Cambio del nivel del mar: relevancia, evidencia en el apoyo y mecanismo de los cambios
Lea este artículo para aprender sobre el cambio del nivel del mar: relevancia, evidencia en apoyo y mecanismo de los cambios:
Por cambios en el nivel del mar, nos referimos a las fluctuaciones en el nivel medio del mar, es decir, el nivel promedio de la superficie del mar, cuyos datos se derivan de una serie de registros continuos de oscilaciones de mareas durante un período de tiempo considerablemente largo.
Por lo tanto, los cambios en el nivel del mar también pueden denominarse como un cambio relativo en el nivel del mar. Durante un aumento relativo en el nivel del mar, ya sea la tierra o la superficie del mar pueden experimentar levantamiento o hundimiento, o ambos pueden subir y bajar al mismo tiempo.
Las principales categorías de cambio en el nivel del mar se mencionan a continuación:
(i) Los cambios eustáticos se producen cuando el volumen de agua de mar cambia debido a factores como el calentamiento global y el derretimiento de las capas de hielo (aumento del nivel del mar) o edades del hielo (caída del nivel del mar).
(ii) Los cambios tectónicos se producen debido a un cambio en el nivel de la tierra.
Estos cambios se producen debido a los siguientes factores:
(a) Los cambios isostáticos que se producen debido a la adición o remoción de carga, por ejemplo, durante las edades de hielo, la masa de tierra disminuyó debido a la tremenda carga ejercida por el hielo glacial; como resultado hubo un aumento aparente en el nivel del mar. Por otro lado, la masa de tierra de Escandinavia sigue aumentando a medida que se retira el hielo glaciar.
(b) El movimiento epeirogénico se produce debido a la inclinación a gran escala de los continentes, lo que puede resultar en el aumento de una parte del continente en relación con el nivel medio del mar, incluso cuando la otra parte puede disminuir y causar un aumento aparente en el nivel del mar.
(c) El movimiento orogénico está relacionado con el plegamiento y la flexión (estiramiento de una parte de la corteza terrestre) de la litosfera, lo que provoca la formación de altas montañas y una caída aparente en el nivel del mar.
Por lo tanto, el fenómeno del cambio del nivel del mar puede resumirse así:
1. El aumento del nivel del mar está acompañado por el hundimiento de la superficie terrestre; el aumento en el nivel del mar puede ocurrir mientras la tierra permanece estacionaria o la tierra se eleva a un ritmo más lento que el nivel del mar.
2. El nivel del mar permanece estático, pero la tierra cede.
3. El nivel del mar cae, pero la tierra disminuye a un ritmo más rápido.
De manera similar, la caída en el nivel del mar puede deberse a: (1) la caída del nivel del mar mientras la superficie terrestre aumenta o permanece estática o la tierra disminuye a un ritmo más lento; (2) ningún cambio en el nivel del mar pero la tierra se mueve hacia arriba; (3) la superficie terrestre aumenta a un ritmo más rápido que el aumento del nivel del mar.
Relevancia del estudio de los cambios del nivel del mar:
El estudio de los cambios en el nivel del mar es importante. Proporciona evidencias clave sobre el cambio climático y también nos permite establecer un punto de referencia para estimar las tasas de elevación tectónica en los últimos períodos geológicos. El nivel del mar influye directamente en la velocidad y el patrón de los procesos de erosión y deposición en las zonas costeras. Al estudiar las fluctuaciones del nivel del mar, es posible evaluar la idoneidad de los lugares costeros para el desarrollo industrial.
Las fluctuaciones en el nivel del mar determinan la disponibilidad de tierra, especialmente en las zonas costeras, que son importantes para fines agrícolas. La sumersión de tierras en el futuro podría ser un desastre para la civilización humana, ya que puede poner en peligro nuestra seguridad alimentaria. Al predecir el cambio climático y las posibles áreas sumergidas bajo el mar, es posible que los países bajos construyan diques y diques costeros.
