en este umbral, el deshielo del permafrost agregaría 0,09 °C (0,16 °F) adicionales a las temperaturas globales para 2100. con un rango de 0,04 a 0,16 °C (0,072 a 0,288 °F) [138] En 2021, otro estudio estimó que en un futuro en el que se alcanzarían cero emisiones tras una emisión de 1000 Pg C adicionales a la atmósfera (un escenario en el que las temperaturas normalmente se mantienen estables después de la última emisión, o comienzan a disminuir lentamente) el carbono del permafrost agregaría 0,06 °C (0,11 °F) (con un rango de 0,02 a 0,14 °C (0,036 a 0,252 °F)) 50 años después de la última emisión antropogénica, 0,09 °C (0,16 °F) (0,04–0,21 °C (0,072–0,378 °F)) 100 años después y 0,27 °C (0,49 °F) (0,12–0,49 °C (0,22–0,88 °F) ) 500 años después. [139] Sin embargo, ninguno de los estudios pudo tener en cuenta el deshielo abrupto.
En 2020, un estudio de las turberas de permafrost del norte (un subconjunto más pequeño de toda el área de permafrost, que cubre 3,7 millones de km 2 de los 18 millones de km 2 estimados [140] ) equivaldría a ~1% del forzamiento radiativo antropogénico para 2100, y que esta proporción sigue siendo la misma en todos los escenarios de calentamiento considerados, desde 1,5 °C (2,7 °F) hasta 6 °C (11 °F). Sugirió además que después de 200 años más, esas turberas habrían absorbido más carbono del que habían emitido a la atmósfera. [141]
El Sexto Informe de Evaluación del IPCC estima que el dióxido de carbono y el metano liberados por el permafrost podrían ascender al equivalente de 14 a 175 mil millones de toneladas de dióxido de carbono por 1 °C (1,8 °F) de calentamiento. [142] : 1237 A modo de comparación, en 2019, las emisiones antropogénicas anuales de dióxido de carbono por sí solas ascendieron a alrededor de 40 mil millones de toneladas. [142] : 1237
Una evaluación de 2021 del impacto económico de los puntos de inflexión climáticos estimó que las emisiones de carbono del permafrost aumentarían el costo social del carbono en aproximadamente un 8,4% [144]. Sin embargo, los métodos de esa evaluación han generado controversia: cuando investigadores como Steve Keen y Timothy Lenton habían Lo acusó de subestimar el impacto general de los puntos de inflexión y de los niveles más altos de calentamiento en general, [145] los autores han admitido algunos de sus puntos. [146]
En 2021, un grupo de destacados investigadores del permafrost como Merritt Turetsky presentó su estimación colectiva de las emisiones del permafrost, incluidos los abruptos procesos de deshielo, como parte de un esfuerzo por abogar por una reducción del 50% de las emisiones antropogénicas para 2030 como un hito necesario para ayudar. alcanzar el cero neto para 2050. Sus cifras de emisiones combinadas de permafrost para 2100 ascendieron a 150 a 200 mil millones de toneladas de dióxido de carbono equivalente por debajo de 1,5 °C (2,7 °F) de calentamiento, 220 a 300 mil millones de toneladas por debajo de 2 °C (3,6 °F) ) y entre 400 y 500 mil millones de toneladas si se permitiera que el calentamiento excediera los 4 °C (7,2 °F). Compararon esas cifras con las emisiones actuales extrapoladas de Canadá , la Unión Europea y Estados Unidos o China , respectivamente. La cifra de 400 a 500 mil millones de toneladas también sería equivalente al presupuesto restante actual para mantenerse dentro del objetivo de 1,5 °C (2,7 °F). [147] Uno de los científicos involucrados en ese esfuerzo, Susan M. Natali del Centro de Investigación Woods Hole , también había liderado la publicación de una estimación complementaria en un artículo de PNAS ese año, que sugería que cuando la amplificación de las emisiones de permafrost por deshielo abrupto e incendios forestales se combina con el rango previsible de emisiones antropogénicas en el futuro cercano, evitar exceder (o "sobrepasar") el calentamiento de 1,5 °C (2,7 °F) ya es inverosímil, y los esfuerzos para lograrlo pueden tener que depender de factores negativos. emisiones para obligar a que la temperatura vuelva a bajar. [148]
Una evaluación actualizada de 2022 de los puntos de inflexión climáticos concluyó que el deshielo abrupto del permafrost agregaría un 50% a las tasas de deshielo gradual y agregaría 14 mil millones de toneladas de emisiones equivalentes de dióxido de carbono para 2100 y 35 mil millones de toneladas para 2300 por cada grado de calentamiento. Esto tendría un impacto de calentamiento de 0,04 °C (0,072 °F) por cada grado total de calentamiento para 2100, y 0,11 °C (0,20 °F) por cada grado total de calentamiento para 2300. También sugirió que entre 3 ° C (5,4 °F) y 6 °C (11 °F) grados de calentamiento (con la cifra más probable alrededor de 4 °C (7,2 °F) grados), un colapso a gran escala de las áreas de permafrost podría volverse irreversible, agregando entre 175 y 350 mil millones de toneladas de emisiones equivalentes de CO 2 , o 0,2 a 0,4 °C (0,36 a 0,72 °F) grados, durante aproximadamente 50 años (con un rango entre 10 y 300 años). [149] [150]
