10 agosto 2006

Demasiada agua para tan poco hielo

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Hoy os traigo un tema que está muy de actualidad: el problema de la fusión de los casquetes polares y la subida del nivel de los océanos.
Esta cuestión ha sido también tratada en el cine de ciencia ficción. Una de las películas más recientes en cuyo argumento podemos encontrar la idea anterior es Waterworld, protagonizada en 1995 por Kevin Costner. En ella, nuestro planeta se encuentra anegado por las aguas debido al proceso de calentamiento global. La raza humana habita en ciudades acuáticas y existe una leyenda sobre un lugar donde existe tierra conocido como la Tierra Seca. Bien, deténgamonos un momento a considerar el asunto del deshielo polar con un poco de lógica y conocimiento científico básico.

La primera cuestión que nos podemos plantear es cuánto hielo existe en la Tierra. Puedo aseguraros que este dato es relativamente bien conocido y se puede estimar que, aproximadamente, el 90% del total se encuentra en la Antártida, el continente helado del sur. El 10% restante podemos encontrarlo en Groenlandia.
¿Qué ocurriría si todo este hielo, de repente, se fundiese y se convirtiese en agua líquida? ¿A qué nueva altura sobre el nivel actual ascendería el agua de mares y océanos?
Este es un cálculo prácticamente elemental. Os lo explicaré lo más sencillamente posible.
Supongamos que la Tierra (con el nivel del mar actual) es una esfera de radio R (el círculo rosado de la figura). Cuando el agua procedente del deshielo cubre la superficie terrestre se forma una corona circular de espesor h (zona de color azul entre las dos flechas en la figura) y ésta es la altura a que asciende el nivel de las aguas y que queremos determinar. Tened en cuenta que la figura representa una sección transversal de la esfera terrestre. Lo único que hay que hacer es calcular el volumen de la zona de color azul y esto es muy fácil, pues coincide con la diferencia del volumen de una esfera de radio R + h y el de una esfera de radio R. A continuación, se iguala este volumen resultante con el estimado para la masa total de hielo, que resulta ser de unos 24.000 billones de metros cúbicos. Y ya está, se despeja el valor de h y resulta un numerito muy simpático: unos 45 metros, más o menos.
¿Qué opináis ahora sobre la leyenda de la Tierra Seca? ¿Sois conscientes de la cantidad de lugares habitados que hay en la Tierra y que se encuentran a más de 45 metros sobre el nivel del mar? ¿No creéis que a poco que navegarais en las estrafalarias embarcaciones que aparecen en la película seríais capaces de divisar algún lugar que sobresaliese por encima de la superficie del mar?

En fin, continuando con la Ciencia, que es lo que aquí nos concierne, tengo un par de apuntes que haceros. Podríais preguntar si he tenido en cuenta el volumen de los innumerables icebergs que flotan sobre el Océano Ártico. Está bien, supondré que me lo preguntáis. Aquí va la respuesta: no hace falta para nada y para demostrarlo os sugiero un sencillo experimento de física que seguro que muchos de vosotros ya lo habéis realizado alguna que otra vez. Se trata de llenar con agua hasta el borde un vaso en el que previamente habéis colocado un cubo de hielo. Veréis que una parte del hielo sobresale por encima del borde del vaso (o del agua, porque coinciden). Si esperáis un rato hasta que el hielo se derrita, comprobaréis (algunos de vosotros con cierta sorpresa) que no se ha derramado nada de agua. Pues justamente con los icebergs ocurre exactamente lo mismo, es decir, al fundirse no contribuyen al aumento del nivel del vaso del océano. A los que aún tengáis fresca la Física en vuestras cabezas esto os recordará al famoso principio de Arquímedes.
Otra pregunta que me podríais hacer es cuánto hielo haría falta para que toda la tierra estuviese cubierta de agua. ¿Me la hacéis? Vale, me la hacéis. Estaba deseando responderos. Voy allá de nuevo. Responder esta cuestión es tan fácil como repetir el cálculo de h que hicimos al principio, sólo que ahora esta cantidad es un dato conocido y el volumen de hielo necesario es la incógnita buscada. ¿Qué valor ponemos de h? Muy fácil, como el lugar más alto de la Tierra es el monte Everest, y su altura se estima en algo más de 8.800 metros (sobre esto hay una cierta controversia actualmente, ya que se cree que pierde altura paulatinamente al ir fundiéndose los glaciares que le rodean), vamos a suponer que h = 9.000 metros y así nos curamos en salud. Los que hagáis el calculito, comprobaréis que será muy parecido a 4,6 millones de billones de metros cúbicos. Esto probablemente no os diga nada, pero resulta sencillo ver que equivale a la cantidad de hielo que habría en más de 200 Antártidas. Necesitamos un planeta mucho mayor y mucho más helado para que Waterworld resulte creíble.

