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El cambio climático en el Ártico

La extensión y el área del hielo marino del Ártico han disminuido cada década desde el inicio de las observaciones satelitales en 1979: la capa de hielo de Groenlandia había experimentado un "evento de fusión masiva" en 2012, que se repitió en 2019 y 2021; imagen satelital de la extremadamente anómala ola de calor siberiana de 2020; el deshielo del permafrost está provocando una erosión severa , como en esta ubicación costera de Alaska

Debido al cambio climático en el Ártico , se espera que esta región polar se vuelva "profundamente diferente" para el año 2050. [1] : 2321  La velocidad del cambio es "una de las más altas del mundo", [1] : 2321  con una tasa de calentamiento 3-4 veces más rápida que el promedio mundial. [2] [3] [4] [5] Este calentamiento ya ha provocado la profunda disminución del hielo marino del Ártico , la aceleración del derretimiento de la capa de hielo de Groenlandia y el deshielo del paisaje del permafrost . [1] : 2321  [6] Se espera que estas transformaciones en curso sean irreversibles durante siglos o incluso milenios. [1] : 2321 

La vida natural en el Ártico se ve muy afectada. A medida que la tundra se calienta, su suelo se vuelve más hospitalario para las lombrices de tierra y las plantas más grandes, [7] y los bosques boreales se extienden hacia el norte; sin embargo, esto también hace que el paisaje sea más propenso a los incendios forestales , que tardan más en recuperarse que en las otras regiones. Los castores también aprovechan este calentamiento para colonizar los ríos del Ártico y sus represas , lo que contribuye a las emisiones de metano debido al aumento de las aguas estancadas. [8] El océano Ártico ha experimentado un gran aumento en la producción primaria marina , ya que las aguas más cálidas y la menor sombra del hielo marino benefician al fitoplancton . [1] : 2326  [9] Al mismo tiempo, ya es menos alcalino que el resto del océano global, por lo que la acidificación oceánica causada por el aumento de las concentraciones de CO 2 es más grave, lo que amenaza algunas formas de zooplancton como los pterópodos . [1] : 2328 

Se espera que el océano Ártico experimente sus primeros eventos sin hielo en un futuro cercano, muy probablemente antes de 2050, y potencialmente a fines de la década de 2020 o principios de la de 2030. [10] Esto no tendría precedentes en los últimos 700.000 años. [11] [12] Parte del hielo marino vuelve a crecer cada invierno ártico, pero se espera que estos eventos ocurran cada vez con mayor frecuencia a medida que aumenta el calentamiento. Esto tiene grandes implicaciones para las especies de fauna que dependen del hielo marino, como los osos polares . Para los humanos, las rutas comerciales a través del océano se volverán más convenientes. Sin embargo, varios países tienen infraestructura en el Ártico que vale miles de millones de dólares, y está amenazada de colapso a medida que se descongele el permafrost subyacente. Los pueblos indígenas del Ártico tienen una larga relación con sus condiciones gélidas y enfrentan la pérdida de su patrimonio cultural.

Además, existen numerosas implicaciones que van más allá de la región del Ártico. La pérdida de hielo marino no sólo aumenta el calentamiento en el Ártico, sino que también contribuye al aumento de la temperatura global a través de la retroalimentación hielo-albedo . El deshielo del permafrost produce emisiones de CO2 y metano que son comparables a las de los principales países. El derretimiento de Groenlandia contribuye significativamente al aumento del nivel del mar global . Si el calentamiento excede -o se acerca- a ese valor, existe un riesgo significativo de que se pierda toda la capa de hielo en un período estimado de 10.000 años, lo que se sumará al nivel del mar global. El calentamiento en el Ártico puede afectar la estabilidad de la corriente en chorro y, por lo tanto, los fenómenos meteorológicos extremos en las regiones de latitudes medias , pero sólo hay "poca confianza" en esa hipótesis.

Impactos sobre el medio ambiente físico

Calentamiento

La imagen de arriba muestra dónde las temperaturas medias del aire (octubre de 2010 – septiembre de 2011) fueron hasta 2 grados Celsius superiores (rojo) o inferiores (azul) al promedio de largo plazo (1981-2010).

El período de 1995-2005 fue la década más cálida en el Ártico desde al menos el siglo XVII, con temperaturas 2 °C (3,6 °F) superiores a la media de 1951-1990. [13] La temperatura de Alaska y el oeste de Canadá aumentó entre 3 y 4 °C (5,40 a 7,20 °F) durante ese período. [14] La investigación de 2013 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. [15] [16] Desde 2013, la temperatura media anual del aire en la superficie (SAT) del Ártico ha sido al menos 1 °C (1,8 °F) más cálida que la media de 1981-2010.

En 2016, hubo anomalías extremas de enero a febrero, y se estimó que la temperatura en el Ártico fue entre 4 y 5,8 °C (7,2 y 10,4 °F) más alta que entre 1981 y 2010. [17] En 2020, la SAT media fue 1,9 °C (3,4 °F) más cálida que el promedio de 1981-2010. [18] 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 en la región solo se esperaba para 2100. En marzo, abril y mayo, la temperatura promedio en el Ártico fue 10 °C (18,0 °F) más alta de lo normal. [19] [20] Esta ola de calor, sin el calentamiento inducido por el hombre, podría ocurrir solo una vez cada 80.000 años, según un estudio de atribución publicado en julio de 2020. Es el vínculo más fuerte entre un evento meteorológico y el cambio climático antropogénico que se había encontrado hasta ahora. [21]

Amplificación del Ártico

El calentamiento regional potencial se debe a la pérdida de todo el hielo terrestre fuera de la Antártida oriental y a la desaparición del hielo marino del Ártico cada año a partir de junio. Si bien es plausible, la pérdida constante de hielo marino probablemente requeriría un calentamiento relativamente alto, y la pérdida de todo el hielo en Groenlandia requeriría varios milenios.

La retroalimentación del albedo entre la nieve y el hielo tiene un efecto sustancial en 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 hubieran sido sin ellos. [22] En consecuencia, la reciente disminución del hielo marino del Ártico es uno de los principales factores que explican el calentamiento del Ártico casi cuatro veces más rápido que el promedio mundial desde 1979 (el año en que comenzaron las lecturas satelitales continuas del hielo marino del Ártico), en un fenómeno conocido como amplificación del Ártico . [23]

Los estudios de modelización muestran que la fuerte amplificación del Ártico solo ocurre 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. [24] 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. [25] [26] [27] La ​​pérdida de hielo en la Antártida y su contribución al aumento del nivel del mar están impulsadas en cambio abrumadoramente por el 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. [28]

La retroalimentación hielo-albedo también tiene un efecto menor, pero aún notable, en 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/m2 ) de forzamiento radiativo , lo que equivale a una cuarta parte del forzamiento radiativo de los aumentos de CO2 [29] durante el mismo período. En comparación con los aumentos acumulados en el forzamiento radiativo de los gases de efecto invernadero desde el inicio de la Revolución Industrial , es equivalente al forzamiento radiativo estimado de 2019 del óxido nitroso (0,21 W/m2 ) , casi la mitad del forzamiento radiativo de 2019 del metano (0,54 W/m2 ) y el 10% del aumento acumulado de CO2 (2,16 W/ m2 ) . [30] 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 alrededor de 0,06 W/m2 por década. Sin embargo, el hielo marino antártico también había comenzado a disminuir después, y el papel combinado de los cambios en la capa de hielo entre 1992 y 2018 es equivalente al 10% de todas las emisiones antropogénicas de gases de efecto invernadero . [31]
La superficie oscura del océano refleja sólo el 6 por ciento de la radiación solar entrante, mientras que el hielo marino refleja entre el 50 y el 70 por ciento. [32]

