El ciclo del agua está cambiando hacia un nuevo estado

Al menos desde que comenzó el siglo, los reservorios de agua sobre la superficie terrestre se están secando. Midiendo el aumento del nivel del mar, el desplazamiento del polo terrestre y los cambios en la humedad del suelo, un grupo de científicos ha podido estimar cuánto se ha secado la tierra: desde 2000, las masas continentales han perdido más de 1.600 gigatoneladas de agua. Cada Gt equivale a 1.000 millones de toneladas. ¿Adónde ha ido tanto líquido? A elevar el nivel del mar y afectar la rotación terrestre. Los autores de este descubrimiento, publicado en Science, creen que los humanos hemos cambiado el ciclo del agua que se habría mantenido relativamente estable desde el fin de la última edad de hielo.

Los libros de Ciencias Sociales de 4º de Primaria describen lo que es el ciclo del agua. En su versión más sencilla, muestran cómo el agua de los mares asciende a la atmósfera en forma de vapor que después precipita como lluvia sobre la tierra, yendo una parte a los acuíferos y la otra a ríos y lagos tras regar la superficie, terminando de nuevo en el mar y vuelta a empezar. Salvo por unas cuantas moléculas de hidrógeno (la pareja del oxígeno para ser agua) que alcanzan las capas atmosféricas más altas y escapa al espacio, se trata de un sistema cerrado. En estos sistemas, como enunciaron y demostraron Mijaíl Lomonósov y Antoine Lavoisier hace casi 250 años, la masa permanece constante, ni se crea ni se destruye, como tampoco lo hace la energía. Para el caso del agua, esto implica que siempre hay prácticamente la misma, solo que puede cambiar de sitio. Así que sabiendo cuánta hay en una parte del sistema, se puede estimar la que falta en otra.

“La cantidad de agua en la Tierra no cambia, aunque una cantidad muy pequeña se pierde en el espacio a través de la estratosfera”, confirma Dongryeol Ryu, profesor de hidrología y teledetección en la Universidad de Melbourne (Australia) y coautor de este novedoso trabajo publicado en Science. “Nuestro trabajo revela que, en las últimas décadas, tras una abrupta disminución de la humedad del suelo entre 2000 y 2002, se ha perdido agua terrestre, principalmente para añadirla a los océanos. Esta disminución de la humedad del suelo continúa en una tendencia constante y gradual, intercalada con ocasionales descensos más suaves”. En total, la tierra habría perdido algo más de aquellas 1.600 Gt en este siglo. En esta cifra no están incluidas las masas de aguas procedentes del deshielo de Groenlandia o la Antártida.

Ryu recuerda que el deshielo de las dos masas terrestres heladas ha sido y sigue siendo una fuente importante de aporte de agua a los océanos. “Sin embargo, durante el período 2000-2002, la pérdida de humedad del suelo terrestre la superó con creces. Desde entonces, debido al continuo agotamiento de la humedad del suelo y las aguas subterráneas, su contribución al aumento global del nivel del mar fue comparable o incluso superior a la del deshielo de Groenlandia y la Antártida durante estos años”, dice.

Para llegar a aquellas gigatoneladas de agua que se ha movido de sitio, los científicos tuvieron que dar un par de rodeos. Gracias a los datos de redes de satélites y los miles de boyas que la NOAA (una agencia estatal de Estados Unidos) tiene por todos los mares, pudieron medir la elevación del nivel de mar de las últimas décadas. No lo ha hecho en centímetros, pero sí en milímetros. En concreto, 4,4 milímetros. No parece mucho, pero una lámina de agua de un milímetro equivale a un litro por metro cuadrado. Eso habría que multiplicarlo por la extensión de las masas oceánicas.

La composición muestra, a la izquierda, el estado del río Negro, principal afluente del Amazonas, en octubre de 2022. A la derecha, su curso el mismo día del mismo mes, pero de 2023.

El otro rodeo tiene que ver con el eje de rotación de la Tierra y la mencionada ley de conservación de la masa. Una noticia publicada el año pasado puede ayudar a ver la conexión entre movimiento del agua y el del planeta. Un estudio sobre el deshielo de Groenlandia mostraba como la enorme isla se estaba levantando liberada del peso del hielo. Esto, unido a que lo que ahora es agua derretida ha aumentado la masa oceánica, estaría detrás de un cambio rotacional. En esencia, la redistribución de las masas de agua estaría frenando la rotación del planeta. Y no solo eso, provocando también un desplazamiento del polo de rotación (que es distinto al geográfico y al magnético).

