Ambiente físico

Erosión costera

La erosión costera es un factor que afecta significativamente a pequeñas islas como lo es Puerto Rico. Sin embargo, se espera que el aumento en el nivel del mar, debido al cambio climático, empeore la situación de la erosión costera. Pero, ¿cómo definimos erosión costera? Este es el desplazamiento de sedimentos por la acción del viento, del agua o por las acciones humanas. Por ejemplo, ocurre erosión cuando el mar transporta los sedimentos de un lugar de la costa a otro. Esta sucede cuando la corriente litoral remueve más sedimentos de los que aporta al sistema, lo que puede causar que la costa no se pueda reponer, entonces ocurre un cambio geomorfológico de la misma. Esto se convierte en un problema ya que la costa no puede restaurar esa cantidad de sedimento, perdiendo así su extensión territorial. El problema de la erosión costera no solo es un proceso natural; este también puede ser un proceso alterado por los seres humanos al construir en la zona marítimo-terrestre, al canalizar los ríos, por la construcción de represas, por la extracción de arena de las playas, por la tala de árboles de mangle, entre otros. Todo esto causa que el flujo de sedimentos que son transportados por las corrientes litorales se vea interrumpido y no lleguen a la costa, ya que estas son áreas dinámicas y de cambio constante, y si a esto se le suma el alza en el nivel del mar y el desarrollo de huracanes más intensos, causados por el cambio climático, el problema de la erosión costera se amplifica y los daños son cuantiosos, tanto para las playas como para el sector económico del país.

Acidificación de los océanos

Además del aumento en temperatura, nuestros océanos han sufrido grandes cambios en el nivel de grado de acidez (pH). Esto se debe al aumento en el almacenamiento del dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera de la Tierra. La creciente concentración de este gas ha aumentado la absorción de CO2 en el océano, donde se produce una reacción química (figura 29) la cual reduce el pH y hace que los océanos sean más ácidos. Es probable que esta tendencia continúe en las próximas décadas. Un océano más ácido puede afectar negativamente la salud de muchas especies marinas, tales como el plancton, los moluscos, los crustáceos y otros. En particular, los corales pueden ser muy sensibles a la acidificación, ya que es difícil para ellos crear y mantener las estructuras esqueléticas necesarias para su apoyo y

Erosión: Desplazamiento de terreno debido a la acción de elementos tales como: el viento, el oleaje, la lluvia y/o la acción humana.

Acidificación del océano

Figura 29. En esta imagen se puede observar el proceso que ocurre durante la acidificación del océano. Normalmente, el dióxido de carbono de la atmósfera es absorbido por el océano. Este reacciona con el agua formando ácido carbónico. Este ácido libera un ión carbonato y un ión hidrógeno. El ión hidrógeno se une a los iones de carbonato libres en el agua y forma otro ión bicarbonato. Debido al aumento acelerado en la producción de CO2, este proceso se incrementa lo que provoca que el pH del agua disminuya y la acidez del océano aumente. Esto impide que los organismos marinos utilicen los iones carbonato para hacer sus conchas y sus esqueletos de carbonato de calcio. El resultado de este proceso es que, por un lado, las conchas y esqueletos se vayan desintegrando poco a poco y por otro lado, la capacidad para formarlas disminuya.

protección. Los corales en Puerto Rico y en otros territorios podrían perderse si las concentraciones de CO2 en la atmósfera siguen aumentando al ritmo actual.

Derretimiento de los glaciares

El aumento en temperatura que se ha registrado en los últimos años en el planeta ha estado provocando el derretimiento de los glaciares, lo que a su vez está causando un incremento en el nivel del mar. El 90% del hielo del mundo se concentra en el Polo Sur y tiene un grosor de aproximadamente 10 pies (2.13 metros). Esto significaría que, si todos los bloques de hielo de esta zona se derriten, el nivel del mar podría aumentar más de 60 metros. En el Polo Norte el hielo es menos denso así que se derrite fácilmente. Por esta razón, ya se puede observar el resultado del cambio climático.

Sin embargo, la subida del nivel del mar no es la única consecuencia del derretimiento de los casquetes polares, sino que este fenómeno provoca grandes cambios en los ecosistemas marinos. Por un lado, el derretimiento perturba gravemente la fauna y la flora de las regiones costeras y cambia completamente la vida en la zona polar. Por otra parte, también se alteran las corrientes oceánicas, lo que puede provocar fenómenos climáticos adversos. De hecho, ya se han observado algunas situaciones de este tipo, como por ejemplo en el Océano Ártico, donde se han detectado por primera vez olas de hasta 5 metros de altura, que podrían deberse al progresivo retroceso del hielo (Cabrera, 2016). Según el geólogo estadounidense Richard Alley, muchos de los glaciares en las montañas retrocederán considerablemente dentro de los próximos 50 años si continuamos en el camino actual. Él, en conjunto con otros investigadores, ha estudiado los mantos de hielo de la Antártida utilizando modelos, y la

preocupación mayor inicial es la parte Occidental, porque se encuentra por debajo del nivel del mar y porque parte de su hielo descarga en el mar Amundsen, donde el calentamiento ha estado removiendo las barreras de hielo e hizo que el hielo se desplazara rápido y se hiciera más delgado. De acuerdo con Alley, el manto de hielo marino de la Antártida Occidental es suficiente para aumentar el nivel promedio de los océanos en 3.3 metros. Esto sería suficiente para causar problemas en zonas bajas de América Latina y otras costas bajas.

