Criosfera: cuando los gigantes de hielo aún nos protegen

¿Qué es la criosfera?

Definición y composición de la criosfera

La criosfera designa el conjunto de las superficies terrestres donde el agua está en estado sólido. Hielo marino, casquetes glaciares, glaciares de valle, permafrost y nieve estacional: todos estos elementos constituyen lo que los climatólogos llaman el "refrigerador" del planeta. Lejos de ser pasivos, estos gigantes de hielo interactúan permanentemente con la atmósfera y los océanos. Forman un sistema de regulación de una eficacia formidable, pero frágil. Su desaparición acelerada, observada desde principios del siglo XX, es una de las señales más claras del desajuste climático en curso.

El albedo, un escudo reflectante

La función más inmediata de la criosfera se basa en el albedo. Este término, del latín albus (blanco), mide la capacidad de una superficie para reflejar la radiación solar. Con un albedo típico entre 0,7 y 0,9, el hielo fresco y la nieve devuelven al espacio del 70% al 90% de la energía solar que reciben. Por el contrario, el océano oscuro, con un albedo de aproximadamente 0,1, absorbe el 90% de esta energía. Al retirarse, los hielos marinos dejan paso a un agua que capta el calor, calentando la región polar y acelerando el deshielo. Este mecanismo autoalimentado tiene un nombre: la retroalimentación albedo-temperatura.

El papel de regulador térmico y oceánico

La formación del hielo marino y la expulsión de salmuera

Más allá del simple efecto espejo, los casquetes glaciares y el hielo marino influyen directamente en la circulación oceánica mundial. Este fenómeno, a menudo desconocido, es sin embargo fundamental. La formación de hielo marino expulsa la sal contenida en el agua líquida, un proceso llamado expulsión de salmuera (liberación de salmuera densa durante la congelación del agua de mar). El agua subyacente se vuelve entonces más fría y más salada, por lo tanto más densa. Esta agua densa se hunde hacia las profundidades, iniciando lo que los oceanógrafos llaman la circulación termohalina.

La circulación termohalina y el clima global

Esta inmensa cinta transportadora oceánica redistribuye el calor a escala planetaria. Sin la formación de hielo en el Atlántico Norte y alrededor de la Antártida, la circulación se vería perturbada, con consecuencias importantes para el clima de Europa, América del Norte y las regiones tropicales. Según las proyecciones actuales, el debilitamiento de esta bomba de densidad, provocado por el deshielo acelerado, podría perturbar las grandes corrientes marinas desde finales de este siglo XXI.

Cuando los gigantes se derriten: los impactos sobre el nivel del mar

Hielo marino y casquetes terrestres: efectos distintos

Una de las consecuencias más tangibles del deshielo de los gigantes de hielo es la elevación del nivel del mar. Pero atención: no todos los hielos son iguales. El hielo marino, porque ya flota sobre el agua, obedece al principio de Arquímedes. Su fusión no eleva directamente el nivel de los océanos. Es la desaparición de los casquetes glaciares terrestres, como los de Groenlandia y la Antártida, la que constituye el verdadero peligro.

Groenlandia, Antártida y satélites GRACE

El casquete groenlandés encierra el equivalente a 7,4 metros de subida potencial del nivel marino. El casquete antártico, mucho más vasto, contiene cerca de 58 metros. Para medir estos cambios infinitesimales pero globales, la ciencia utiliza satélites como GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment). Estos satélites miden las ínfimas variaciones del campo de gravedad terrestre, directamente ligadas a las transferencias de masa, en particular al deshielo.

La siguiente tabla compara los principales reservorios de hielo terrestre y su contribución potencial a la elevación del nivel del mar.

N.B.:
Una gigatonelada (Gt) corresponde a mil millones de toneladas. Representa el equivalente a un kilómetro cúbico de agua. Los valores provienen de los informes del IPCC (2021-2023) y de los datos de las misiones GRACE.

Los archivos climáticos: testigos de hielo para leer el pasado

Burbujas de aire fósiles en el hielo

Los gigantes de hielo son también archivos naturales incomparables. Al perforar el casquete groenlandés o antártico, los glaciólogos extraen testigos de hielo que contienen burbujas de aire atrapadas desde hace cientos de miles de años. El análisis de estas burbujas revela la composición pasada de la atmósfera, en particular las concentraciones de gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono (CO₂) y el metano (CH₄).