Históricamente se ha descrito que el Ártico se está calentando dos veces más rápido que el promedio mundial, [33] pero esta estimación se basó en observaciones más antiguas que no captaron la aceleración más reciente. Para 2021, había suficientes datos disponibles para mostrar que el Ártico se había calentado tres veces más rápido que el mundo: 3,1 °C entre 1971 y 2019, en comparación con el calentamiento global de 1 °C durante el mismo período. [34] 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 encontró 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. [35] [36] Dentro del Círculo Polar Ártico, se produce una amplificación aún mayor en la zona del mar de Barents , con puntos calientes 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 mundial. [37] [38] Esto ha alimentado las preocupaciones de que, a diferencia del resto del hielo marino del Ártico, la cubierta de hielo en el mar de Barents puede desaparecer permanentemente incluso alrededor de 1,5 grados de calentamiento global. [39] [40]

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. [41] La primera aceleración se atribuye al aumento del forzamiento radiativo antropogénico en la región, que a su vez probablemente esté relacionado con las reducciones en la contaminación por aerosoles de azufre estratosférico 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 Celsius. [42] [43] La segunda aceleración no tiene una causa conocida, [34] por lo que no apareció en ningún modelo climático. Es probable que sea un ejemplo de variabilidad natural multidecadal, como el vínculo sugerido entre las temperaturas del Ártico y la Oscilación Multidecadal Atlántica (AMO), [44] 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 . [41]

Precipitación

Un impacto observado del cambio climático es un fuerte aumento en la cantidad de rayos en el Ártico. Los rayos aumentan el riesgo de incendios forestales. [45] Algunas investigaciones sugieren que, a nivel global, un calentamiento mayor a 1,5 °C (2,7 °F) sobre el nivel preindustrial podría cambiar el tipo de precipitación en el Ártico de nieve a lluvia en verano y otoño. [46]

Pérdida de criosfera

En promedio, el cambio climático ha reducido el espesor del hielo terrestre año tras año y la extensión de la capa de hielo marino. [47]

Hielo marino

Extensión del hielo marino en el hemisferio norte entre 1870 y 2009 en millones de kilómetros cuadrados. El sombreado azul indica la era anterior a la existencia de satélites; los datos de esa época son menos fiables.

El hielo marino en la región del Ártico ha disminuido en las últimas décadas en área 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 los 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 durante los primeros años del siglo XXI, con una tasa de disminución del 4,7% por década (ha disminuido más del 50% desde los primeros registros satelitales). [48] [49] [50] El hielo marino de verano probablemente dejará de existir en algún momento durante el siglo XXI. [51]

La región está en su punto más cálido en al menos 4.000 años. [52] Además, la temporada de derretimiento en todo el Ártico se ha alargado a un ritmo de cinco días por década (de 1979 a 2013), dominada por una congelación tardía en otoño. [53] El Sexto Informe de Evaluación del IPCC (2021) afirmó que la superficie de hielo marino del Ártico probablemente caerá por debajo de 1 millón de km2 en al menos algunos septiembres antes de 2050. [54] : 1249  En septiembre de 2020, el Centro Nacional de Datos de Nieve y Hielo de EE. UU. informó que el hielo marino del Ártico en 2020 se había derretido hasta una extensión de 3,74 millones de km2 , su segunda extensión más pequeña desde que comenzaron los registros en 1979. [55] La Tierra perdió 28 billones de toneladas de hielo entre 1994 y 2017, y el hielo marino del Ártico representó 7,6 billones de toneladas de esta pérdida. La tasa de pérdida de hielo ha aumentado un 57% desde la década de 1990. [56]

Capa de hielo de Groenlandia

Proyecciones para 2023 de cuánto podría reducirse la capa de hielo de Groenlandia respecto de su extensión actual para el año 2300 en el peor escenario posible de cambio climático (mitad superior) y de cuánto más rápido fluirá el hielo restante en ese caso (mitad inferior)

Groenlandia ha tenido grandes glaciares y capas de hielo durante al menos 18 millones de años, [57] pero una única capa de hielo cubrió por primera vez la mayor parte de la isla hace unos 2,6 millones de años. [58] Desde entonces, ha crecido [59] [60] y se ha contraído significativamente. [61] [62] [63] El hielo más antiguo conocido en Groenlandia tiene alrededor de 1 millón de años. [64] Debido a las emisiones antropogénicas de gases de efecto invernadero , la capa de hielo ahora es la más cálida que ha sido en los últimos 1000 años, [65] y está perdiendo hielo al ritmo más rápido en al menos los últimos 12.000 años. [66]

Cada verano, partes de la superficie se derriten y los acantilados de hielo se desprenden hacia el mar. Normalmente, la capa de hielo se repondría con las nevadas de invierno, [67] pero debido al calentamiento global, la capa de hielo se está derritiendo entre dos y cinco veces más rápido que antes de 1850, [68] y las nevadas no han seguido este ritmo desde 1996. [69] Si se logra el objetivo del Acuerdo de París de permanecer por debajo de los 2 °C (3,6 °F), el derretimiento del hielo de Groenlandia por sí solo todavía agregaría alrededor de 6 cm ( 2+1 ⁄ 2  pulgada) al aumento global del nivel del mar para fines de siglo. Si no hay reducciones en las emisiones, el derretimiento agregaría alrededor de 13 cm (5 pulgadas) para 2100, [70] : 1302  con un peor caso de aproximadamente 33 cm (13 pulgadas). [71] A modo de comparación, el derretimiento hasta ahora ha contribuido con1,4 cm ( 1 ⁄ 2  pulgada) desde 1972, [72] mientras que el aumento del nivel del mar de todas las fuentes fue de 15 a 25 cm (6 a 10 pulgadas) entre 1901 y 2018. [73] : 5 

Si los 2.900.000 kilómetros cúbicos (696.000 millas cúbicas) de la capa de hielo se derritieran, aumentaría el nivel global del mar en ~7,4 m (24 pies). [74] El calentamiento global entre 1,7 °C (3,1 °F) y 2,3 °C (4,1 °F) probablemente haría que este derretimiento fuera inevitable. [75] Sin embargo, 1,5 °C (2,7 °F) aún causaría una pérdida de hielo equivalente a 1,4 m ( 4+1 ⁄ 2  pie) de aumento del nivel del mar, [76] y se perderá más hielo si las temperaturas superan ese nivel antes de disminuir. [75] Si las temperaturas globales continúan aumentando, la capa de hielo probablemente desaparecerá dentro de 10.000 años. [77] [78] Con un calentamiento muy alto, su vida útil futura se reduce a alrededor de 1.000 años. [71]

Entorno biológico

Impactos en la flora ártica

Tendencia del índice de vegetación ártica del hemisferio occidental
Tendencia del índice de vegetación del hemisferio oriental