Una importante revisión publicada en el año 2022 concluyó que si se cumpliera el objetivo de evitar 2 °C (3,6 °F) de calentamiento, entonces las emisiones anuales promedio de permafrost a lo largo del siglo XXI serían equivalentes a las emisiones anuales de Rusia en el año 2019 . Según el RCP4.5, un escenario considerado cercano a la trayectoria actual y en el que el calentamiento se mantiene ligeramente por debajo de los 3 °C (5,4 °F), las emisiones anuales de permafrost serían comparables a las emisiones del año 2019 de Europa Occidental o Estados Unidos , mientras que bajo el escenario En un escenario de alto calentamiento global y la peor respuesta de retroalimentación del permafrost, casi igualarían las emisiones del año 2019 de China . [143]El permafrost submarino se encuentra debajo del lecho marino y existe en las plataformas continentales de las regiones polares. [151] Por lo tanto, se puede definir como "las áreas de plataforma continental sin glaciares expuestas durante el Último Máximo Glacial (LGM, ~26 500 BP) que actualmente están inundadas". Grandes reservas de materia orgánica (MO) y metano ( CH 4 ) se acumulan debajo y dentro de los depósitos submarinos de permafrost. Esta fuente de metano es diferente de los clatratos de metano , pero contribuye al resultado general y a la retroalimentación en el sistema climático de la Tierra. [127]
El hielo marino sirve para estabilizar los depósitos de metano en la costa y cerca de ella, [152] evitando que el clatrato se descomponga y ventile hacia la columna de agua y, finalmente, llegue a la atmósfera. El metano se libera a través de burbujas del permafrost submarino hacia el océano (un proceso llamado ebullición). Durante las tormentas, los niveles de metano en la columna de agua caen drásticamente, cuando el intercambio de gases entre el aire y el mar impulsado por el viento acelera el proceso de ebullición hacia la atmósfera. Esta ruta observada sugiere que el metano del permafrost del fondo marino progresará con bastante lentitud, en lugar de cambios abruptos. Sin embargo, los ciclones árticos, alimentados por el calentamiento global y una mayor acumulación de gases de efecto invernadero en la atmósfera, podrían contribuir a una mayor liberación de este depósito de metano, que es realmente importante para el Ártico. [153] En 2017 se publicó una actualización de los mecanismos de esta degradación del permafrost. [154]
El tamaño del permafrost submarino actual se ha estimado en 2 millones de km 2 (~1/5 del tamaño del dominio del permafrost terrestre), lo que constituye una reducción del 30 al 50 % desde el LGM. Contiene alrededor de 560 GtC en OM y 45 GtC en CH 4 , con una liberación actual de 18 y 38 MtC por año respectivamente, lo que se debe al calentamiento y deshielo que el dominio de permafrost submarino ha estado experimentando desde después del LGM (~14000 años). atrás). De hecho, debido a que los sistemas submarinos de permafrost responden en escalas de tiempo milenarias al calentamiento climático, los actuales flujos de carbono que emite al agua responden a los cambios climáticos que ocurren después del LGM. Por lo tanto, los efectos del cambio climático provocado por el hombre en el permafrost submarino sólo se verán dentro de cientos o miles de años. Según las predicciones en un escenario de emisiones RCP 8.5 sin cambios , para 2100, se podrían liberar 43 GtC del dominio de permafrost submarino y 190 GtC para el año 2300. Mientras que para el escenario de bajas emisiones RCP 2.6, un 30% menos de emisiones son estimados. Esto constituye una aceleración significativa de la liberación de carbono impulsada por el hombre en los próximos siglos. [127]