Según las predicciones realizadas para el año 2100 el nivel del mar podría aumentar hasta 160 centímetros si no se toman medidas necesarias para minimizar este impacto. Además, podría perderse gran parte de la superficie habitable del planeta.

Aumento en el nivel del mar

El aumento en el nivel del mar se debe a dos razones básicas: expansión termal y/o la entrada de alguna masa de hielo. La expansión termal es el aumento del nivel del mar por la absorción de calor, mientras que la entrada de alguna masa de hielo se debe a la transferencia de agua dulce de la costa hacia el océano. En esta última, la pérdida de hielo en los polos es uno de los factores principales del aumento en el nivel del mar.

Históricamente, sabemos que la Tierra tiene ciclos de eras de hielo alternados con periodos calientes interglaciares. Durante los pasados cuatro ciclos, el nivel del mar ha aumentado y disminuido 121.92 metros. Durante los periodos de calentamiento, el aumento en el nivel del mar es de aproximadamente 0.20 metros por década debido a la transferencia, de tierra a océano, de los grandes parchos de hielo (transferencia de agua dulce).

En la actualidad, según un estudio publicado en el 2001 por Houghton y colegas, el nivel del mar ha aumentado un promedio de 0.02 metros por década. Esto ha ocurrido con una aceleración de aumento de aproximadamente 0.0013 metros por década en el siglo 20. Otras evidencias han mostrado que desde el año 1993 el aumento de nivel del mar global ha sido de 0-30 metros por década, lo que equivale a un 70% más rápido que el promedio del siglo 20. En Puerto Rico, el aumento en el nivel del mar desde 1906-2015 ha sido de 0.05-0.1 metros aproximadamente. Los modelos físicos climáticos indican que de continuar el calentamiento global, para finales de esta década el aumento en el nivel del mar será de aproximadamente 0.1-1.37 metros.

La figura 30 indica cómo ha ido aumentando el nivel del mar desde el 1880 hasta el presente a nivel global. En Puerto Rico existen dos (2) mareógrafos (instrumento que registra los cambios en las mareas) que miden constantemente el aumento o disminución del nivel del mar. La figura 31 muestra una gráfica de las fluctuaciones en el nivel del mar en Puerto Rico. En la gráfica A, la línea verde muestra las variaciones que han ocurrido en el nivel del mar en la región norte, específicamente en el área de San Juan desde el 1962 hasta el presente. En esta figura podemos observar una disminución en el nivel del mar para los años 1968 y 1969. Luego de este evento, para el año 1971 hasta el 1984, hubo un ascenso en el nivel del mar significativo y continuo. No es hasta el 1991 cuando se registra una disminución representativa. A partir del siguiente año, el aumento ha sido continuo hasta el presente, observando un aumento exponencial durante los últimos cinco años.

La figura 31 B muestra la variación en el nivel del mar pero en la región sur de Puerto Rico, específicamente en Isla Magueyes, ubicada en Lajas, Puerto Rico. Estos datos muestran fluctuaciones desde el 1955 hasta el presente. Se puede observar curvas que muestran los aumentos y la disminución en el nivel del mar a través de los años. No obstante, para el año 1991 se observó una disminución significativa. Desde ese entonces, el aumento ha sido continuo, con un ascenso exponencial a partir del 2009 hasta el presente de 0.04-0.09 metros de agua.

Estudios científicos muestran que la principal causa de este aumento se debe al derretimiento de los glaciares entre otros factores. De continuar el calentamiento global y el cambio climático, estos valores podrían aumentar significativamente afectando la ecología y biología de nuestros ecosistemas, como también la parte social y económica de nuestra sociedad.

Figura 30. Desde el siglo pasado el nivel del mar ha ido en aumento y la tasa ha incrementado en las últimas décadas. En 2014 el nivel global del mar fue de 2.6 pulgadas (67 mm) por encima del promedio del 1993 (el promedio anual más alto en el registro del satélite desde 1993 hasta el presente). El nivel del mar sigue aumentando a un ritmo de alrededor de un octavo de pulgada (3.2 mm) por año, debido a una combinación de deshielo de los glaciares y capas de hielo, y la expansión térmica de los océanos según se calienta. Gráfica tomada de: NOAA National Centers for Environmental Information, https://www.climate.gov/news-features/ understanding-climate/climate-change-global-sea-level