Se espera que el cambio climático tenga un fuerte efecto en la flora del Ártico, parte de la cual ya se está observando. [79] La NASA y la NOAA han monitoreado continuamente la vegetación del Ártico con instrumentos satelitales como el Espectrómetro de Imágenes de Resolución Moderada (MODIS) y el Radiómetro Avanzado de Muy Alta Resolución (AVHRR). [80] Sus datos permiten a los científicos calcular el llamado "enverdecimiento del Ártico" y "envejecimiento del Ártico". [81] De 1985 a 2016, el enverdecimiento se ha producido en el 37,3% de todos los sitios muestreados en la tundra, mientras que el ennegrecimiento se observó solo en el 4,7% de los sitios, típicamente los que todavía estaban experimentando enfriamiento y secado, a diferencia del calentamiento y humedecimiento del resto. [82]

Esta expansión de la vegetación en el Ártico no es equivalente en todos los tipos de vegetación. Una tendencia importante ha sido la de que las plantas de tipo arbusto se apoderen de áreas previamente 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. [83] [84] El impacto directo sobre los musgos y los líquenes no está claro ya que existen muy pocos estudios a nivel de especies, pero es más probable que el cambio climático cause un aumento de la fluctuación y eventos extremos más frecuentes. [85] Si bien los arbustos pueden aumentar en rango y biomasa, el calentamiento también puede causar una disminución de las plantas de cojín como la colleja de musgo, y dado que las plantas de cojín actúan como especies facilitadoras en todos los niveles tróficos y llenan nichos ecológicos importantes en varios entornos, esto podría causar efectos en cascada en estos ecosistemas que podrían afectar gravemente la forma en que funcionan y están estructurados. [86]

La expansión de estos arbustos también puede tener fuertes efectos en otras dinámicas ecológicas importantes, como el efecto albedo . [87] Estos arbustos cambian la superficie invernal de la tundra de nieve uniforme y sin perturbaciones a una superficie mixta con ramas salientes que interrumpen la capa de nieve, [88] este tipo de capa de nieve tiene un efecto albedo menor, con reducciones de hasta el 55%, lo que contribuye a un ciclo de retroalimentación positiva en el calentamiento climático regional y global. [88] 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. [88] El ciclo del carbono también se ve afectado por estos cambios en la vegetación, ya que a medida que partes de la tundra aumentan su cubierta de arbustos, se comportan más como bosques boreales en términos de ciclo del carbono. [89] Esto está acelerando el ciclo del carbono, ya que las temperaturas más cálidas conducen a un mayor deshielo del permafrost y la liberación de carbono, pero también a la captura de carbono de las plantas que han aumentado su crecimiento. [89] 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. [89]

Sin embargo, los bosques boreales, en particular los de América del Norte, mostraron una respuesta diferente al calentamiento. Muchos bosques boreales se reverdecieron, pero la tendencia no fue tan fuerte como en la tundra del Ártico circumpolar, caracterizada principalmente por la expansión de los arbustos y el aumento del crecimiento. [90] En América del Norte, algunos bosques boreales experimentaron un oscurecimiento durante el período de estudio. Las sequías, el aumento de la actividad de incendios forestales, el comportamiento animal, la contaminación industrial y una serie de otros factores pueden haber contribuido al oscurecimiento. [81]

Impactos sobre la fauna terrestre

Cambios proyectados en el hábitat del oso polar desde 2001-2010 hasta 2041-2050

El calentamiento del Ártico afecta negativamente a la ecología de búsqueda de alimento y reproducción de los mamíferos árticos nativos, como los zorros árticos o los renos árticos . [91] En julio de 2019, se encontraron 200 renos de Svalbard muertos de hambre aparentemente debido a la baja precipitación relacionada con el cambio climático. [92] Este fue solo un episodio en el declive a largo plazo de la especie. [1] : 2327  Investigaciones del Servicio Geológico de los Estados Unidos sugieren que la contracción del hielo marino del Ártico eventualmente extirparía a los osos polares de Alaska , pero dejaría parte de su hábitat en el archipiélago ártico canadiense y áreas frente a la costa norte de Groenlandia. [93] [94]

A medida que el clima ártico puro es reemplazado gradualmente por el clima subártico , los animales adaptados a esas condiciones se extendieron hacia el norte. [1] : 2325  Por ejemplo, los castores han estado colonizando activamente las regiones árticas y, a medida que crean represas , inundan áreas que solían ser permafrost, lo que contribuye a su deshielo y a las emisiones de metano. [8] Estas especies colonizadoras pueden reemplazar directamente a las especies nativas, y también pueden cruzarse con sus parientes del sur, como en el caso del híbrido oso polar-grizzly . Esto generalmente tiene el efecto de reducir la diversidad genética del género . Las enfermedades infecciosas , como la brucelosis o el virus del moquillo focino , pueden propagarse a poblaciones previamente separadas por el frío o, en el caso de los mamíferos marinos , el hielo marino. [95]

Ecosistemas marinos

El aumento observado en la biomasa de fitoplancton en el Ártico desde 1998 [9]

La reducción del hielo marino ha traído más luz solar al fitoplancton y ha aumentado la producción primaria marina anual en el Ártico en más del 30% entre 1998 y 2020. [1] : 2327  Como resultado, el Océano Ártico se convirtió en un sumidero de carbono más fuerte durante este período; [96] sin embargo, todavía representa solo el 5% al ​​14% del sumidero total de carbono oceánico, aunque se espera que desempeñe un papel más importante en el futuro. [97] Para 2100, se espera en general que la biomasa de fitoplancton en el Océano Ártico aumente en ~ 20% en relación con 2000 en el escenario de bajas emisiones, y en un 30-40% en el escenario de altas emisiones. [1] : 2329 

El bacalao del Atlántico ha podido adentrarse más en el Ártico debido al calentamiento de las aguas, mientras que el bacalao polar y los mamíferos marinos locales han estado perdiendo hábitat. [1] : 2327  Muchas especies de copépodos parecen estar disminuyendo, lo que probablemente también reduzca la cantidad de peces que se alimentan de ellos, como el abadejo de Alaska o la platija de dientes de flecha . [1] : 2327  Esto también afecta a las aves playeras del Ártico . Por ejemplo, alrededor de 9000 frailecillos y otras aves playeras en Alaska murieron de hambre en 2016, porque demasiados peces se han mudado al norte. [98] Si bien las aves playeras también parecen anidar con más éxito debido al calentamiento observado, [99] este beneficio puede verse más que compensado por el desajuste fenológico entre los ciclos de vida de las aves playeras y otras especies. [100] Los mamíferos marinos como las focas anilladas y las morsas también se están viendo afectados negativamente por el calentamiento. [91] [101]

Emisiones de gases de efecto invernadero del Ártico

Deshielo del permafrost

Estanques de deshielo del permafrost en la isla de Baffin

El permafrost es un componente importante de los sistemas hidrológicos y ecosistemas dentro del paisaje del Ártico. [102] En el hemisferio norte, el dominio del permafrost terrestre comprende alrededor de 18 millones de km2 . [ 103] Dentro de esta región de permafrost, se estima que el stock total de carbono orgánico del suelo (SOC) es de 1.460-1.600 Pg (donde 1 Pg = 1.000 millones de toneladas), lo que constituye el doble de la cantidad de carbono que actualmente contiene la atmósfera. [104] [105]

