(ARAMIS OLIVOS ORTIZ. NEXOS)
Un oasis azul en la vastedad del espacio: así se destaca la Tierra, ocupando la tercera órbita alrededor del Sol, más allá de Mercurio y Venus. Su firma distintiva no es sólo su ubicación, sino sus generosas reservas de agua. A diferencia de estos planetas, el nuestro se caracteriza por tener abundantes reservas de agua, tanto en su atmósfera como en la superficie, particularmente en los océanos, que son los principales depositarios de este recurso. Además, el agua también se encuentra en los casquetes polares, que forman parte de los grandes reservorios de hielo de la Tierra. El desarrollo del ciclo hidrológico y del ciclo del carbono en nuestro planeta ha sido fundamental para la regulación de su clima. Se considera que estos procesos fueron clave para el origen de la vida, que se cree empezó hace unos 3700 millones de años en el océano primitivo. Con el tiempo, la vida evolucionó y se adaptó a diversos ambientes. Actualmente, los océanos cubren aproximadamente el 71 % de la superficie terrestre, conteniendo un volumen de agua de alrededor de 1332 millones de km³. Esto proporciona un espacio vital que es 300 veces mayor que el espacio terrestre disponible para los organismos vivos.
La Tierra es un sistema complejo donde la atmósfera, los océanos y los continentes interactúan en una red intrincada de procesos que han favorecido la emergencia de la vida. Esta red ha tardado milenios en perfeccionarse, sostenida por el delicado equilibrio entre la energía solar y el ciclo hidrológico. Considera esto: en tan sólo dos días, nuestro planeta recibe del Sol una energía que equivale a todas las reservas probadas de petróleo, gas y carbón, o sesenta veces la energía que la humanidad consume en un año. Esta energía no se retiene en su totalidad: una fracción se refleja de vuelta al espacio, otra se aprovecha en la superficie terrestre, pero la mayor parte es absorbida por los océanos. Estos vastos cuerpos de agua actúan como reservorios energéticos que recogen y luego redistribuyen el calor, regulando así nuestro clima y haciendo posible la vida tal como la conocemos.
Disipación del calor en nuestro planeta
Los océanos de la Tierra desempeñan un papel crucial en el equilibrio climático del planeta, ya que su vasta extensión absorbe la mayoría del calor proveniente del sol. Esto es posible gracias a una propiedad notable del agua: su alto calor específico. En términos simples, el agua puede absorber mucha energía antes de que su temperatura aumente significativamente, lo que significa que los océanos pueden tomar grandes cantidades de calor sin calentarse rápidamente. Esta característica del agua estabiliza la temperatura global y es vital para mantener las condiciones climáticas que permiten la vida en nuestro planeta.
El agua es excepcional cuando se trata de retener calor. Requiere una gran cantidad de energía para que su temperatura suba incluso un grado. Para ponerlo en perspectiva, incrementar la temperatura de un kilogramo de agua en 1°C requiere 4184 julios, la unidad de energía. En comparación, la misma cantidad de energía elevaría la temperatura de un kilogramo de cobre en más de 10°C. Esto explica por qué una cubeta de agua dejada bajo el sol de verano se calienta lentamente y no alcanza temperaturas extremas rápidamente, a diferencia de los metales. Un trozo de cobre o plomo bajo el mismo sol se calienta mucho más rápido y puede llegar a estar tan caliente que podrías freír un huevo en él. Por la noche, estos metales se enfrían rápidamente, pero el agua retiene el calor y mantiene su temperatura mucho más tiempo.