Vostok y EPICA: 800.000 años de historia

Uno de los resultados más famosos proviene de la estación rusa Vostok, en la Antártida. Los testigos perforados en los años 1990 permitieron reconstruir la historia climática durante más de 420.000 años, cubriendo cuatro ciclos glaciales-interglaciales. Estos datos mostraron una estrecha correlación entre las temperaturas, deducidas de la composición isotópica del agua (\( \delta^{18}O \)), y los niveles de CO₂ y CH₄.

El proyecto EPICA (European Project for Ice Coring in Antarctica) amplió el horizonte de los archivos glaciares continuos hasta 800.000 años. El hielo más profundo, cerca del Domo C, nos habla de un mundo donde la atmósfera nunca superó las 280 ppm de CO₂. Sin embargo, en 2026, superamos las 420 ppm, un valor sin equivalente desde hace al menos 3 millones de años. Para remontarse más atrás en el tiempo, los científicos se apoyan en otros archivos (sedimentos marinos, fósiles). Estos revelan que hay que remontarse unos 3 millones de años, al Plioceno Medio, para encontrar niveles de CO₂ tan elevados como los actuales.

N.B.:
\( \delta^{18}O \) mide la variación de la relación entre el isótopo pesado del oxígeno (¹⁸O) y el isótopo ligero (¹⁶O) en una muestra de agua (o de hielo), con respecto a un estándar internacional (generalmente el agua de mar media, denotada SMOW por Standard Mean Ocean Water)

Los puntos de inflexión: cuando el sistema de regulación se descontrola

¿Qué es un punto de inflexión?

Los climatólogos temen la activación de un punto de inflexión causado por una bifurcación en los modelos matemáticos. Es un umbral más allá del cual un cambio se vuelve autoalimentado e irreversible (punto de no retorno) a escala humana. La criosfera está en el corazón de varios de estos mecanismos.

• El efecto albedo en el Ártico: la desaparición del hielo marino estival (prevista antes de 2050) reemplazará el hielo reflectante por un océano oscuro, amplificando el calentamiento del Ártico en un 20 a 40%. El Ártico ya se calienta tres o cuatro veces más rápido que la media mundial, un fenómeno llamado amplificación ártica.
• El colapso de los glaciares antárticos: el glaciar Thwaites, apodado el "glaciar del Juicio Final", podría desintegrarse en unas décadas a unos siglos, liberando una masa de hielo suficiente para elevar el nivel del mar en 65 cm por sí solo. Su colapso desestabilizaría después toda la cuenca de la Antártida Occidental, añadiendo varios metros.
• La liberación del permafrost: el deshielo del suelo permanentemente congelado (permafrost) libera inmensas cantidades de carbono y metano, creando una retroalimentación positiva temible. El permafrost del hemisferio norte contiene aproximadamente 1.500 gigatoneladas de carbono, casi el doble de lo que está actualmente presente en la atmósfera.

Umbrales críticos para la criosfera

La comunidad científica coincide en un punto: un calentamiento mantenido entre +1,5 °C y +2,0 °C podría activar varios puntos de inflexión de la criosfera. Con una trayectoria actual de +2,7 °C para finales de siglo, los gigantes de hielo entrarían en un régimen de degradación autoalimentada, cuyas consecuencias se extenderían durante varios milenios.

Preservar los gigantes de hielo: un desafío para la humanidad

Un mensaje venido de los hielos

La criosfera nos envía un mensaje claro desde hace varias décadas. Los testigos de hielo antárticos contienen la historia de nuestro planeta, pero también la advertencia más solemne. Estos gigantes de hielo, que regularon el clima mundial durante millones de años, están hoy debilitados por nuestra actividad.

Actuar en los próximos años

El destino de los gigantes de hielo (casquetes polares, glaciares, hielo marino) depende directamente de las decisiones que la humanidad tome en un futuro muy próximo (los próximos años), y no en un futuro lejano.