A medida que el calentamiento reciente profundiza la capa activa sujeta al deshielo del permafrost, esto expone el carbono anteriormente almacenado a procesos biogénicos que facilitan su entrada a la atmósfera como dióxido de carbono y metano . [106] Debido a que las emisiones de carbono del deshielo del permafrost contribuyen al mismo calentamiento que facilita el deshielo, es un ejemplo bien conocido de una retroalimentación positiva del cambio climático . [107] El deshielo del permafrost a veces se incluye como uno de los principales puntos de inflexión en el sistema climático debido a la exhibición de umbrales locales y su irreversibilidad efectiva. [108] Sin embargo, si bien hay procesos que se autoperpetúan que se aplican a escala local o regional, se debate si cumple con la definición estricta de un punto de inflexión global, ya que en agregado el deshielo del permafrost es gradual con el calentamiento. [109]

En la región circumpolar del norte, el permafrost contiene materia orgánica equivalente a 1400–1650 mil millones de toneladas de carbono puro, que se acumuló durante miles de años. Esta cantidad equivale a casi la mitad de todo el material orgánico en todos los suelos , [110] [106] y es aproximadamente el doble del contenido de carbono de la atmósfera , o alrededor de cuatro veces mayor que las emisiones humanas de carbono entre el comienzo de la Revolución Industrial y 2011. [111] Además, la mayor parte de este carbono (~1,035 mil millones de toneladas) está almacenado en lo que se define como el permafrost cercano a la superficie, a no más de 3 metros (9,8 pies) debajo de la superficie. [110] [106] Sin embargo, se espera que solo una fracción de este carbono almacenado ingrese a la atmósfera. [112] En general, se espera que el volumen de permafrost en los 3 m superiores del suelo disminuya alrededor de un 25% por cada 1 °C (1,8 °F) de calentamiento global, [113] : 1283  pero incluso en el escenario RCP8.5 asociado con más de 4 °C (7,2 °F) de calentamiento global para fines del siglo XXI, [114] se espera que entre el 5% y el 15% del carbono del permafrost se pierda "a lo largo de décadas y siglos". [106]
Nueve escenarios probables de emisiones de gases de efecto invernadero a partir del deshielo del permafrost durante el siglo XXI, que muestran una respuesta limitada, moderada e intensa de las emisiones de CO 2 y CH 4 a las trayectorias de concentración representativas de emisiones bajas, medias y altas . La barra vertical utiliza las emisiones de grandes países seleccionados como comparación: el lado derecho de la escala muestra sus emisiones acumuladas desde el inicio de la Revolución Industrial , mientras que el lado izquierdo muestra las emisiones acumuladas de cada país para el resto del siglo XXI si se mantuvieran sin cambios con respecto a sus niveles de 2019. [106]

En total, se espera que las emisiones acumuladas de gases de efecto invernadero del deshielo del permafrost sean menores que las emisiones antropogénicas acumuladas, pero aún así sustanciales a escala mundial, y algunos expertos las comparan con las emisiones causadas por la deforestación . [106] 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 cada 1 °C (1,8 °F) de calentamiento. [113 ] : 1237  A modo de comparación, en 2019, las emisiones antropogénicas anuales de dióxido de carbono solo ascendieron a alrededor de 40 mil millones de toneladas. [113] : 1237  Una importante revisión publicada en el año 2022 concluyó que si se lograba el objetivo de prevenir 2 °C (3,6 °F) de calentamiento, entonces las emisiones anuales promedio del permafrost a lo largo del siglo XXI serían equivalentes a las emisiones anuales de Rusia en 2019. En el escenario RCP4.5, considerado cercano a la trayectoria actual y donde el calentamiento se mantiene ligeramente por debajo de los 3 °C (5,4 °F), las emisiones anuales del permafrost serían comparables a las emisiones del año 2019 de Europa Occidental o los Estados Unidos, mientras que en el escenario de alto calentamiento global y respuesta de retroalimentación del permafrost en el peor de los casos, se acercarían a las emisiones del año 2019 de China. [106]

Menos estudios han intentado describir el impacto directamente en términos de calentamiento. Un artículo de 2018 estimó que si el calentamiento global se limitaba a 2 °C (3,6 °F), el deshielo gradual del permafrost agregaría alrededor de 0,09 °C (0,16 °F) a las temperaturas globales para 2100, [115] mientras que una revisión de 2022 concluyó que cada 1 °C (1,8 °F) de calentamiento global causaría 0,04 °C (0,072 °F) y 0,11 °C (0,20 °F) de deshielo abrupto para el año 2100 y 2300. Alrededor de 4 °C (7,2 °F) de calentamiento global, podría ocurrir un colapso abrupto (alrededor de 50 años) y generalizado de las áreas de permafrost, lo que resultaría en un calentamiento adicional de 0,2–0,4 °C (0,36–0,72 °F). [108] [116]

Carbono negro

Emisiones de carbono negro procedentes de incendios y actividades humanas en el Ártico en el año 2012, medidas desde una estación de investigación en Abisko [117]

Los depósitos de carbono negro (de la combustión de fueloil pesado (HFO) de los barcos del 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. [118] 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. [119] [120] La investigación de 2019 atribuyó la mayoría (56%) del carbono negro de la superficie del Ártico a las emisiones de Rusia, seguidas de las emisiones europeas, y Asia también es una gran fuente. [121] [118] En 2015, la investigación sugirió que reducir las emisiones de carbono negro y los gases de efecto invernadero de corta duración en aproximadamente un 60 por ciento para 2050 podría enfriar el Ártico hasta 0,2 °C. [122] Sin embargo, un estudio de 2019 indica que "las emisiones de carbono negro aumentarán continuamente debido al aumento de las actividades de transporte marítimo", específicamente los buques pesqueros. [123]

El número de incendios forestales en el Círculo Polar Ártico ha aumentado. En 2020, las emisiones de CO2 de los incendios forestales en el Ártico batieron un nuevo récord, alcanzando un máximo de 244 megatoneladas de dióxido de carbono emitidas. [ 124]  Esto se debe a la quema de turberas, suelos ricos en carbono que se originan a partir de la acumulación de plantas anegadas que se encuentran principalmente en latitudes árticas. [124] Estas turberas tienen más probabilidades de arder a medida que aumentan las temperaturas, pero su propia quema y liberación de CO2 contribuye a su propia probabilidad de arder en un ciclo de retroalimentación positiva. [124] El humo de los incendios forestales definido como " carbono marrón " también aumenta el calentamiento del Ártico, con un efecto de calentamiento que es alrededor del 30% del del carbono negro. A medida que los incendios forestales aumentan con el calentamiento, esto crea un ciclo de retroalimentación positiva . [125]