La notable capacidad del agua para resistir cambios en su temperatura no sólo afecta los océanos y el clima de la Tierra, sino que también es vital para todos los seres vivos. Esta estabilidad térmica permite que los ambientes no sufran fluctuaciones extremas de temperatura, creando condiciones más favorables para la vida. A nivel celular, el citoplasma, que es en gran parte agua, actúa como un amortiguador térmico. Esto significa que ayuda a mantener la temperatura interna de las células y sus componentes estables, incluso cuando las condiciones externas varían. Así, el agua es esencial no sólo para el equilibrio del ecosistema en su conjunto, sino también para la integridad y el funcionamiento óptimo de cada organismo viviente en el planeta
El océano como regulador del clima
La distribución de la energía solar en la Tierra varía significativamente entre el ecuador y los polos. Durante un día de verano al mediodía, el ecuador recibe una mayor concentración de luz solar directamente, ya que los rayos solares impactan en un ángulo recto. En contraste, en los polos, la misma cantidad de energía solar se dispersa sobre un área más amplia debido al ángulo oblicuo con el que llega la luz, un efecto de la curvatura de la Tierra. Esto significa que, a lo largo del año, las regiones cercanas al ecuador disfrutan de una exposición más constante y uniforme al sol, mientras que las zonas polares experimentan una iluminación más tenue y variable, influenciada por la estación del año y la inclinación del eje terrestre respecto al sol
La energía solar no sólo afecta la temperatura de la Tierra, sino que también impulsa un complejo sistema de circulación tanto en la atmósfera como en los océanos. En el ecuador, donde el Sol calienta la Tierra con más intensidad, el aire se calienta y, al expandirse, se eleva y se mueve hacia los polos. La rotación de la Tierra desvía estos flujos de aire, formando patrones de viento que circulan globalmente en tres grandes celdas convectivas desde el ecuador hasta los polos. Cuando estos vientos tocan la superficie del mar, impulsan las corrientes oceánicas que fluyen de este a oeste cerca del ecuador. Estas corrientes se desvían al encontrarse con los continentes y cambian su dirección hacia el norte o el sur, contribuyendo a la formación de grandes giros oceánicos. Estos giros son paralelos a las celdas de circulación del aire, creando un vínculo entre los patrones de viento mundial y las corrientes marinas que distribuyen calor desde el ecuador hacia los polos
La energía solar incide intensamente en la zona ecuatorial, evaporando grandes cantidades de agua del mar. Este proceso deja atrás la sal, incrementando la salinidad del agua restante. El agua más salada es más densa y, por lo tanto, tiende a moverse hacia áreas de menor salinidad. Este movimiento se une al empuje de las corrientes superficiales creadas por los vientos, estableciendo un flujo continuo de agua. A medida que esta agua cálida y salada viaja hacia los polos, se enfría y se vuelve aún más densa, sumergiéndose en las capas más profundas del océano. Esta corriente global, conocida como circulación termohalina (“termo” referente a temperatura y “halina”, a salinidad), transporta agua fría y densa desde los polos hacia el ecuador en las profundidades oceánicas. Al acercarse de nuevo al ecuador, esta agua se calienta y sube hacia la superficie, completando un ciclo enorme que regula la distribución de calor y salinidad en nuestros océanos a escala mundial.
Afectaciones en patrones climáticos
Las corrientes cálidas del ecuador se mueven rápidamente y, debido a su alta tasa de evaporación, favorecen la humedad y las precipitaciones en las regiones que atraviesan. Por otro lado, las corrientes frías que fluyen desde las latitudes polares son más densas y profundas, moviéndose lentamente y causando menos evaporación, lo que resulta en zonas más secas. Este ciclo anual de acumulación y distribución de calor equilibra las temperaturas estacionales y define el clima de diferentes regiones, formando ecosistemas únicos con variadas formas de vida.
No obstante, el cambio climático, impulsado por los gases de efecto invernadero (GEI), amenaza este equilibrio natural. El calentamiento global está alterando los patrones de viento y la dinámica de las corrientes marinas, poniendo en peligro los límites biogeográficos y provocando serias consecuencias ecológicas, sociales y económicas. Un ejemplo crítico es el potencial colapso de la Corriente Meridional del Atlántico (AMOC), que podría sufrir cambios significativos en su intensidad y ubicación en los próximos 34 años, con efectos alarmantes. Mientras Europa podría experimentar un enfriamiento, los trópicos enfrentarían un aumento de las temperaturas, exacerbando las condiciones ya frágiles en regiones menos desarrolladas y elevando la vulnerabilidad a eventos extremos, el incremento del nivel del mar y sus efectos en la infraestructura costera y el turismo.
Adicionalmente, cambios sutiles pero significativos en el color del océano, detectados por la herramienta MODIS del satélite Aqua, indican un cambio en la composición del fitoplancton, vital para las redes tróficas marinas. Estos cambios sugieren un ajuste en los productores primarios del océano, lo que podría tener consecuencias catastróficas para la pesca global y la seguridad alimentaria, considerando la dependencia humana de las proteínas marinas.
Ante esta realidad, es crucial reconocer nuestra integración en la biosfera terrestre y la importancia de nuestra comprensión de la interacción entre la atmósfera, los océanos y los continentes. La situación nos urge a unir diversas disciplinas y conocimientos, honrando y protegiendo las distintas comunidades, culturas y ecosistemas. Sólo así podremos coexistir de manera sostenible y armoniosa, garantizando un futuro para todas las formas de vida en nuestro planeta.
Aramis Olivos Ortiz
Centro Universitario de Investigaciones Oceanológicas, Universidad de Colima
Referencias
Arancibia Bulnes, Best y Brow, “Energía del sol”, Ciencia, Volumen 10, 2010
Ditlevsen, P., Ditlevsen, S. “Warning of a forthcoming collapse of the Atlantic meridional overturning circulation”, Nat Commun 14, 4254, 2023
G. Cael, B.B., Bisson, K., Boss, E. y coautores, “Global climate-change trends detected in indicators of ocean ecology”, Nature, 619, pp. 551–554, 2023