La mayoría de los depósitos de clatrato de metano se encuentran en sedimentos demasiado profundos para responder rápidamente, [157] y el modelo de Archer de 2007 sugiere que el forzamiento del metano derivado de ellos debería seguir siendo un componente menor del efecto invernadero general . [158] Los depósitos de clatrato se desestabilizan desde la parte más profunda de su zona de estabilidad , que normalmente se encuentra a cientos de metros por debajo del fondo marino. Un aumento sostenido de la temperatura del mar eventualmente calentará su camino a través del sedimento y provocará que el clatrato más superficial y marginal comience a descomponerse; pero normalmente se necesitarán del orden de mil años o más para que el cambio de temperatura llegue tan lejos en el lecho marino. [158] Además, investigaciones posteriores sobre depósitos de latitudes medias en el Océano Atlántico y Pacífico encontraron que cualquier metano liberado desde el fondo marino, sin importar la fuente, no llega a la atmósfera una vez que la profundidad excede los 430 m (1,411 pies), mientras que las características geológicas de El área hace imposible que existan hidratos a profundidades inferiores a 550 m (1.804 pies). [159] [160]
.jpg/1280px-Methane_Releases_-_East_Siberian_Arctic_Shelf_(4416688271).jpg)
Sin embargo, algunos depósitos de clatratos de metano en el Ártico son mucho menos profundos que el resto, lo que podría hacerlos mucho más vulnerables al calentamiento. Un depósito de gas atrapado en el talud continental frente a Canadá en el mar de Beaufort , ubicado en un área de pequeñas colinas cónicas en el fondo del océano, está a sólo 290 m (951 pies) bajo el nivel del mar y se considera el depósito de hidrato de metano más superficial conocido. [161] Sin embargo, la plataforma ártica de Siberia Oriental tiene un promedio de 45 metros de profundidad, y se supone que debajo del fondo marino, sellado por capas submarinas de permafrost, se encuentran depósitos de hidratos. [162] [163] Esto significaría que cuando el calentamiento se presente potencialmente como talik o pingo dentro de la plataforma, también servirían como vías de migración de gas para el metano anteriormente congelado, y se ha prestado mucha atención a esa posibilidad. [164] [165] [166] Shakhova et al. (2008) estiman que no menos de 1.400 gigatoneladas de carbono están actualmente atrapadas como metano e hidratos de metano bajo el permafrost submarino del Ártico, y entre el 5% y el 10% de esa área está sujeta a perforaciones por talik abierto. Su artículo inicialmente incluía la frase de que "la liberación de hasta 50 gigatoneladas de la cantidad prevista de almacenamiento de hidratos [es] muy posible para una liberación abrupta en cualquier momento". Una liberación a esta escala aumentaría el contenido de metano de la atmósfera del planeta en un factor de doce, [167] [168] equivalente en efecto invernadero a duplicar el nivel de CO 2 de 2008 .
Esto es lo que llevó a la hipótesis original del cañón de clatrato, y en 2008 el sistema del Laboratorio Nacional del Departamento de Energía de los Estados Unidos [169] y el Programa Científico del Cambio Climático del Servicio Geológico de los Estados Unidos identificaron la posible desestabilización del clatrato en el Ártico como una de las cuatro más graves. escenarios de cambio climático abrupto, que han sido seleccionados para investigación prioritaria. La USCCSP publicó un informe a finales de diciembre de 2008 estimando la gravedad de este riesgo. [170] Un estudio de 2012 sobre los efectos de la hipótesis original, basado en un modelo acoplado de ciclo climático-carbono ( GCM ), evaluó un aumento de metano de 1000 veces (de <1 a 1000 ppmv), en un solo pulso, a partir de hidratos de metano. (basado en estimaciones de cantidad de carbono para el PETM, con ~2000 GtC), y concluyó que aumentaría las temperaturas atmosféricas en más de 6 °C en 80 años. Además, el carbono almacenado en la biosfera terrestre disminuiría en menos del 25%, lo que sugiere una situación crítica para los ecosistemas y la agricultura, especialmente en los trópicos. [171] Otra evaluación de la literatura realizada en 2012 identifica los hidratos de metano en la plataforma de los mares del Ártico oriental como un posible desencadenante. [172]
Las investigaciones realizadas en 2008 en el Ártico siberiano mostraron liberaciones de metano en una escala anual de millones de toneladas, lo que representó un aumento sustancial con respecto a la estimación anterior de 0,5 millones de toneladas por año. [174] aparentemente a través de perforaciones en el permafrost del fondo marino, [166] con concentraciones en algunas regiones que alcanzan hasta 100 veces los niveles normales. [175] [176] El exceso de metano se ha detectado en puntos críticos localizados en la desembocadura del río Lena y en la frontera entre el mar de Laptev y el mar de Siberia Oriental . En ese momento, se pensaba que parte del derretimiento era resultado del calentamiento geológico, pero se creía que un mayor deshielo se debía al gran aumento en los volúmenes de agua de deshielo que se descargaban de los ríos siberianos que fluyen hacia el norte. [177]