Depósitos de clatrato de metano

El clatrato de metano se libera como gas en la columna de agua circundante o en los suelos cuando aumenta la temperatura ambiente.
La hipótesis del cañón de clatrato es una explicación propuesta para los períodos de calentamiento rápido durante el Cuaternario . La hipótesis es que los cambios en los flujos en las aguas intermedias superiores del océano causaron fluctuaciones de temperatura que alternadamente acumularon y ocasionalmente liberaron clatrato de metano en las pendientes continentales superiores. Esto habría tenido un impacto inmediato en la temperatura global, ya que el metano es un gas de efecto invernadero mucho más poderoso que el dióxido de carbono . A pesar de su vida atmosférica de alrededor de 12 años, el potencial de calentamiento global del metano es 72 veces mayor que el del dióxido de carbono durante 20 años, y 25 veces durante 100 años (33 cuando se tienen en cuenta las interacciones de aerosoles ). [126] Se propone además que estos eventos de calentamiento causaron los Ciclos de Enlace y los eventos interestadiales individuales , como los interestadiales de Dansgaard-Oeschger . [127]
En 2018, un artículo de perspectiva dedicado a los puntos de inflexión en el sistema climático sugirió que la contribución del cambio climático de los hidratos de metano sería "insignificante" para fines del siglo, pero podría ascender a 0,4-0,5 °C (0,72-0,90 °F) en las escalas de tiempo milenarias. [128] En 2021, el Sexto Informe de Evaluación del IPCC ya no incluyó los hidratos de metano en la lista de posibles puntos de inflexión y dice que "es muy poco probable que las emisiones de CH4 de los clatratos calienten sustancialmente el sistema climático en los próximos siglos". [129] El informe también había vinculado los depósitos de hidratos terrestres a los cráteres de emisión de gas descubiertos en la península de Yamal en Siberia , Rusia, a partir de julio de 2014, [130] pero señaló que, dado que los hidratos de gas terrestres se forman predominantemente a una profundidad inferior a 200 metros, se puede descartar una respuesta sustancial en los próximos siglos. [129] Asimismo, una evaluación de los puntos de inflexión de 2022 describió los hidratos de metano como una "retroalimentación sin umbral" en lugar de un punto de inflexión. [131] [132]

Efectos en otras partes del mundo

Sobre la circulación oceánica

Calentamiento del siglo XXI modelado en el escenario de calentamiento global "intermedio" (arriba). El colapso potencial del giro subpolar en este escenario (centro). El colapso de toda la Circulación Meridional Atlántica (abajo).
La circulación meridional atlántica (CMA) es el principal sistema de corrientes oceánicas del océano Atlántico . [133] : 2238  Es un componente del sistema de circulación oceánica de la Tierra y desempeña un papel importante en el sistema climático . La CMA incluye corrientes atlánticas en la superficie y a grandes profundidades que son impulsadas por cambios en el clima, la temperatura y la salinidad . Esas corrientes comprenden la mitad de la circulación termohalina global que incluye el flujo de las principales corrientes oceánicas, siendo la otra mitad la circulación de retorno del océano Austral . [134]
La AMOC no siempre ha existido; durante gran parte de la historia de la Tierra, la circulación de retorno en el hemisferio norte ocurrió en el Pacífico Norte. La evidencia paleoclimática muestra que el cambio de circulación de retorno del Pacífico al Atlántico ocurrió hace 34 millones de años en la transición Eoceno-Oligoceno , cuando la puerta Ártico-Atlántico se había cerrado. [135] Este cierre cambió fundamentalmente la estructura de la circulación termohalina; algunos investigadores han sugerido que el cambio climático puede eventualmente revertir este cambio y restablecer la circulación del Pacífico después de que la AMOC se cierre. [136] [137] El cambio climático afecta a la AMOC al hacer que el agua superficial sea más cálida como consecuencia del desequilibrio energético de la Tierra y al hacer que el agua superficial sea menos salina debido a la adición de grandes cantidades de agua dulce del hielo derretido, principalmente de Groenlandia, y a través del aumento de la precipitación sobre el Atlántico Norte. Ambas causas aumentarían la diferencia entre las capas superficiales y profundas, dificultando así el afloramiento y hundimiento que impulsa la circulación. [138]
Un debilitamiento severo de la AMOC puede llevar a un colapso de la circulación, que no sería fácilmente reversible y por lo tanto constituye uno de los puntos de inflexión en el sistema climático . [139] Un colapso reduciría sustancialmente la temperatura promedio y la cantidad de lluvia y nevadas en Europa. [140] [141] También puede aumentar la frecuencia de eventos climáticos extremos y tener otros efectos graves. [142] [143] Los modelos de alta calidad del sistema terrestre indican que un colapso es poco probable y solo se volvería probable si los altos niveles de calentamiento (≥4 °C (7,2 °F)) [140] se mantienen mucho después de 2100. [144] [145] [146] Algunas investigaciones paleoceanográficas parecen apoyar esta idea. [147] [148] Algunos investigadores temen que los modelos complejos sean demasiado estables [149] y que las proyecciones de menor complejidad que apuntan a un colapso anterior sean más precisas. [150] [151] Una de esas proyecciones sugiere que el colapso de la AMOC podría ocurrir alrededor de 2057 [152] pero muchos científicos son escépticos ante la proyección. [153] Algunas investigaciones también sugieren que la circulación de retorno del Océano Austral puede ser más propensa al colapso que la AMOC. [154] [142] En octubre de 2024, 44 científicos del clima publicaron una carta abierta al Consejo Nórdico de Ministros, afirmando que según los estudios científicos de los últimos años, el riesgo de colapso de la AMOC se ha subestimado en gran medida, puede ocurrir en las próximas décadas, mientras que algunos cambios ya están sucediendo. Tendría impactos devastadores e irreversibles especialmente para los países nórdicos, pero también para otras partes del mundo. Pidieron a los países nórdicos que garanticen la implementación del Acuerdo de París para prevenirlo. [155] [156]

En 2021, el Sexto Informe de Evaluación del IPCC volvió a afirmar que es "muy probable" que la AMOC disminuya en el siglo XXI y que había una "alta confianza" de que los cambios en ella serían reversibles en siglos si se revertía el calentamiento. [157] : 19  A diferencia del Quinto Informe de Evaluación, solo tenía una "confianza media" en lugar de una "alta confianza" en que la AMOC evitaría un colapso antes de finales del siglo XXI. Esta reducción de la confianza probablemente estuvo influenciada por varios estudios de revisión que llaman la atención sobre el sesgo de estabilidad de la circulación dentro de los modelos de circulación general , [158] [159] y estudios simplificados de modelado oceánico que sugieren que la AMOC puede ser más vulnerable a cambios abruptos de lo que sugieren los modelos a mayor escala. [150]

En 2022, una evaluación exhaustiva de todos los posibles puntos de inflexión climáticos identificó 16 puntos de inflexión climáticos plausibles, incluido un colapso de la AMOC. Dijo que un colapso probablemente se desencadenaría por 4 °C (7,2 °F) de calentamiento global, pero que hay suficiente incertidumbre para sugerir que podría desencadenarse en niveles de calentamiento de entre 1,4 °C (2,5 °F) y 8 °C (14 °F). La evaluación estima que una vez que se desencadena el colapso de la AMOC, ocurriría entre 15 y 300 años, y lo más probable es que alrededor de 50 años. [140] [160] La evaluación también trató el colapso del Giro Subpolar del Norte como un punto de inflexión separado que podría oscilar entre 1,1 °C (2,0 °F) grados y 3,8 °C (6,8 °F), aunque esto solo es simulado por una fracción de los modelos climáticos. El punto de inflexión más probable para el colapso del giro subpolar del norte es 1,8 °C (3,2 °F) y, una vez activado, el colapso del giro ocurriría entre 5 y 50 años, y lo más probable es que a los 10 años. Se estima que la pérdida de esta convección reduciría la temperatura global en 0,5 °C (0,90 °F), mientras que la temperatura media en Europa disminuiría alrededor de 3 °C (5,4 °F). También habría efectos sustanciales en los niveles de precipitación regional. [140] [160]

