Los ríos árticos se enfrentan a grandes cambios con el calentamiento del clima, el deshielo del permafrost y la aceleración del ciclo del agua; los efectos tendrán consecuencias globales

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A medida que el Ártico se calienta, sus caudalosos ríos están cambiando de maneras que podrían tener enormes consecuencias, no sólo para la región del Ártico sino para el mundo.

Los ríos representan la rama terrestre del ciclo hidrológico de la Tierra.A medida que caen la lluvia y la nieve, los ríos transportan la escorrentía de agua dulce junto con materiales orgánicos y particulados disueltos, incluido el carbono, a las zonas costeras.Ahora que el Ártico se está calentando casi cuatro veces más rápido que el resto del mundo, la región está viendo más precipitaciones y el permafrost se está derritiendo, lo que provoca mayores caudales de los ríos.

A map shows major rivers and their water sheds, primarily in Russia, Alaska and Canada. — Principales cuencas fluviales de la región ártica. Boleta de calificaciones del Ártico de la NOAA

Somos científicos del clima que estudiamos cómo el calentamiento influye en el ciclo del agua y los ecosistemas. En un nuevo estudio Utilizando datos históricos y sofisticados modelos informáticos del clima y la hidrología de la Tierra, exploramos cómo el cambio climático está alterando los ríos del Ártico.

Descubrimos que el deshielo del permafrost y la intensificación de las tormentas cambiarán la forma en que el agua entra y atraviesa los ríos árticos.Estos cambios afectarán a las regiones costeras, al Océano Ártico y, potencialmente, al Atlántico Norte, así como al clima.

Deshielo del permafrost:Grandes cambios en los suelos árticos

El deshielo del permafrost es uno de los cambios más importantes que está experimentando el Ártico a medida que aumentan las temperaturas.

El permafrost es suelo que ha sido congelado durante al menos dos años y a menudo durante milenios.Cubre aproximadamente 8,8 millones de millas cuadradas (unos 22,8 millones de kilómetros cuadrados) en el hemisferio norte de la Tierra, pero esa área se está reduciendo a medida que el permafrost se derrite.

Two people stand on a cliff with permafrost evident. — La erosión revela permafrost rico en hielo cerca del lago Teshekpuk, Alaska. Brandt Meixell/USGS

A map shows where permafrost is found, both in ground and below the ocean. — Zonas de permafrost conocidas en el hemisferio norte. GRID-Arendal/Nunataryuk, CC BY-ND

Históricamente, la mayor parte del agua que va a los ríos árticos fluye sobre suelos congelados de permafrost en primavera.Los científicos llaman a esto “escorrentía terrestre”.

Sin embargo, nuestros resultados sugieren que a medida que continúa el calentamiento, una fracción cada vez mayor del flujo anual de los ríos provendrá de debajo de la superficie, a través de suelos descongelados en el permafrost en degradación.A medida que el flujo general aumenta con más precipitaciones, hasta un 30% más podría moverse bajo tierra para finales de este siglo a medida que se expandan los caminos subterráneos.

Cuando el agua fluye a través del suelo, recoge diferentes sustancias químicas y metales.Como resultado, el agua que llega a los ríos probablemente tendrá un carácter químico diferente.Por ejemplo, puede transportar más nutrientes y carbono disuelto que pueden afectar las zonas costeras y el clima global.El destino de ese carbono movilizado es un área de estudio activa.

Más carbono en el agua de los ríos podría terminar “desgasificado” al llegar a las plácidas aguas costeras, aumentando la cantidad de dióxido de carbono liberado a la atmósfera, lo que impulsa aún más calentamiento climático.El deshielo también está revelando otras sorpresas desagradables, como la aparición de virus congelados durante mucho tiempo.

Más lluvia y nieve, más escorrentía

El ciclo del agua en el Ártico también está aumentando a medida que aumentan las temperaturas, lo que significa más precipitaciones, evaporación, transpiración de las plantas y descarga de los ríos.Esto se debe principalmente a la capacidad inherente de una atmósfera más cálida para retener más humedad.Es la misma razón que Se están produciendo tormentas de nieve más grandes. a medida que el clima se calienta.

