Cuando las capas de hielo polar se derriten, los efectos se extienden por todo el mundo. El hielo derretido eleva el nivel promedio global del mar, altera las corrientes oceánicas y afecta las temperaturas en lugares lejanos a los polos.

Pero las capas de hielo derretidas no afectan el nivel del mar y las temperaturas de la misma manera en todas partes.

En un nuevo estudio, nuestro equipo de científicos investigó cómo el derretimiento del hielo en la Antártida afecta el clima global y el nivel del mar. Combinamos modelos computacionales de la capa de hielo antártica, la Tierra sólida y el clima global, incluyendo procesos atmosféricos y oceánicos, para explorar las complejas interacciones que el derretimiento del hielo tiene con otras partes de la Tierra.

Entender lo que sucede con el hielo de la Antártida importa, porque contiene suficiente agua congelada para elevar el nivel promedio del mar en aproximadamente 58 metros. A medida que el hielo se derrite, se convierte en un problema existencial para las personas y los ecosistemas en las comunidades insulares y costeras.

Cambios en la Antártida

La medida en que la capa de hielo antártica se derrita dependerá de cuánto se caliente la Tierra. Y eso depende de las futuras emisiones de gases de efecto invernadero provenientes de fuentes como vehículos, plantas de energía e industrias.

Los estudios sugieren que gran parte de la capa de hielo antártica podría sobrevivir si los países reducen sus emisiones de gases de efecto invernadero en línea con el objetivo del Acuerdo de París de 2015 de mantener el calentamiento global en 1.5 grados Celsius en comparación con antes de la era industrial. Sin embargo, si las emisiones continúan aumentando y la atmósfera y los océanos se calientan mucho más, eso podría causar un derretimiento sustancial y niveles del mar mucho más altos.

Nuestra investigación muestra que las altas emisiones representan riesgos no solo para la estabilidad de la capa de hielo de la Antártida Occidental, que ya está contribuyendo al aumento del nivel del mar, sino también para la capa de hielo de la Antártida Oriental, mucho más grande y estable.

También muestra cómo diferentes regiones del mundo experimentarán diferentes niveles de aumento del nivel del mar a medida que la Antártida se derrite.

Entendiendo el cambio del nivel del mar

Si los niveles del mar subieran como el agua en una bañera, entonces a medida que las capas de hielo se derriten, el océano subiría en la misma cantidad en todas partes. Pero eso no es lo que sucede.

En cambio, muchos lugares experimentan un aumento regional del nivel del mar más alto que el promedio global, mientras que los lugares cercanos a la capa de hielo pueden incluso ver caer los niveles del mar. La razón principal tiene que ver con la gravedad.

Las capas de hielo son masivas, y esa masa crea una fuerte atracción gravitacional que atrae el agua oceánica circundante hacia ellas, similar a cómo la atracción gravitacional entre la Tierra y la Luna afecta las mareas.

A medida que la capa de hielo se encoge, su atracción gravitacional sobre el océano disminuye, lo que lleva a que los niveles del mar caigan en regiones cercanas a la costa de la capa de hielo y aumenten más lejos. Pero los cambios en el nivel del mar no son solo una función de la distancia de la capa de hielo que se derrite. Esta pérdida de hielo también cambia cómo rota el planeta. El eje de rotación se desplaza hacia esa masa de hielo faltante, lo que a su vez redistribuye el agua alrededor del globo.

2 factores que pueden ralentizar el derretimiento

A medida que la enorme capa de hielo se derrite, la Tierra sólida debajo de ella se recupera.

Debajo del lecho rocoso de la Antártida está el manto de la Tierra, que fluye lentamente como jarabe de arce. Cuanto más se derrite la capa de hielo, menos presiona sobre la Tierra sólida. Con menos peso sobre ella, el lecho rocoso puede recuperarse. Esto puede elevar partes de la capa de hielo fuera del contacto con las aguas oceánicas cálidas, ralentizando la tasa de derretimiento. Esto sucede más rápido en lugares donde el manto fluye más rápido, como debajo de la capa de hielo de la Antártida Occidental.

Este efecto de recuperación podría ayudar a preservar la capa de hielo, si las emisiones globales de gases de efecto invernadero se mantienen bajas.

Otro factor que puede ralentizar el derretimiento puede parecer contraintuitivo.

Mientras que el agua de deshielo antártica impulsa el aumento del nivel del mar, los modelos muestran que también retrasa el calentamiento inducido por los gases de efecto invernadero. Eso es porque el agua de deshielo helada de la Antártida reduce las temperaturas superficiales del océano en el Hemisferio Sur y el Pacífico tropical, atrapando el calor en el océano profundo y ralentizando el aumento de la temperatura promedio global del aire.

Pero a medida que ocurre el derretimiento, incluso si se ralentiza, los niveles del mar suben.