Sobre el clima en latitudes medias

Desde principios de la década de 2000, los modelos climáticos han identificado consistentemente que el calentamiento global empujará gradualmente las corrientes en chorro hacia los polos. En 2008, esto fue confirmado por evidencia observacional, que demostró que de 1979 a 2001, la corriente en chorro del norte se movió hacia el norte a una tasa promedio de 2,01 kilómetros (1,25 millas) por año, con una tendencia similar en la corriente en chorro del hemisferio sur . [161] [162] Los científicos del clima han planteado la hipótesis de que la corriente en chorro también se debilitará gradualmente como resultado del calentamiento global . Tendencias como la disminución del hielo marino del Ártico , la reducción de la cubierta de nieve, los patrones de evapotranspiración y otras anomalías climáticas han hecho que el Ártico se caliente más rápido que otras partes del mundo, en lo que se conoce como la amplificación del Ártico . En 2021-2022, se encontró que desde 1979, el calentamiento dentro del Círculo Polar Ártico ha sido casi cuatro veces más rápido que el promedio mundial, [163] [164] y algunos puntos críticos en el área del Mar de Barents se calentaron hasta siete veces más rápido que el promedio mundial. [165] [166] Si bien el Ártico sigue siendo uno de los lugares más fríos de la Tierra en la actualidad, el gradiente de temperatura entre él y las partes más cálidas del globo seguirá disminuyendo con cada década de calentamiento global como resultado de esta amplificación. Si este gradiente tiene una fuerte influencia en la corriente en chorro, entonces eventualmente se debilitará y será más variable en su curso, lo que permitiría que más aire frío del vórtice polar se filtre a latitudes medias y ralentice la progresión de las ondas de Rossby , lo que conduciría a un clima más persistente y más extremo .

La hipótesis anterior está estrechamente relacionada con Jennifer Francis , quien la propuso por primera vez en un artículo de 2012 coescrito con Stephen J. Vavrus. [167] 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 en 1997, [168] esto fue contradicho por el modelado climático, con simulaciones PMIP2 que encontraron en 2010 que la oscilación del Ártico era mucho más débil y más negativa durante el Último Máximo Glacial , y sugiriendo que los períodos más cálidos tienen una AO de fase positiva más fuerte y, por lo tanto, fugas menos frecuentes del aire del vórtice polar. [169] 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", [170] lo 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, [171] 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. [172]

Sin embargo, debido a que las observaciones específicas se consideran observaciones de corto plazo, existe una considerable incertidumbre en las conclusiones. Las observaciones climatológicas requieren varias décadas para distinguir definitivamente varias formas de variabilidad natural de las tendencias climáticas. [173] Este punto fue enfatizado por revisiones en 2013 [174] y en 2017. [175] Un estudio en 2014 concluyó que la amplificación del Ártico redujo significativamente la variabilidad de la temperatura de la estación fría en el hemisferio norte en las últimas décadas. El aire frío del Ártico se introduce en las latitudes bajas más cálidas más rápidamente hoy en día durante el otoño y el invierno, una tendencia que se proyecta que continuará en el futuro excepto durante el verano, lo que pone en duda si los inviernos traerán más extremos fríos. [176] 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 los 50 años, encontró una marcada disminución en las olas de frío en las latitudes medias del norte desde la década de 1980. [177]

Además, una serie de datos de observación a largo plazo recopilados durante la década de 2010 y publicados en 2020 sugieren 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 latitudes medias. [178] [179] La investigación de modelado de vanguardia de PAMIP (Proyecto de intercomparación de modelos de amplificación polar) mejoró los hallazgos de 2010 de PMIP2; encontró que la disminución del hielo marino debilitaría la corriente en chorro y aumentaría la probabilidad de bloqueo atmosférico, pero la conexión era muy menor y, por lo general, insignificante al lado de la variabilidad interanual. [180] [181] 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 variabilidad natural de la corriente en chorro. [182]

Impactos en las personas

Reivindicaciones territoriales

La creciente evidencia de que el calentamiento global está reduciendo el hielo polar ha aumentado la urgencia de las reivindicaciones territoriales de varias naciones en el Ártico con la esperanza de establecer el desarrollo de recursos y nuevas rutas de navegación , además de proteger los derechos soberanos. [183]

A medida que la cobertura del mar de hielo disminuye cada vez más, año tras año, los países del Ártico (Rusia, Canadá, Finlandia, Islandia, Noruega, Suecia, Estados Unidos y Dinamarca en representación de Groenlandia) están haciendo movimientos en el escenario geopolítico para asegurar el acceso a nuevas rutas de navegación potenciales , reservas de petróleo y gas, lo que lleva a reclamos superpuestos en toda la región. [184] Sin embargo, solo hay una única disputa fronteriza terrestre en el Ártico, y todas las demás están relacionadas con el mar, que es la isla Hans . [185]  Esta pequeña isla deshabitada se encuentra en el estrecho de Nares , entre la isla canadiense Ellesmere y la costa norte de Groenlandia. Su estatus proviene de su posición geográfica, justo entre los límites equidistantes determinados en un tratado de 1973 entre Canadá y Dinamarca. [185]  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 mismas. [185]

Hay más actividad en materia de límites marítimos entre países, donde las reivindicaciones superpuestas de aguas interiores , mares territoriales y, en particular, zonas económicas exclusivas (ZEE) pueden causar fricciones entre las naciones. En la actualidad, las fronteras marítimas oficiales tienen entre ellas un triángulo de aguas internacionales no reclamado, que se encuentra en el centro de las disputas internacionales. [184]

Esta tierra no reclamada se puede obtener presentando una reclamación ante la Convención de las Naciones Unidas sobre el Derecho del Mar ; estas reclamaciones pueden basarse en evidencia geológica de que las plataformas continentales se extienden más allá de sus fronteras marítimas actuales y hacia aguas internacionales. [184]

Algunas reclamaciones superpuestas aún están pendientes de resolución por parte de organismos internacionales, como una gran porción que contiene el polo norte que es reclamada tanto por Dinamarca como por Rusia, con algunas partes de ella también impugnadas por Canadá. [184] Otro ejemplo es el del Paso del Noroeste , reconocido globalmente como aguas internacionales, pero técnicamente en aguas canadienses. [184] Esto ha llevado a Canadá a querer limitar el número de barcos que pueden pasar por él por razones ambientales, pero Estados Unidos niega que tengan la autoridad para hacerlo, favoreciendo el paso ilimitado de buques. [184]

Navegación

La Ruta Marítima Transpolar es una futura ruta marítima ártica que se extenderá desde el océano Atlántico hasta el océano Pacífico a través del centro del océano Ártico. La ruta también se denomina 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. [186]

Los gobiernos y la industria privada han mostrado un creciente interés en el Ártico. [187] Se están abriendo nuevas e importantes rutas de navegación: la ruta marítima del norte tenía 34 pasos en 2011, mientras que el Paso del Noroeste tenía 22 travesías, más que en cualquier otro momento de la historia. [188] Las compañías navieras pueden beneficiarse de la distancia acortada de estas rutas del norte. El acceso a los recursos naturales aumentará, incluidos minerales valiosos y petróleo y gas en alta mar. [189] Encontrar y controlar estos recursos será difícil con el hielo en constante movimiento. [189] El turismo también puede aumentar, ya que la reducción del hielo marino mejorará la seguridad y la accesibilidad al Ártico. [189]

Es probable que el derretimiento de los casquetes polares del Ártico incremente el tráfico y la viabilidad comercial de la Ruta del Mar del Norte. Un estudio, por ejemplo, prevé "cambios notables en los flujos comerciales entre Asia y Europa, desvío del comercio dentro de Europa, tráfico pesado de barcos 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 ecosistema ártico ya amenazado". [190]

Infraestructura

Mapa del posible riesgo para la infraestructura debido al deshielo del permafrost que se espera que ocurra en 2050.