Para terminar, quiero deciros que aunque todo esto lo veamos con un poco de sentido del humor, se trata de un problema muy serio y que tiene una gran importancia en el mundo en el que vivimos. Lo esencial no es el número exacto de metros que ascendería el nivel del mar, sino las consecuencias catastróficas que está teniendo el efecto invernadero y el calentamiento global que los humanos estamos provocando de forma artificial y acelerada, extinguiendo un ingente número de especies cada año. Científicos como la doctora Isabella Velicogna o la doctora Jacqueline Ruttimann han publicado muy recientemente sus resultados en las prestigiosas revistas Science y Nature, respectivamente, donde afirman que la Antártida está perdiendo entre 72 y 232 kilómetros cúbicos de hielo al año, lo que, por término medio, implica un aumento del nivel oceánico de unos 0,3 milímetros anuales, además de la destrucción de la mayor reserva de agua dulce (aproximadamente el 70% de todo el agua de la Tierra) que tenemos en nuestro planeta.



12 comentarios:

DrakeEpsilon dijo...

Muy buena apreciación del problema del calentamiento global... esto tambien significa (para los que creen en ello) que jamas se dió el famoso Diluvio Universal que se mencioan en la Biblia...

Claro que dejando a un lado el fervor religioso, es admirable lo expresado aquí en este blog, debo ante todo felicitar su colaboración y espero que hayan muchas más.

Sergio L. Palacios dijo...

Muchas gracias por tus felicitaciones. Claro que hay muchas más colaboraciones. Acabas de empezar. Sigue leyendo y verás.

barranco dijo...

El problema es m�s cercano y real si vives en Tuvalu."A Panapase Nelisoni le incumbe una responsabilidad excepcional. En efecto, pocos funcionarios gubernamentales est�n encargados de preparar el fin su naci�n. Es preciso decir que el peligro que se cierne sobre Tuvalu tambi�n es excepcional, y quiz�s no tenga precedentes en la historia de la humanidad. Se trata nada m�s y nada menos que de la desaparici�n de un Estado insular a causa de la elevaci�n del nivel del mar"

http://portal.unesco.org/es/ev.php-URL_ID=21205&URL_DO=DO_TOPIC&URL_SECTION=201.html

Anónimo dijo...

Estube experimentando para realizar cálculos sobre los efectos del deshielo de los casquetes y quisiera saber con más detalle como hiciste tus cálculos. Mi mail es pablofg8@hotmail.com si puedes ponte en contacto conmigo.

Anónimo dijo...

Evidentemente que el nivel suba un par de kilometros es descabellado.

Aun asi pienso que en tu calculo falta el incremento ocasionado por la dilatacion del agua.

Y aunque 45 metros no parezcan algo excesivo, tenemos que tener en cuenta que la mayor parte de la humanidad vive a menos de 30 metros del nivel del mar. Por tanto una subida de solo 5 metros seria un verdadero desastre.

Sergio L. Palacios dijo...

Efectivamente, aunque fuesen sólo 45 metros podrían producirse auténticos desastres. Eso nadie lo pone en duda, como puedes ver si lees con atención el último párrafo del post.

En cuanto a lo que dices de que se me ha olvidado "el incremento ocasionado por la dilatación del agua", sinceramente no lo entiendo. ¿Quieres decir que el hielo al fundirse se dilata y ocupa más volumen? Si te refieres a eso, te diré que en realidad ocurre todo lo contrario, es decir, que cuando el hielo pasa al estado líquido, se contrae. ¿Nunca has metido en el congelador una botella de agua demasiado llena?

Blog Master dijo...

La mayor parte del agua no esta en forma de hielo, sino en forma liquida. El agua mantiene su minimo volumen a 4ºC, y por encima de esta cantidad se dilata.

Si todo el planeta se calienta, parece logico que tambien se calentaran los oceanos, los cuales sin duda se dilataran.

Y estamos dilatando doscientos metros de agua.

zien c dijo...

pero el agua no sube libre, se topa con tierra que ocupa volumen, asi que subirá mas todavia ¿no?

Anónimo dijo...

Sí, hasta el cielo. ¿Qué tendrá que ver el tocino con la velocidad?

Arès dijo...

Tu ejemplo del vaso y el hielo es perfecto, pero cometes un error y es asumir que el mar esta compuesto de agua dulce, pero si tienes en cuenta la densidad del mar el volumen aumenta en un 15%

Saludos

Arès dijo...

En cuanto la dilatación del agua ambos tienen un poco de razón.

1. El agua al pasar de solido a liquido presenta una disminución de volumen.

2. Luego un aumento de volumen desde los 0º hasta los 4º

3. De los 4º en adelante una disminución de volumen.

Aunque los cambios en estado liquido son muy pequeños digamos k se pueden tener en cuenta.

José Luis dijo...

Sergio, excelente blog, me lo apunto en mis lecturas "de cabecera".

zien c apuntó una duda correcta a pesar del comentario extempóreo posterior, hay que tener en cuenta, en los cálculos, el volumen que ocuparía la tierra emergida. Con un cálculo alternativo y dado que la superficie cubierta por los océanos (en la Tierra) es de aprox. 335.258.000 km2 las aguas (24.000 billones de metros cúbicos) subirían un máximo de 71,58 m.

En la práctica bastante menos, habría que descontar el volumen de las aguas que cubrieran la parte emergida terrestre actual...