Mapeando nuestros resultados del nivel del mar

Combinamos modelos computacionales que simulan estos y otros comportamientos de la capa de hielo antártica, la Tierra sólida y el clima para entender qué podría suceder con el nivel del mar en todo el mundo a medida que las temperaturas globales aumentan y el hielo se derrite.

Por ejemplo, en un escenario moderado en el que el mundo reduce las emisiones de gases de efecto invernadero, aunque no lo suficiente para mantener el calentamiento global por debajo de 2 grados Celsius en 2100, encontramos que el aumento promedio del nivel del mar por el derretimiento del hielo antártico sería de aproximadamente 0.1 metros para 2100. Para 2200, sería más de 1 metro.

Ten en cuenta que esto es solo el aumento del nivel del mar causado por el derretimiento antártico. La capa de hielo de Groenlandia y la expansión térmica del agua de mar a medida que los océanos se calientan también elevarán los niveles del mar. Las estimaciones actuales sugieren que el aumento total promedio del nivel del mar, incluyendo Groenlandia y la expansión térmica, sería de 0.32 a 0.63 metros para 2100 bajo el mismo escenario.

También mostramos cómo el aumento del nivel del mar por la Antártida varía en todo el mundo.

En ese escenario de emisiones moderadas, encontramos que el mayor aumento del nivel del mar solo por el derretimiento del hielo antártico, hasta 1.5 metros para 2200, ocurre en las cuencas oceánicas del Índico, Pacífico y Atlántico occidental, lugares lejanos de la Antártida.

Estas regiones albergan a muchas personas en áreas costeras bajas, incluidos residentes de naciones insulares en el Caribe, como Jamaica, y el Pacífico central, como las Islas Marshall, que ya están experimentando impactos perjudiciales del aumento del nivel del mar.

Bajo un escenario de altas emisiones, encontramos que el aumento promedio del nivel del mar causado por el derretimiento antártico sería mucho mayor: aproximadamente 0.3 metros en 2100 y más de 3 metros en 2200.

Bajo este escenario, una franja más amplia de la cuenca del Océano Pacífico al norte del ecuador, incluidas Micronesia y Palau, y a través del medio de la cuenca del Océano Atlántico, vería el mayor aumento del nivel del mar, hasta 4.3 metros para 2200, solo por la Antártida.

Aunque estas cifras de aumento del nivel del mar parecen alarmantes, las emisiones actuales del mundo y las proyecciones recientes sugieren que este escenario de emisiones muy altas es improbable. Sin embargo, este ejercicio resalta las graves consecuencias de las altas emisiones y subraya la importancia de reducir las emisiones.

La conclusión

Estos impactos tienen implicaciones para la justicia climática, particularmente para las naciones insulares que han hecho poco para contribuir al cambio climático pero que ya experimentan los impactos devastadores del aumento del nivel del mar.

Muchas naciones insulares ya están perdiendo tierra por el aumento del nivel del mar, y han estado liderando los esfuerzos globales para minimizar el aumento de la temperatura. Proteger estos países y otras áreas costeras requerirá reducir las emisiones de gases de efecto invernadero más rápido de lo que las naciones se están comprometiendo a hacer hoy.

Shaina Sadai, es profesora asociada de Ciencias de la Tierra en Five College Consortium y Ambarish Karmalkar, y profesora asistente de Geociencias en la Universidad de Rhode Island.

Este artículo es republicado de The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lee el original.

Sea level doesn’t rise at the same rate everywhere – we mapped where Antarctica’s ice melt would have the biggest impact

Shaina Sadai, Five College Consortium y Ambarish Karmalkar, University of Rhode Island

When polar ice sheets melt, the effects ripple across the world. The melting ice raises average global sea level, alters ocean currents and affects temperatures in places far from the poles.

But melting ice sheets don’t affect sea level and temperatures in the same way everywhere.

In a new study, our team of scientists investigated how ice melting in Antarctica affects global climate and sea level. We combined computer models of the Antarctic ice sheet, solid Earth and global climate, including atmospheric and oceanic processes, to explore the complex interactions that melting ice has with other parts of the Earth.

Understanding what happens to Antarctica’s ice matters, because it holds enough frozen water to raise average sea level by about 190 feet (58 meters). As the ice melts, it becomes an existential problem for people and ecosystems in island and coastal communities.

Changes in Antarctica

The extent to which the Antarctic ice sheet melts will depend on how much the Earth warms. And that depends on future greenhouse gas emissions from sources including vehicles, power plants and industries.

Studies suggest that much of the Antarctic ice sheet could survive if countries reduce their greenhouse gas emissions in line with the 2015 Paris Agreement goal to keep global warming to 1.5 degrees Celsius (2.7 Fahrenheit) compared to before the industrial era. However, if emissions continue rising and the atmosphere and oceans warm much more, that could cause substantial melting and much higher sea levels.