En 2021, hay 1162 asentamientos ubicados directamente sobre el permafrost del Ártico, que albergan a unos 5 millones de personas. Para 2050, se espera que la capa de permafrost debajo del 42% de estos asentamientos se descongele, lo que afectará a todos sus habitantes (actualmente 3,3 millones de personas). [191] En consecuencia, una amplia gama de infraestructuras en áreas de permafrost se ve amenazada por el deshielo. [192] [193] : 236  Para 2050, se estima que casi el 70% de la infraestructura global ubicada en las áreas de permafrost estaría en alto riesgo de descongelación del permafrost, incluido el 30-50% de la infraestructura "crítica". Los costos asociados podrían alcanzar decenas de miles de millones de dólares para la segunda mitad del siglo. [194] Se proyecta que la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero de acuerdo con el Acuerdo de París estabilizará el riesgo después de mediados de siglo; de lo contrario, seguirá empeorando. [195]

Sólo en Alaska , los daños a la infraestructura para finales de siglo ascenderían a 4.600 millones de dólares (valor en dólares de 2015) si se hiciera realidad el escenario RCP8.5 , el escenario de cambio climático de altas emisiones . Más de la mitad se debe a los daños a los edificios (2.800 millones de dólares), pero también hay daños a las carreteras (700 millones de dólares), los ferrocarriles (620 millones de dólares), los aeropuertos (360 millones de dólares) y los oleoductos (170 millones de dólares). [196] Se hicieron estimaciones similares para el escenario RCP4.5, menos intenso, que conduce a unos 2,5 °C (4,5 °F) para 2100, un nivel de calentamiento similar a las proyecciones actuales. [197] En ese caso, los daños totales causados ​​por el deshielo del permafrost se reducen a 3.000 millones de dólares, mientras que los daños a las carreteras y los ferrocarriles se reducen en aproximadamente dos tercios (de 700 y 620 millones de dólares a 190 y 220 millones de dólares) y los daños a los oleoductos se reducen más de diez veces, de 170 millones de dólares a 16 millones de dólares. A diferencia de los demás costos derivados del cambio climático en Alaska, como los daños causados ​​por el aumento de las precipitaciones y las inundaciones, la adaptación al cambio climático no es una forma viable de reducir los daños causados ​​por el deshielo del permafrost, ya que costaría más que los daños ocasionados en cualquiera de los dos escenarios. [196]

En Canadá, los Territorios del Noroeste tienen una población de sólo 45.000 personas en 33 comunidades, pero se espera que el deshielo del permafrost les cueste 1.300 millones de dólares en 75 años, o alrededor de 51 millones de dólares al año. En 2006, el coste de adaptar las viviendas de los inuvialuit al deshielo del permafrost se estimó en 208 dólares/m2 si se construían sobre cimientos de pilotes, y en 1.000 dólares/m2 si no lo hacían. En ese momento, la superficie media de un edificio residencial en el territorio era de unos 100 m2 . Es poco probable que los daños provocados por el deshielo estén cubiertos por el seguro de la vivienda y, para abordar esta realidad, el gobierno territorial financia actualmente los programas Contributing Assistance for Repairs and Improvements (CARE) y Securing Assistance for Emergencies (SAFE), que ofrecen préstamos condonables a largo y corto plazo para ayudar a los propietarios a adaptarse. Es posible que en el futuro, la reubicación obligatoria se lleve a cabo como la opción más barata. Sin embargo, en la práctica, esto alejaría a los inuit locales de sus tierras ancestrales. En la actualidad, su ingreso personal promedio es solo la mitad del de un residente promedio de los Territorios del Noroeste, lo que significa que los costos de adaptación ya son desproporcionados para ellos. [198]

En 2022, hasta el 80% de los edificios de algunas ciudades del norte de Rusia ya habían sufrido daños. [194] En 2050, los daños a la infraestructura residencial podrían alcanzar los 15.000 millones de dólares, mientras que los daños totales a la infraestructura pública podrían ascender a 132.000 millones. [199] Esto incluye las instalaciones de extracción de petróleo y gas , de las cuales se cree que el 45% están en riesgo. [195]

Contaminación tóxica

Representación gráfica de fugas de diversos peligros tóxicos causados ​​por el deshielo del permafrost anteriormente estable. [200]

Durante gran parte del siglo XX se creyó que el permafrost preservaría "indefinidamente" todo lo que estuviera enterrado allí, y esto hizo que las áreas de permafrost profundo fueran lugares populares para la eliminación de desechos peligrosos. En lugares como el campo petrolífero de Prudhoe Bay en Canadá , se desarrollaron procedimientos que documentaban la forma "adecuada" de inyectar desechos debajo del permafrost. Esto significa que, a partir de 2023, hay aproximadamente 4500 instalaciones industriales en las áreas de permafrost del Ártico que procesan o almacenan activamente sustancias químicas peligrosas. Además, hay entre 13 000 y 20 000 sitios que han sido altamente contaminados, el 70 % de ellos en Rusia, y su contaminación actualmente está atrapada en el permafrost. [ cita requerida ]

Se espera que aproximadamente una quinta parte de los sitios industriales y contaminados (1000 y 2200–4800) comiencen a descongelarse en el futuro, incluso si el calentamiento no aumenta con respecto a sus niveles de 2020. Solo alrededor de un 3% más de sitios comenzarían a descongelarse entre ahora y 2050 bajo el escenario de cambio climático consistente con los objetivos del Acuerdo de París , RCP2.6 , pero para 2100, se espera que alrededor de 1100 instalaciones industriales más y entre 3500 y 5200 sitios contaminados comiencen a descongelarse incluso entonces. Bajo el escenario de emisiones muy altas RCP8.5, el 46% de los sitios industriales y contaminados comenzarían a descongelarse para 2050, y prácticamente todos ellos se verían afectados por el deshielo para 2100. [200]

Los organoclorados y otros contaminantes orgánicos persistentes son motivo de especial preocupación debido a su potencial de llegar repetidamente a las comunidades locales después de su liberación a través de la biomagnificación en los peces. En el peor de los casos, las futuras generaciones nacidas en el Ártico comenzarían la vida con sistemas inmunológicos debilitados debido a la acumulación de contaminantes a lo largo de las generaciones. [201]

Distribución de las sustancias tóxicas que se encuentran actualmente en varios sitios de permafrost en Alaska, por sector. La cantidad de esqueletos de peces representa la toxicidad de cada sustancia. [200]

Un ejemplo notable de los riesgos de contaminación asociados con el permafrost fue el derrame de petróleo de Norilsk de 2020 , causado por el colapso del tanque de almacenamiento de combustible diésel en la planta de energía térmica No. 3 de Norilsk-Taimyr Energy. Derramó 6.000 toneladas de combustible en la tierra y 15.000 en el agua, contaminando Ambarnaya , Daldykan y muchos ríos más pequeños en la península de Taimyr , llegando incluso al lago Pyasino , que es una fuente de agua crucial en el área. Se declaró el estado de emergencia a nivel federal. [202] [203] El evento ha sido descrito como el segundo derrame de petróleo más grande en la historia moderna de Rusia. [204] [205]