En 2013, el mismo equipo de investigadores utilizó múltiples observaciones de sonar para cuantificar la densidad de las burbujas que emanaban del permafrost submarino hacia el océano (un proceso llamado ebullición) y descubrió que diariamente se emiten entre 100 y 630 mg de metano por metro cuadrado a lo largo del este de Siberia. Plataforma Ártica (ESAS), en la columna de agua. También descubrieron que durante las tormentas, cuando el viento acelera el intercambio de gases entre el aire y el mar, los niveles de metano en la columna de agua caen drásticamente. Las observaciones sugieren que la liberación de metano del permafrost del fondo marino progresará lentamente, en lugar de abruptamente. Sin embargo, los ciclones árticos, alimentados por el calentamiento global , y una mayor acumulación de gases de efecto invernadero en la atmósfera podrían contribuir a una liberación más rápida de metano de esta fuente. En total, su estimación actualizada ascendía ahora a 17 millones de toneladas por año. [178]
Sin embargo, estos hallazgos pronto fueron cuestionados, ya que esta tasa de liberación anual significaría que el ESAS por sí solo representaría entre el 28% y el 75% de las emisiones de metano observadas en el Ártico, lo que contradice muchos otros estudios. En enero de 2020, se descubrió que la velocidad a la que el metano ingresa a la atmósfera después de haber sido liberado de los depósitos de la plataforma a la columna de agua se había sobreestimado en gran medida, y las observaciones de los flujos de metano atmosférico tomadas durante múltiples cruceros de barcos en el Ártico indican en cambio que la ESAS sólo emite alrededor de 3,02 millones de toneladas de metano al año. [179] Un estudio de modelado publicado en 2020 sugirió que, en las condiciones actuales, la liberación anual de metano de la ESAS puede ser tan baja como 1000 toneladas, de las cuales 2,6 a 4,5 millones de toneladas representan el potencial máximo de emisiones turbulentas de la plataforma. [173]Los resultados de nuestro estudio indican que las inmensas filtraciones encontradas en esta área son el resultado del estado natural del sistema. Comprender cómo interactúa el metano con otros procesos geológicos, químicos y biológicos importantes en el sistema terrestre es esencial y debería ser el énfasis de nuestra comunidad científica. [180]
La investigación de Klaus Wallmann et al. 2018 concluyó que la disociación de hidratos en Svalbard hace 8.000 años se debió a un rebote isostático (levantamiento continental después de la deglaciación ). Como resultado, la profundidad del agua se hizo menos profunda con menos presión hidrostática, sin mayor calentamiento. El estudio también encontró que los depósitos actuales en el sitio se vuelven inestables a una profundidad de ~ 400 metros, debido al calentamiento estacional del agua del fondo, y aún no está claro si esto se debe a la variabilidad natural o al calentamiento antropogénico. [181] Además, otro artículo publicado en 2017 encontró que solo el 0,07% del metano liberado por la disociación del hidrato de gas en Svalbard parece llegar a la atmósfera y, por lo general, solo cuando la velocidad del viento era baja. [182] En 2020, un estudio posterior confirmó que solo una pequeña fracción del metano de las filtraciones de Svalbard llega a la atmósfera, y que la velocidad del viento tiene una mayor influencia en la tasa de liberación que la concentración de metano disuelto en el sitio. [183]
Finalmente, un artículo publicado en 2017 indicó que las emisiones de metano de al menos un campo de filtración en Svalbard fueron más que compensadas por la mayor absorción de dióxido de carbono debido al gran aumento de la actividad del fitoplancton en esta agua rica en nutrientes. La cantidad diaria de dióxido de carbono absorbida por el fitoplancton fue 1.900 veces mayor que la cantidad de metano emitido, y el forzamiento radiativo negativo (es decir, de enfriamiento indirecto) procedente de la absorción de CO 2 fue hasta 251 veces mayor que el calentamiento provocado por la liberación de metano. [184]Aunque ahora se cree que esto es poco probable en el futuro cercano, también se ha sugerido que podría haber un cierre de la circulación termohalina , similar al que se cree que impulsó el Younger Dryas , un evento de cambio climático abrupto . [190] Incluso si es poco probable que se produzca un cierre total, ya se ha observado una desaceleración de esta corriente y un debilitamiento de sus efectos sobre el clima: un estudio de 2015 encontró que la circulación meridional de vuelco del Atlántico (AMOC) se ha debilitado en un 15% a 20% en los últimos 100 años. [7] Esta desaceleración podría conducir a un enfriamiento en el Atlántico Norte, aunque esto podría mitigarse por el calentamiento global, pero no está claro hasta qué punto. [191] Los efectos adicionales de esto se sentirían en todo el mundo, con cambios en los patrones tropicales, tormentas más fuertes en el Atlántico norte y una reducción de la productividad de los cultivos europeos entre las posibles repercusiones. [191]