Our research shows that high emissions pose risks not just to the stability of the West Antarctic ice sheet, which is already contributing to sea-level rise, but also for the much larger and more stable East Antarctic ice sheet.

It also shows how different regions of the world will experience different levels of sea-level rise as Antarctica melts.

Understanding sea-level change

If sea levels rose like the water in a bathtub, then as ice sheets melt, the ocean would rise by the same amount everywhere. But that isn’t what happens.

Instead, many places experience higher regional sea-level rise than the global average, while places close to the ice sheet can even see sea levels drop. The main reason has to do with gravity.

Ice sheets are massive, and that mass creates a strong gravitational pull that attracts the surrounding ocean water toward them, similar to how the gravitational pull between Earth and the Moon affects the tides.

As the ice sheet shrinks, its gravitational pull on the ocean declines, leading to sea levels falling in regions close to the ice sheet coast and rising farther away. But sea-level changes are not only a function of distance from the melting ice sheet. This ice loss also changes how the planet rotates. The rotation axis is pulled toward that missing ice mass, which in turn redistributes water around the globe.

2 factors that can slow melting

As the massive ice sheet melts, the solid Earth beneath it rebounds.

Underneath the bedrock of Antarctica is Earth’s mantle, which flows slowly like maple syrup. The more the ice sheet melts, the less it presses down on the solid Earth. With less weight on it, the bedrock can rebound. This can lift parts of the ice sheet out of contact with warming ocean waters, slowing the rate of melting. This happens quicker in places where the mantle flows faster, such as underneath the West Antarctic ice sheet.

This rebound effect could help preserve the ice sheet – if global greenhouse gas emissions are kept low.

Another factor that can slow melting might seem counterintuitive.

While Antarctic meltwater drives rising sea levels, models show it also delays greenhouse gas-induced warming. That’s because icy meltwater from Antarctica reduces ocean surface temperatures in the Southern Hemisphere and tropical Pacific, trapping heat in the deep ocean and slowing the rise of global average air temperature.

But as melting occurs, even if it slows, sea levels rise.

Mapping our sea-level results

We combined computer models that simulate these and other behaviors of the Antarctic ice sheet, solid Earth and climate to understand what could happen to sea level around the world as global temperatures rise and ice melts.

For example, in a moderate scenario in which the world reduces greenhouse gas emissions, though not enough to keep global warming under 2 degrees Celsius (3.6 Fahrenheit) in 2100, we found the average sea-level rise from Antarctic ice melt would be about 4 inches (0.1  meters) by 2100. By 2200, it would be more than 3.3 feet (1  meter).

Keep in mind that this is only sea-level rise caused by Antarctic melt. The Greenland ice sheet and thermal expansion of seawater as the oceans warm will also raise sea levels. Current estimates suggest that total average sea-level rise – including Greenland and thermal expansion – would be 1 to 2 feet (0.32 to 0.63 meters) by 2100 under the same scenario.

We also show how sea-level rise from Antarctica varies around the world.

In that moderate emissions scenario, we found the highest sea-level rise from Antarctic ice melt alone, up to 5 feet (1.5 meters) by 2200, occurs in the Indian, Pacific and western Atlantic ocean basins – places far from Antarctica.

These regions are home to many people in low-lying coastal areas, including residents of island nations in the Caribbean, such as Jamaica, and the central Pacific, such as the Marshall Islands, that are already experiencing detrimental impacts from rising seas.

Under a high emissions scenario, we found the average sea-level rise caused by Antarctic melting would be much higher: about 1 foot (0.3  meters) in 2100 and close to 10 feet (more than 3 meters) in 2200.

Under this scenario, a broader swath of the Pacific Ocean basin north of the equator, including Micronesia and Palau, and across the middle of the Atlantic Ocean basin would see the highest sea-level rise, up to 4.3 meters (14 feet) by 2200, just from Antarctica.

Although these sea-level rise numbers seem alarming, the world’s current emissions and recent projections suggest this very high emissions scenario is unlikely. This exercise, however, highlights the serious consequences of high emissions and underscores the importance of reducing emissions.

The takeaway

These impacts have implications for climate justice, particularly for island nations that have done little to contribute to climate change yet already experience the devastating impacts of sea-level rise.

Many island nations are already losing land to sea-level rise, and they have been leading global efforts to minimize temperature rise. Protecting these countries and other coastal areas will require reducing greenhouse gas emissions faster than nations are committing to do today.

Shaina Sadai, Associate in Earth Science, Five College Consortium y Ambarish Karmalkar, Assistant Professor of Geosciences, University of Rhode Island

This article is republished from The Conversation under a Creative Commons license. Read the original article.