Reconstrucción del cambio
reciente del nivel del mar
a partir de registros sedimentarios


Reconstrucción del cambio
reciente del nivel del mar
a partir de registros sedimentarios
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Desde la Revolución Industrial, a mediados del siglo XIX, la humanidad comenzó a modificar las condiciones naturales del planeta. El término cambio global (CG) incluye todas las transformaciones a gran escala que la humanidad ha ocasionado en el funcionamiento del sistema planetario, al alterar los componentes biofísicos (agua, aire, suelos, biodiversidad) y afectar los sistemas socioeconómicos. Uno de los componentes más relevantes del cambio global es el cambio climático (CC). 

La expansión térmica de los océanos y la fusión de hielos continentales, que son consecuencia del calentamiento global —a su vez resultante del incremento de las emisiones de gases de efecto invernadero—, han generado uno de los efectos más visibles del CC: el aumento del nivel medio del mar (NMM). Los cambios periódicos del NMM han acompañado al planeta durante el último millón de años, como consecuencia de variaciones en la extensión de los mantos de hielo. En los últimos 20,000 años, el NMM ha ido aumentando, aunque, durante los 2,000 más recientes, la velocidad de la elevación del NMM había permanecido relativamente estable (sólo aumentó unos 0.1 mm/año); sin embargo, durante el siglo XX, el NMM ha mostrado un incremento superior a 1 mm/año, llegando a un valor promedio global de 3 mm/año, a partir de la década de 1990, lo cual implicaría un hundimiento de la línea de costa de unos 32 cm para finales del siglo XXI.1
     El aumento del NMM no es uniforme en todo el mundo, ya que este problema puede verse agravado por factores locales y/o regionales, como: extracción de aguas subterráneas, almacenamiento de agua en embalses, variaciones heterogéneas de temperatura y salinidad, cambios en la circulación oceánica o movimientos verticales del terreno.1
     El Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC, por sus siglas en inglés) reconoce que los impactos del cambio del NMM ya se observan en ecosistemas marinos, como manglares, marismas y arrecifes coralinos. Los ecosistemas costeros bajos son los más vulnerables, ya que presentan un riesgo mayor de inundaciones (especialmente por eventos extremos, como tormentas), de salinización de terrenos, deterioro de la calidad del agua subterránea; pérdidas en el sector turístico, y deterioro en infraestructuras, como carreteras o aeropuertos. Dado que más de 20% de la población mundial vive en las zonas costeras y que la densidad de población en estas áreas es tres veces superior a la media mundial,2 se debe conocer las tendencias del incremento del NMM a escala local y regional; información que es fundamental para hacer más eficaz la gestión y adaptación ante este nuevo reto para la protección de los recursos costeros y sus habitantes.
     A pesar de los avances tecnológicos alcanzados para la obtención de registros instrumentales sobre el cambio del NMM, tales como mareógafos y satélites artificiales, en México —al igual que en la mayoría de los países en vía de desarrollo— estos registros son relativamente escasos y las series temporales existentes son casi siempre demasiado cortas para obtener una visión de largo plazo. Hoy en día, se tiene el reto de brindar datos más certeros a través de modelos climáticos (figura 1) y de validar estos resultados, con el inconveniente añadido de que los modelos climáticos no permiten evaluar las variaciones del nivel del mar que ocurren a nivel local, ya que no toman en cuenta los factores específicos de cada sitio en particular. Pero ¿cómo medir este incremento de forma local y a largo plazo?

Figura 1. Diversas proyecciones de Cambio del Nivel del Mar.1

El uso de registros ambientales, tales como los sedimentos acumulados en marismas y manglares, es una de las alternativas para evaluar el incremento del NMM a largo plazo. 
     Las marismas se forman en zonas costeras protegidas del mar abierto, con el oleaje y las mareas de baja energía. Generalmente, se localizan detrás de la franja de manglar, en una zona elevada que sólo es alcanzada por las mareas más altas de cada periodo. Así, las marismas se inundan periódicamente con agua de mar (figura 2) y, debido a la evaporación, sus suelos se vuelven muy salinos, en los cuales sólo algunas plantas pueden sobrevivir.

Figura 2. Secuencia de la inundación de una marisma
por la marea (Fotos: Alejandro Cearreta)


     Los sedimentos acumulados en las marismas se componen de material, tanto autóctono (es decir, restos de la vegetación in situ) como alóctono (materia transportada desde la zona terrestre circundante y partículas marinas en suspensión acarreadas por la marea).
     Debido al incremento del NMM, la existencia de la marisma depende de su capacidad para mantener una velocidad de crecimiento vertical (acreción), sostenida por la acumulación de sedimentos que sea, al menos, equivalente a la velocidad de incremento del NMM en la zona.3
      La reconstrucción temporal del proceso de acreción en una marisma se basa en el principio de superposición, es decir, las capas más recientes se sobreponen a las más antiguas. Si los estratos no se mezclan, es posible medir cuánto sedimento se ha acumulado en la marisma, en función del tiempo (por ejemplo: velocidad de acreción, en centímetros acumulados por año, cm/año-1). Si la marisma conserva su funcionamiento (que consiste en inundaciones periódicas sólo con la marea más alta), se considera que la velocidad de acreción es equivalente al incremento del NMM en la zona, durante el periodo de tiempo estudiado (figura 3). 