También existe potencialmente la posibilidad de una alteración más general de la circulación oceánica , que podría conducir a un evento anóxico en el océano ; Se cree que estos eran mucho más comunes en el pasado lejano. No está claro si hoy en día existen las condiciones previas apropiadas para un evento de este tipo, pero se cree que estos eventos anóxicos en los océanos fueron causados principalmente por la escorrentía de nutrientes, que fue impulsada por el aumento de las emisiones de CO 2 en el pasado distante. [192] Esto establece un paralelo inquietante con el cambio climático actual, pero la cantidad de CO 2 que se cree que causó estos eventos es mucho mayor que los niveles que enfrentamos actualmente, por lo que se considera poco probable que se produzcan efectos de esta magnitud en un corto período de tiempo. escala. [193]
A medida que el Ártico continúa calentándose, el gradiente de temperatura entre él y las partes más cálidas del mundo seguirá disminuyendo con cada década de calentamiento global debido a la amplificación del Ártico. Si este gradiente tiene una fuerte influencia en la corriente en chorro, eventualmente se volverá más débil y más variable en su curso, lo que permitiría que más aire frío del vórtice polar se filtrara en latitudes medias y frenara la progresión de las ondas de Rossby , lo que llevaría a clima más persistente y más extremo .
La hipótesis anterior está estrechamente asociada con Jennifer Francis , quien la propuso por primera vez en un artículo de 2012 del que fue coautor Stephen J. Vavrus. [194] Si bien algunas reconstrucciones paleoclimáticas han sugerido que el vórtice polar se vuelve más variable y causa un clima más inestable durante los períodos de calentamiento allá por 1997, [195] esto fue contradicho por los modelos climáticos, con simulaciones PMIP2 que encontraron en 2010 que la oscilación ártica era mucho más débil y más negativo durante el Último Máximo Glacial , y sugiere que los períodos más cálidos tienen una fase positiva AO más fuerte y, por lo tanto, fugas menos frecuentes del aire del vórtice polar. [196] Sin embargo, una revisión de 2012 en el Journal of the Atmospheric Sciences señaló que "ha habido un cambio significativo en el estado medio del vórtice durante el siglo XXI, lo que resultó en un vórtice más débil y más perturbado" . 197] que contradecía los resultados del modelo pero se ajustaba a la hipótesis de Francis-Vavrus. Además, un estudio de 2013 señaló que el CMIP5 vigente en ese momento tendía a subestimar fuertemente las tendencias de bloqueo invernal, [198] y otras investigaciones de 2012 habían sugerido una conexión entre la disminución del hielo marino del Ártico y las fuertes nevadas durante los inviernos de latitudes medias. [199]
En 2013, otras investigaciones de Francisco relacionaron las reducciones en el hielo marino del Ártico con el clima extremo del verano en las latitudes medias del norte, [200] mientras que otras investigaciones de ese año identificaron vínculos potenciales entre las tendencias del hielo marino del Ártico y las precipitaciones más extremas en el verano europeo. . [201] En ese momento, también se sugirió que esta conexión entre la amplificación del Ártico y los patrones de corriente en chorro estuvo involucrada en la formación del huracán Sandy [202] y jugó un papel en la ola de frío norteamericana de principios de 2014 . [203] [204] En 2015, el siguiente estudio de Francis concluyó que los patrones de corriente en chorro altamente amplificados están ocurriendo con mayor frecuencia en las últimas dos décadas. Por lo tanto, las continuas emisiones que atrapan calor favorecen una mayor formación de fenómenos extremos causados por condiciones climáticas prolongadas. [205]