“El polo de rotación terrestre se desplaza continuamente, un fenómeno conocido como movimiento polar”, recuerda Ki-Weon Seo, investigador de la Universidad Nacional de Seúl (Corea del Sur), primer autor de esta investigación y experto en geodesia, la disciplina que estudia la forma de la Tierra y su campo gravitatorio. “Este movimiento se debe principalmente a la redistribución de las masas de agua y aire en la superficie terrestre, incluyendo la humedad del suelo”, añade. Antes de su trabajo se conocían otros factores que afectan al desplazamiento del eje polar, como la pérdida de masa de hielo o el agotamiento de las aguas subterráneas. Así que pudieron repartir responsabilidades. “En este estudio, eliminamos los efectos de estos factores conocidos que contribuyen a las observaciones del movimiento polar, lo que nos permitió aislar la señal restante, que atribuimos a los cambios en la humedad del suelo”, completa Seo. Estiman que el eje de rotación se ha desplazado 45 centímetros debido al cambio de sitio del agua. Y esta distancia correlaciona muy bien con el aumento del nivel del mar que atribuyen al agua procedente de la tierra.

Los autores recuerdan que son muchos los procesos que están detrás de este trasvase. Todos los que destacan son antropogénicos y casi todo empieza por el cambio en el patrón de precipitaciones. La menor frecuencia en las lluvias ha colocado a estos años entre los más secos del registro histórico. El número, frecuencia e intensidad de las sequías flash está aumentando. A la sequía meteorológica se une la atmosférica. El aire en Europa, por ejemplo, es el más seco de los últimos 400 años (no hay datos de más atrás). Esa sequedad ambiental también está asfixiando a los árboles, depósitos naturales de humedad, que cada vez mueren antes. Y qué decir de los reservorios subterráneos. Aunque su sobreexplotación es un fenómeno global, el hundimiento de muchas ciudades chinas por el abuso de sus acuíferos sirve de muestra extrema. Además, no es solo que llueva menos, es que, cuando lo hace, es de forma más intensa y torrencial. Esto provoca que el agua corra hacia el mar y no se infiltre.

Luis Samaniego es hidrólogo en el Centro Helmholtz de Investigación Medioambiental y profesor en la Universidad de Potsdam (Alemania). Aunque no ha participado en el estudio, sí ha escrito un artículo sobre él, también en Science. “Este trabajo básicamente es la consolidación de todos estos conocimientos que han estado desagregados en diferentes disciplinas y que dan ahora una estimación global de los efectos. No nos sirve para pronosticar sequías, pero nos sirve para afirmar que el cambio de la humedad del suelo es algo que existe y ahora se puede medir”, dice en una entrevista. Tanto para los autores como para Samaniego hay la posibilidad de que lo que han encontrado sea irreversible.

“Si bien el agua circula constantemente entre la tierra y los océanos, la tasa actual de pérdida de agua terrestre supera su reposición”, afirma Seo, uno de los autores. “El agotamiento de los reservorios terrestres que observamos es potencialmente irreversible, ya que es improbable que esta tendencia se revierta si las temperaturas globales y la demanda de evaporación continúan aumentando al ritmo actual. Sin cambios significativos en los patrones climáticos, es probable que el desequilibrio en el ciclo del agua persista, lo que provocará una pérdida neta de agua de la tierra a los océanos con el tiempo”, termina.

Para Samaniego, el ciclo era relativamente estable hasta inicios de la Revolución Industrial. “La cantidad de humanos era minúscula, yendo a caballo y, a lo sumo, un par de barcos por ahí con velas. Eso era todo. Nuestro nivel actual de consumo de energía fósil está en el origen del desequilibrio. Y lo ves en África, lo ves en Asia, lo ves aquí, en Europa”, sostiene. Sobre el futuro del ciclo del agua, el hidrólogo teme que sea más salvaje, más acelerado. “Lo que ha pasado con la dana, por ejemplo, es que cuando metes energía en un sistema, este trata de deshacerse de ella como sea. En la atmósfera, la única manera de hacerlo es que llueva y, cuando lo hace, llueve catastróficamente. Como no hacemos nada por apagar la estufa [emisión de gases de efecto invernadero] entonces estos eventos van a comenzar a ser más y más frecuentes”, dice.

Desde el Laboratorio de Climatología y Servicios Climáticos del IPE/CSIC, Sergio Vicente Serrano muestra su escepticismo con los resultados de este trabajo. Para él, los datos que han usado presentan una elevada incertidumbre. “Si la humedad del suelo estuviera cayendo, como sugieren, estaríamos en una situación continua de sequía, y eso no es creíble”, dice en un correo. Sin embargo, sí coincide con los autores en que “las sequías se están incrementando por la mayor demanda atmosférica, que hace que sea probable que la humedad del suelo descienda en alguna medida”.