Nuestro estudio encontró que la mayor parte de la precipitación adicional se producirá en las zonas más septentrionales de la cuenca del Ártico.A medida que el hielo marino desaparece en un clima cada vez más cálido, los modelos informáticos coinciden en que un océano Ártico más abierto alimentará más agua a la atmósfera, donde será transportada a zonas terrestres adyacentes para caer en forma de precipitación.

Two maps show increasing snow and rainfall — Cambios proyectados para este siglo en las precipitaciones y nevadas anuales simulados por el modelo informático utilizado en el estudio.Las áreas rojas representan aumentos. Rawlins y Karmalkar, 2024

Según nuestra investigación, más nieve en el norte de Alaska, Siberia y Canadá provocará que fluya más agua en los ríos, potencialmente hasta un 25% más en un escenario de alto calentamiento.Hay más carbono en el suelo en las zonas del norte del Ártico que en el sur.Con el deshielo del permafrost, esas regiones también verán más agua llegando a los ríos desde debajo de la superficie, donde el carbono adicional del suelo puede filtrarse al agua y convertirse en carbono orgánico disuelto.

Más El carbono viejo ya está apareciendo. en muestras recolectadas de ríos árticos, atribuidas al deshielo del permafrost.La datación por carbono muestra que parte de este carbono ha estado congelado durante miles de años.

Los impactos se extenderán en cascada a través de los ecosistemas árticos

Entonces, ¿qué nos depara el futuro?

Uno de los cambios más notables que se esperan implica el transporte de agua dulce y materiales asociados, como carbono orgánico disuelto y energía térmica, a las zonas costeras del Ártico.

A scientist in a rain jacket and cap holds up a water sample in a jar. — James McClelland, del programa de investigación ecológica a largo plazo de los ecosistemas de la laguna de Beaufort, examina una muestra de agua de un arroyo cerca de Utqiagvik en la vertiente norte de Alaska.El tinte marrón es materia orgánica disuelta. michael a.Rawlins

lagunas costeras puede volverse más fresco.Sin embargo, este cambio afectaría a los organismos a lo largo y ancho de la cadena alimentaria. nuestra comprensión actual Los posibles efectos de los cambios en el agua dulce y el carbono orgánico disuelto aún son confusos.

El agua de los ríos también será más cálida a medida que el clima se caliente y tiene el potencial de derretir el hielo marino costero a principios de la temporada.Científicos observó esto en la primavera de 2023, cuando el agua inusualmente cálida del río Mackenzie de Canadá llevó calor al mar de Beaufort, lo que contribuyó al derretimiento temprano del hielo marino costero.

A satellite view of the Arctic coast showing a river and sea ice breaking up. — El agua dulce que fluye desde ríos como el río Mackenzie de Canadá, en la parte inferior central de la imagen de satélite, hacia el mar de Beaufort puede romper el hielo marino antes de tiempo. Observatorio de la Tierra de la NASA

Finalmente, una mayor cantidad de agua de río que llegue a la costa tiene el potencial de refrescar el Océano Ártico, particularmente a lo largo del norte de Eurasia, donde los grandes ríos rusos exportan enormes cantidades de agua dulce cada año.

Hay preocupaciones de que aumento del caudal de los ríos en esa región están influyendo en la circulación meridional del Atlántico, las corrientes que hacen circular el calor desde los trópicos a lo largo de los EE. UU.Costa Este y hacia Europa.Cada vez hay más pruebas de que estas corrientes se han ido desacelerando en los últimos años a medida que ingresa más agua dulce al Atlántico Norte.Si se corta la circulación, sería afectar significativamente las temperaturas en toda América del Norte y Europa.

En la costa, los cambios en los caudales de los ríos también afectarán a las plantas, los animales y las poblaciones indígenas que habitan la región.Para ellos y para el clima global, los hallazgos de nuestro estudio resaltan la necesidad de observar de cerca cómo se está transformando el Ártico y tomar medidas para mitigar los efectos.

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