Los estudios publicados en 2017 y 2018 identificaron los patrones de estancamiento de las ondas de Rossby en la corriente en chorro del hemisferio norte como los culpables de otros eventos climáticos extremos casi estacionarios, como la ola de calor europea de 2018 , la ola de calor europea de 2003 , la ola de calor rusa de 2010 o la ola de calor de Pakistán de 2010. inundaciones , y sugirió que todos estos patrones estaban relacionados con la amplificación del Ártico. [206] [207] Trabajos adicionales de Francis y Vavrus ese año sugirieron que el calentamiento ártico amplificado se observa como más fuerte en áreas atmosféricas más bajas porque el proceso de expansión del aire más cálido aumenta los niveles de presión, lo que disminuye los gradientes de altura geopotencial hacia el polo. Como estos gradientes son la razón que causa los vientos de oeste a este a través de la relación de viento térmico, las velocidades decrecientes generalmente se encuentran al sur de las áreas con aumentos geopotenciales. [208] En 2017, Francis explicó sus hallazgos al Scientific American : "Se está transportando mucho más vapor de agua hacia el norte mediante grandes oscilaciones en la corriente en chorro. Esto es importante porque el vapor de agua es un gas de efecto invernadero al igual que el dióxido de carbono y el metano. Atrapa el calor en la atmósfera. Ese vapor también se condensa en forma de gotitas que conocemos como nubes, que a su vez atrapan más calor. El vapor es una gran parte de la historia de la amplificación, una de las principales razones por las que el Ártico se está calentando más rápido que cualquier otro lugar. [209]
En un estudio de 2017 realizado por el climatólogo Dr. Judah Cohen y varios de sus asociados de investigación, Cohen escribió que "[el] cambio en los estados de los vórtices polares puede explicar la mayoría de las tendencias recientes de enfriamiento invernal en las latitudes medias de Eurasia". [210] Un artículo de 2018 de Vavrus y otros vinculó la amplificación del Ártico con extremos cálidos y secos más persistentes durante los veranos de latitudes medias, así como con el enfriamiento continental invernal en latitudes medias. [211] Otro artículo de 2017 estimó que cuando el Ártico experimenta un calentamiento anómalo, la producción primaria en América del Norte disminuye entre un 1% y un 4% en promedio, y algunos estados sufren pérdidas de hasta un 20%. [212] Un estudio de 2021 encontró que una alteración del vórtice polar estratosférico está relacionada con un clima invernal extremadamente frío en partes de Asia y América del Norte, incluida la ola de frío norteamericana de febrero de 2021 . [213] [214] Otro estudio de 2021 identificó una conexión entre la pérdida de hielo marino del Ártico y el aumento de tamaño de los incendios forestales en el oeste de los Estados Unidos . [215]
Sin embargo, debido a que las observaciones específicas se consideran observaciones de corto plazo, existe una incertidumbre considerable en las conclusiones. Las observaciones climatológicas requieren varias décadas para distinguir definitivamente diversas formas de variabilidad natural de las tendencias climáticas. [216] Este punto fue enfatizado en revisiones de 2013 [217] y 2017. [218] Un estudio de 2014 concluyó que la amplificación del Ártico disminuyó significativamente la variabilidad de la temperatura de la estación fría en el hemisferio norte en las últimas décadas. El aire frío del Ártico penetra hoy más rápidamente en las latitudes más bajas y cálidas durante el otoño y el invierno, una tendencia que se prevé continuará en el futuro excepto durante el verano, lo que pone en duda si los inviernos traerán más extremos fríos. [219] Un análisis de 2019 de un conjunto de datos recopilados de 35 182 estaciones meteorológicas en todo el mundo, incluidas 9116 cuyos registros van más allá de 50 años, encontró una fuerte disminución de las olas de frío en latitudes medias del norte desde la década de 1980. [220]
Además, una serie de datos de observación a largo plazo recopilados durante la década de 2010 y publicados en la de 2020 sugieren ahora que la intensificación de la amplificación del Ártico desde principios de la década de 2010 no estuvo vinculada a cambios significativos en los patrones atmosféricos de las latitudes medias. [221] [222] La investigación de modelos de última generación de PAMIP (Proyecto de intercomparación de modelos de amplificación polar) mejoró los hallazgos de PMIP2 de 2010: encontró que la disminución del hielo marino debilitaría la corriente en chorro y aumentaría la probabilidad de tormentas atmosféricas. bloqueo, pero la conexión fue muy pequeña y, por lo general, insignificante en comparación con la variabilidad interanual. [223] [224] En 2022, un estudio de seguimiento encontró que, si bien el promedio de PAMIP probablemente había subestimado el debilitamiento causado por la disminución del hielo marino entre 1,2 y 3 veces, incluso la conexión corregida todavía representa solo el 10% de la corriente en chorro. variabilidad natural. [225]La creciente evidencia de que el calentamiento global está reduciendo el hielo polar ha aumentado la urgencia de los reclamos territoriales del Ártico por parte de varias naciones con la esperanza de establecer desarrollo de recursos y nuevas rutas marítimas , además de proteger los derechos soberanos. [226]