A

B

Figura 31. A. Esta gráfica muestra el aumento en el nivel del mar mensual promedio, medido en San Juan, Puerto Rico, desde el año 1962. B. Esta gráfica también muestra el aumento en el nivel del mar mensual promedio, pero medido en Isla Magueyes, Lajas, Puerto Rico, desde el año 1955. Gráficas suministradas por el profesor Aurelio Mercado del Departamento de Ciencias Marinas – Universidad de Puerto Rico, Recinto Universitario de Mayagüez. Cambio climático: Manual para estudiantes 57

Disminución en los abastos y en la calidad del agua

El agua es uno de los recursos más valiosos para sostener la vida en el planeta. Las plantas, los animales y los seres humanos la utilizan para llevar a cabo todos sus procesos vitales. Además, se utiliza para la agricultura, la ganadería, en las industrias, para la recreación y el turismo, actividades domésticas, entre otros usos. El agua está catalogada como un recurso renovable, sin embargo, su uso inadecuado y desmedido, junto a la contaminación que llega a ella por las malas prácticas antropogénicas, hacen que los abastos de este preciado líquido disminuyan.

Otro factor que pone en peligro la cantidad y la calidad del agua es el cambio climático. El aumento de la temperatura del planeta provoca cambios en los procesos de precipitación y evaporación. Por un lado, la precipitación aumenta en ciertos lugares, pero este incremento en la temperatura hace que el agua se evapore más rápido. Por otra parte, en otras áreas ocurren graves sequías que afecta tanto las actividades cotidianas como la economía entera de un país. En Puerto Rico se han registrado varios periodos de sequía en los que se han tenido cuantiosas pérdidas económicas. Las sequías aumentan el riesgo de incendios forestales, lo que conduce a un deterioro de la calidad del aire y, por ende, se pone en peligro la salud pública. Al haber mayor partículas en el aire, se agravan las enfermedades relacionadas al sistema respiratorio.

Estas sequías también comprometen la calidad del agua y la biodiversidad. Esto ocurre ya que al disminuir los abastos de agua en los embalses, ríos y quebradas, la concentración de contaminantes aumenta. Además, se reduce la cantidad de oxígeno disuelto en la misma, lo que afecta a los organismos que habitan allí. Los acuíferos (agua subterránea) también se afectan. Estas aguas subterráneas se forman debido a la precipitación que se filtra a través del suelo. Los acuíferos se mueven lentamente a niveles bajos del suelo (por la gravedad) y, eventualmente, llegan a los cuerpos de agua, incluyendo a los océanos. Gran parte de la población mundial utiliza agua proveniente de estos acuíferos. En Puerto Rico existen una diversidad de acuíferos, los cuales constituyen la segunda fuente de agua para la agricultura, el trabajo industrial y el consumo. Entre los más importantes se encuentran los de la Región del Carso de la Costa Norte de la isla. La figura 32 muestra los acuíferos de Puerto Rico.

El aumento en temperatura causa que el nivel freático (parte superior) de estos acuíferos disminuya por el efecto de la evaporación. Por otro lado, el alza en el nivel del mar puede provocar que agua salada entre a los acuíferos costeros, volviéndola más salina, lo que la convierte no apta para el consumo humano (Bird y Molinelli, 2001).

Acuífero: Son reservas de agua que están ubicadas debajo de la superficie terrestre. Estos acuíferos permiten la circulación del agua a través de diversas grietas y de la porosidad de su estructura. Este se compone de varias partes, entre las que se encuentran el nivel freático (el sector superior), la zona de saturación (el espacio donde los poros rocosos se llenan de agua) y la capa impermeable.

Figura 32. Este mapa muestra los tipos de acuíferos que hay en Puerto Rico. Es importante señalar que los acuíferos compuestos por rocas volcánicas no almacenan mucha agua debido a que este tipo de roca es más densa. Por esta razón, en Puerto Rico no existen acuíferos de importancia en las masas volcánicas de la Cordillera Central. Sin embargo, cuando las rocas volcánicas se fracturan pueden acumular gran cantidad de agua (Lugo, 2011). Mapa tomado de: http://drna.pr.gov/ historico/oficinas/saux/secretaria-auxiliar-de-planificacion-integral/planagua/sistemas-de-informacion-geografica/sistemade-informacion-geografica/mapas/acuiferos_pr.jpg/image_view_fullscreen

Según el Documento Técnico VI de la IPCC (2008), las proyecciones indican que los aumentos de temperatura del agua y la variación de los fenómenos extremos, incluidas las crecidas y las sequías, afectarían la calidad del agua y agudizarían la contaminación del agua por múltiples causas, desde la acumulación de sedimentos, nutrientes, carbono orgánico disuelto, patógenos, plaguicidas o sal hasta la contaminación térmica, con posibles efectos negativos sobre los ecosistemas, la salud humana, y la fiabilidad y costos de operación de los sistemas hídricos (nivel de confianza alto). Además, el aumento del nivel del mar extendería la salinización a las aguas subterráneas y a los estuarios, reduciendo así la disponibilidad de agua dulce para las poblaciones y ecosistemas en áreas costeras.