Otro problema asociado con el deshielo del permafrost es la liberación de depósitos naturales de mercurio . Se estima que hay 800.000 toneladas de mercurio congeladas en el suelo del permafrost. Según las observaciones, alrededor del 70% de este mercurio es simplemente absorbido por la vegetación después del deshielo. [201] Sin embargo, si el calentamiento continúa bajo el RCP8.5, entonces las emisiones de mercurio del permafrost a la atmósfera igualarían las emisiones globales actuales de todas las actividades humanas para el año 2200. Los suelos ricos en mercurio también plantean una amenaza mucho mayor para los seres humanos y el medio ambiente si se descongelan cerca de los ríos. Bajo el RCP8.5, suficiente mercurio entrará en la cuenca del río Yukón para el año 2050 como para que sus peces no sean seguros para comer según las directrices de la EPA . Para el año 2100, las concentraciones de mercurio en el río se duplicarán. Por el contrario, incluso si la mitigación se limita al escenario RCP4.5, los niveles de mercurio aumentarán alrededor de un 14% para 2100 y no incumplirán las directrices de la EPA ni siquiera para 2300. [206]
El impacto del agua de deshielo de Groenlandia va más allá del transporte de nutrientes. Por ejemplo, el agua de deshielo también contiene carbono orgánico disuelto , que proviene de la actividad microbiana en la superficie de la capa de hielo y, en menor medida, de los restos de suelo y vegetación antiguos debajo del hielo. [207] Hay alrededor de 0,5 a 27 mil millones de toneladas de carbono puro debajo de toda la capa de hielo, y mucho menos dentro de ella. [208] Esto es mucho menos que los 1400 a 1650 mil millones de toneladas contenidas dentro del permafrost del Ártico , [209] o las emisiones antropogénicas anuales de alrededor de 40 mil millones de toneladas de CO 2 . [70] : 1237  ) Sin embargo, la liberación de este carbono a través del agua de deshielo todavía puede actuar como una retroalimentación del cambio climático si aumenta las emisiones generales de dióxido de carbono . [210]

Impactos sobre los pueblos indígenas

El cambio climático, a medida que 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 el aumento de la temperatura se está produciendo a un ritmo más rápido que en otras latitudes del mundo y donde las formas de vida tradicionales, profundamente vinculadas con el entorno natural del Ártico, corren un riesgo particular de sufrir alteraciones ambientales causadas por estos cambios. [189]

El calentamiento de la atmósfera y los cambios ecológicos que lo acompañan plantean desafíos a las comunidades locales, como los inuit . La caza, que es una forma importante de supervivencia para algunas comunidades pequeñas, se verá alterada por el aumento de las temperaturas. [211] La reducción del hielo marino provocará que las poblaciones de ciertas especies disminuyan o incluso se extingan. [189] Las comunidades inuit dependen en gran medida de la caza de focas, que depende de las planicies de hielo marino, donde se cazan focas. [212]

Los cambios inesperados en las condiciones de los ríos y de la nieve harán que los rebaños de animales, incluidos los renos, cambien sus patrones de migración, sus zonas de cría y la disponibilidad de forraje . [189] En los años buenos, algunas comunidades están totalmente empleadas por la cosecha comercial de ciertos animales. [211] La cosecha de diferentes animales fluctúa cada año y con el aumento de las temperaturas es probable que siga 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 el hecho de que las comunidades inuit son las más pobres y desempleadas de América del Norte. [212]

Otras formas de transporte en el Ártico han sufrido impactos negativos a causa del calentamiento actual, y algunas rutas de transporte y tuberías terrestres se han visto interrumpidas por el derretimiento del hielo. [189] Muchas comunidades del Ártico dependen de carreteras congeladas para transportar suministros y viajar de una zona a otra. [189] El paisaje cambiante y la imprevisibilidad del clima están creando nuevos desafíos en el Ártico. [213] 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 provocado cambios en las rutas de los senderos creados por los inuit. [214]

Adaptación

Investigación

Los países individuales dentro de la zona del Ártico, 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 Instituto de Investigación del Ártico y la Antártida de Rusia . Los países que no tienen reclamos en el Ártico, pero son vecinos cercanos, también realizan investigaciones en el Ártico, como la Administración del Ártico y la Antártida de China (CAA). La Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de los Estados Unidos (NOAA) produce anualmente un Informe del Ártico , que contiene información revisada por pares sobre observaciones recientes de las condiciones ambientales en el Ártico en relación con los registros históricos. [215] [216] La investigación cooperativa internacional entre naciones también ha cobrado cada vez más importancia:

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 del Ártico, se preparó entre 2019 y 2021. [220] : vii  Es un informe de seguimiento de la evaluación de 2017, "Nieve, agua, hielo y permafrost en el Ártico" (SWIPA). [220] : vii  El Informe Técnico del IPCC AR6 WG1 de 2021 confirmó que "el calentamiento observado y proyectado" fue "más fuerte en el Ártico". [221] : 29  Según un artículo del 11 de agosto de 2022 publicado en Nature , ha habido numerosos informes de que el Ártico se está calentando de dos a tres veces más rápido que el promedio mundial desde 1979, pero los coautores advirtieron que el informe reciente de la "tasa de calentamiento del Ártico de cuatro veces" era potencialmente un "evento extremadamente improbable". [222] El índice de amplificación ártica (AA) medio anual había "alcanzado valores superiores a cuatro" desde aproximadamente 2002 hasta 2022, según un artículo de julio de 2022 en Geophysical Research Letters . [223] : 1  [224]

El 14 de diciembre de 2021, la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de los Estados Unidos (NOAA) publicó el 16.º Informe sobre el Ártico , que se publicó anualmente y examinó los "componentes físicos, ecológicos y humanos interconectados" del Ártico circumpolar. [225] [46] El informe decía que los 12 meses entre octubre de 2020 y septiembre de 2021 fueron los "séptimo más cálidos en las tierras del Ártico desde que comenzó el registro en 1900". [225] El informe de 2017 decía que el derretimiento del hielo en el Ártico, que se está calentando, no tenía precedentes en los últimos 1500 años. [215] [216] Los informes sobre el estado del Ártico de la NOAA, que comenzaron en 2006, actualizan algunos de los registros de los informes originales de Evaluación del impacto climático del Ártico (ACIA) de 2004 y 2005 del intergubernamental Consejo Ártico y el no gubernamental Comité Científico Internacional del Ártico . [226]

En un informe de 2022 del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA), "Spreading Like Wildfire: The Rising Threat Of Extraordinary Landscape Fires" (Propagándose como un incendio forestal: la creciente amenaza de incendios extraordinarios en el paisaje), se afirma que el humo de los incendios forestales en todo el mundo crea un ciclo de retroalimentación positiva que es un factor que contribuye al derretimiento del Ártico. [227] [125] La ola de calor siberiana de 2020 estuvo "asociada con una quema extensa en el Círculo Polar Ártico". [227] : 36  Los autores del informe afirmaron que este evento de calor extremo fue el primero en demostrar que habría sido "casi imposible" sin las emisiones antropogénicas y el cambio climático. [228] [227] : 36 

Véase también

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