A medida que la cobertura del mar de hielo disminuye cada vez más, año tras año, los países árticos (Rusia, Canadá, Finlandia, Islandia, Noruega, Suecia, Estados Unidos y Dinamarca en representación de Groenlandia) están tomando medidas en el escenario geopolítico para garantizar el acceso a posibles nuevos transportes marítimos. carriles , reservas de petróleo y gas, lo que lleva a reclamaciones superpuestas en toda la región. [227] Sin embargo, sólo existe una disputa fronteriza terrestre en el Ártico, y todas las demás están relacionadas con el mar: la isla Hans . [228] Esta pequeña isla deshabitada se encuentra en el estrecho de Nares , entre la isla Ellesmere de Canadá y la costa norte de Groenlandia. Su estatus proviene de su posición geográfica, justo entre las fronteras equidistantes determinadas en un tratado de 1973 entre Canadá y Dinamarca. [228] Aunque ambos países han reconocido la posibilidad de dividir la isla, no se ha llegado a ningún acuerdo sobre la isla y ambas naciones todavía la reclaman para sí. [228]
Hay más actividad en términos de fronteras marítimas entre países, donde los reclamos superpuestos de aguas internas , mares territoriales y particularmente Zonas Económicas Exclusivas (ZEE) pueden causar fricciones entre naciones. Actualmente, las fronteras marítimas oficiales tienen entre ellas un triángulo no reclamado de aguas internacionales, que se encuentra en el centro de las disputas internacionales. [227]
Esta tierra no reclamada se puede obtener presentando un reclamo ante la Convención de las Naciones Unidas sobre el Derecho del Mar , estos reclamos pueden basarse en evidencia geológica de que las plataformas continentales se extienden más allá de sus fronteras marítimas actuales y hacia aguas internacionales. [227]
Algunas reclamaciones superpuestas aún están pendientes de resolución por parte de organismos internacionales, como una gran parte que contiene el polo norte que es reclamada por Dinamarca y Rusia, y algunas partes también son impugnadas por Canadá. [227] Otro ejemplo es el del Paso del Noroeste , mundialmente reconocido como aguas internacionales, pero técnicamente en aguas canadienses. [227] Esto ha llevado a Canadá a querer limitar el número de barcos que pueden pasar por razones ambientales, pero Estados Unidos cuestiona que tengan la autoridad para hacerlo, favoreciendo el paso ilimitado de barcos. [227]
A medida que el cambio climático se acelera, tiene un impacto cada vez más directo en las sociedades de todo el mundo. Esto es particularmente cierto en el caso de las personas que viven en el Ártico, donde los aumentos de temperatura se están produciendo a un ritmo más rápido que en otras latitudes del mundo, y donde las formas de vida tradicionales, profundamente conectadas con el entorno natural ártico, corren un riesgo particular de alteración ambiental. causado por estos cambios. [229]
El calentamiento de la atmósfera y los cambios ecológicos que lo acompañan presentan desafíos para las comunidades locales como los inuit . La caza, que es una importante forma de supervivencia para algunas comunidades pequeñas, cambiará con el aumento de las temperaturas. [230] La reducción del hielo marino hará que las poblaciones de ciertas especies disminuyan o incluso se extingan. [229] Las comunidades inuit dependen en gran medida de la caza de focas, que depende de las llanuras de hielo marino, donde se cazan focas. [231]
Los cambios insospechados en las condiciones de los ríos y la nieve harán que las manadas de animales, incluidos los renos, cambien los patrones de migración, las zonas de parto y la disponibilidad de forraje . [229] En años buenos, algunas comunidades se dedican plenamente a la captura comercial de ciertos animales. [230] La captura de diferentes animales fluctúa cada año y con el aumento de las temperaturas es probable que continúe cambiando y creando problemas para los cazadores inuit, ya que la imprevisibilidad y la alteración de los ciclos ecológicos complican aún más la vida en estas comunidades, que ya enfrentan problemas importantes. como que las comunidades inuit son las más pobres y desempleadas de América del Norte. [231]