Figura 3. Acumulación de sedimentos en la marisma, asociada con el incremento del nivel medio del mar (C. J. Hernández-Cruz, M. Díaz-Asencio).

Para determinar la velocidad de acumulación sedimentaria (cm/año-1) se utiliza elementos radiactivos acumulados en los sedimentos.
    El Plomo-210 es el método más empleado para el fechado de sedimentos recientes (alrededor de 100 años de antigüedad) en lagos y zonas costeras de todo el mundo.4 Desde finales de la década de 1970, el método de fechado con Plomo-210 ha permitido estimar las velocidades de acreción en manglares y marismas y, a partir de 1980, ha posibilitado la cuantificación de los cambios recientes en el incremento del NMM.5
     Las evaluaciones realizadas en marismas del Estero de Urías (Mazatlán, Sinaloa) mostraron un aumento progresivo de la velocidad de incremento del NMM en la zona, desde 1.26±0.05 mm/año-1 (milímetros por año) entre 1886 y 1940, hasta 3.87±0.12 mm/año-1, entre 1990 y 2012. La velocidad estimada para el periodo 1950-1970 (1.99 ± 0.07 mm/año1) es concordante con la velocidad promedio obtenida a partir del registro del mareógrafo de Mazatlán para el mismo periodo (1.9 ± 3.3 mm/año-1).6 Lamentablemente, no existen registros mareográficos continuos entre 1970 y 2008 para hacer comparaciones posteriores.
     Nuestras observaciones indicaron que el NMM se ha elevado alrededor de 24 cm durante los últimos 127 años. Si la velocidad actual de elevación del NMM permaneciera constante, para fines del siglo XXI podríamos esperar la inundación de los terrenos bajos que rodean la laguna costera Estero de Urías, alrededor de 34 cm por encima del actual NMM. 

Figura 4. Recolección de un núcleo de sedimentos en una marisma (Estero de Urías, Mazatlán, Sinaloa) y sección longitudinal del núcleo recolectado. (Fotos: A. C. Ruiz-Fernández).


Figura 5. Incremento relativo del NMM en el Estero de Urías (Mazatlán, Sinaloa, México), obtenido entre 1890 y 2012, mediante el análisis de registros sedimentarios de marismas fechados con Pb-210.

Conclusiones   

Los registros del incremento del nivel medio del mar, obtenidos a partir de los sedimentos fechados con Plomo-210, aportan información relevante y, a menudo, única sobre el presente y pasado del impacto del cambio global. Su capacidad de aportar información a tomadores de decisión, empresas y público en general, para la gestión costera, lo convierte en una herramienta insustituible para el conocimiento, evaluación y planificación de estrategias de adaptación en los niveles local y regional de las zonas costeras de la república mexicana.

Los autores agradecen el apoyo de los proyectos CONACYT CB-2010/153492 y PDCPN2013-01/214349

Reconstrucción del cambio reciente del nivel del mar.
Misael Díaz Asencio

Doctor en Ciencias Técnicas e investigador auxiliar en el Centro de Estudios Ambientales de Cienfuegos, Cuba. Se ha especializado en la reconstrucción de cambios ambientales mediante la utilización de registros sedimentarios. Ha publicado más de 20 artículos científicos sobre el tema en revistas indexadas.

Ana Carolina Ruiz Fernández

Doctora en Ciencias del Mar y Limnología, especialista en geoquímica isotópica y geocronología. Es investigadora del Instituto de Ciencias del Mar y Limnología-UNAM, miembro del SNI (II), investigadora asociada en el Centro GEOTOP, de la Universidad de Quebec, Montreal. Es, así mismo, miembro del Grupo de Expertos en Aspectos Científicos de la Protección del Ambiente Marino de las Naciones Unidas (GESAMP). Ha publicado más de 75 artículos científicos y recibido los reconocimientos al mérito académico Gabino Barreda, Alfonso Caso y Sor Juana Inés de la Cruz, que otorga la UNAM.

Joan Albert Sánchez Cabeza

Doctor en Ciencias Físicas, especialista en el uso de radiotrazadores e isótopos para el estudio de procesos ambientales. Es investigador del Instituto de Ciencias del Mar y Limnología-UNAM y miembro del SNI (II). Fue director del Laboratorio de Radiometría del Organismo Internacional de Energía Atómica. Ha sido experto y secretario técnico del Grupo de Expertos para los Aspectos Científicos de la Protección del Ambiente Marino (GESAMP). Ha publicado más de 120 artículos científicos y es editor de la revista científica Earth-Science Reviews (Elsevier).

Elizabeth Álvarez Padilla

Licenciada en Periodismo y Máster en Manejo Integrado de Zonas Costeras, con énfasis en temas de comunicación pública de la ciencia y la tecnología, desde instituciones de ciencia y proyectos de investigación y desarrollo.

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