Otras formas de transporte en el Ártico han sufrido impactos negativos por el calentamiento actual, y algunas rutas de transporte y oleoductos en tierra se han visto afectados por el derretimiento del hielo. [229] Muchas comunidades árticas dependen de carreteras congeladas para transportar suministros y viajar de un área a otra. [229] El paisaje cambiante y la imprevisibilidad del clima están creando nuevos desafíos en el Ártico. [232] Los investigadores han documentado senderos históricos y actuales creados por los inuit en el Atlas de senderos Pan Inuit y han descubierto que el cambio en la formación y ruptura del hielo marino ha resultado en cambios en las rutas de los senderos creados por los inuit. [233]
La Ruta Marítima Transpolar es una futura ruta marítima del Ártico que se extenderá desde el Océano Atlántico hasta el Océano Pacífico a través del centro del Océano Ártico. La ruta también se llama a veces Ruta Transártica. A diferencia del Paso del Noreste (incluida la Ruta del Mar del Norte ) y el Paso del Noroeste, evita en gran medida las aguas territoriales de los estados árticos y se encuentra en alta mar internacional. [234]
Los gobiernos y la industria privada han mostrado un interés creciente en el Ártico. [235] Se están abriendo nuevas rutas marítimas importantes: la ruta marítima del norte tuvo 34 pasos en 2011, mientras que el Paso del Noroeste tuvo 22 travesías, más que en cualquier otro momento de la historia. [236] Las compañías navieras pueden beneficiarse de la distancia más corta de estas rutas del norte. Aumentará el acceso a los recursos naturales, incluidos minerales valiosos y petróleo y gas marinos. [229] Encontrar y controlar estos recursos será difícil debido al hielo en continuo movimiento. [229] El turismo también puede aumentar a medida que una menor cantidad de hielo marino mejorará la seguridad y la accesibilidad al Ártico. [229]
Es probable que el derretimiento de los casquetes polares del Ártico aumente el tráfico y la viabilidad comercial de la Ruta del Mar del Norte. Un estudio, por ejemplo, proyecta "cambios notables en los flujos comerciales entre Asia y Europa, desviación del comercio dentro de Europa, intenso tráfico marítimo en el Ártico y una caída sustancial en el tráfico de Suez. Los cambios proyectados en el comercio también implican una presión sustancial sobre un país ya ecosistema ártico amenazado." [237]
Los países individuales dentro de la zona ártica, Canadá , Dinamarca (Groenlandia), Finlandia , Islandia , Noruega , Rusia , Suecia y los Estados Unidos ( Alaska ) realizan investigaciones independientes a través de una variedad de organizaciones y agencias, públicas y privadas, como el Ártico de Rusia. e Instituto de Investigaciones Antárticas . Los países que no tienen reclamos en el Ártico, pero que son vecinos cercanos, también realizan investigaciones en el Ártico, como la Administración China del Ártico y la Antártida (CAA). La Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de los Estados Unidos (NOAA) produce anualmente un boletín de calificaciones del Ártico , que contiene información revisada por pares sobre observaciones recientes de las condiciones ambientales en el Ártico en relación con los registros históricos. [14] [15]
La investigación cooperativa internacional entre naciones se ha vuelto cada vez más importante:
La capa de hielo de Groenlandia se derretiría más rápido en un clima más cálido y es probable que desaparezca (excepto los glaciares residuales en las montañas) si la temperatura media anual en
Groenlandia
aumenta más de unos 3
°C
. Esto elevaría el nivel medio global del mar en 7 metros en un período de 1.000 años o más. Aquí mostramos que las concentraciones de gases de efecto invernadero probablemente habrán alcanzado niveles antes del año 2100 que sean suficientes para elevar la temperatura más allá de este umbral de calentamiento.
{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)Los osos grizzly se aparean con los osos polares. Los zorros rojos superan a los zorros árticos. Enfermedades exóticas que se abren camino en reinos polares que alguna vez estuvieron aislados. Estos son sólo algunos de los fenómenos preocupantes que ocurren ahora a medida que las temperaturas del Ártico se disparan y el Océano Ártico, una barrera que alguna vez fue impermeable, se derrite.
{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link){{cite web}}: CS1 maint: numeric names: authors list (link)Los científicos rusos han estimado lo que podría suceder cuando este sello de permafrost siberiano se derrita por completo y se escape todo el gas almacenado. Creen que el contenido de metano en la atmósfera del planeta se multiplicaría por doce.