La tarea de cartografiar las áreas que probablemente se verán afectadas por las marejadas ciclónicas y las inundaciones periódicas solo será posible si conocemos las áreas probables por el aumento futuro del nivel del mar. La construcción de unidades de generación de energía de marea necesita ubicaciones adecuadas. Al identificar las áreas de posible inmersión en un futuro próximo, nos es posible instalar plantas de generación de energía de mareas en lugares adecuados.
Evidencia en apoyo del cambio del nivel del mar:
Los cambios en el nivel del mar en el Período Cuaternario se reconstruyen utilizando los siguientes métodos:
Las costas elevadas, como las playas elevadas, sugieren una caída en el nivel del mar en esa región en el pasado. La edad exacta de los cambios en el nivel del mar se determina a partir de la aplicación de técnicas radiométricas en los materiales encontrados en esas playas elevadas.
Los cañones submarinos demuestran que una vez hubo un aumento relativo en el nivel del mar porque se forman solo en condiciones sumergidas.
Los isótopos de oxígeno bien conservados en los depósitos calcáreos de microfósiles, que se encuentran en los depósitos sedimentarios en el fondo del océano, proporcionan información sobre los cambios en el nivel del mar; el cambio del nivel del mar en el período Cuaternario se conoce a partir de dichos depósitos de microfósiles. La evidencia sugiere que durante las últimas glaciaciones e interglaciales, el nivel medio del mar se situó entre 50 y 60 m por debajo del nivel medio actual del mar.
Las plataformas continentales tienen depósitos orgánicos o inorgánicos. Los depósitos de turba se forman como resultado de la descomposición de los depósitos orgánicos en condiciones de inundación. La turba se forma en zonas intermareales que pueden fecharse radiométricamente mediante la aplicación de la técnica del carbono 14. Por lo tanto, los depósitos de turba también son una fuente de información valiosa sobre los cambios pasados del nivel del mar.
Podemos concluir de la evidencia mencionada anteriormente que, durante las últimas glaciaciones (hace aproximadamente 18, 000 años), el nivel del mar estaba entre 110 y 140 m por debajo del nivel actual del mar. Por lo tanto, grandes áreas de las plataformas continentales se dejaron secas. Fue seguido por un aumento constante en el nivel del mar llamado transgresión de Flandes.
Entre 18, 000 y 8, 000 años antes del presente (BP: 'Presente' siendo 1950), es decir, durante el período del Holoceno, el nivel del mar subió a una tasa mucho más rápida (1 m / 100 años). Si bien esta tasa de aumento en el nivel del mar se detuvo en aproximadamente 6000 a 5000 años BP, la historia de las fluctuaciones del nivel del mar durante los últimos 10, 000 años revela que hubo al menos nueve fases frías en Europa. De estas, dos fases se han demarcado con precisión: el Avance Medieval (1200 a 1400 dC) y la Pequeña Edad de Hielo (1550 a 1800 dC).
La evidencia de cambios en el nivel del mar pre-cuaternario se obtiene de diversas fuentes, como los depósitos sedimentarios de los continentes. La profundidad de los sedimentos indica la posible duración de la inmersión del área donde se depositan los sedimentos. La profundidad de los sedimentos se puede conocer determinando sus características litológicas y orgánicas.
Si los sedimentos marinos se exponen por vía aérea debido al aumento de la tierra o la caída en el nivel del mar, se puede estimar el cambio en el nivel del mar utilizando evidencias fósiles. Sin embargo, esta técnica solo sugiere cambios regionales en el nivel del mar.
Los cambios en el nivel del mar de alcance global pueden determinarse a partir del estudio de los cambios en el nivel del mar en diferentes continentes del mundo. Si las fluctuaciones del nivel del mar en diferentes continentes son sincrónicas, pueden asumirse como un cambio global del nivel del mar. Además, los sedimentos marinos que se encuentran en un terreno cratónico estable indican fluctuaciones en el nivel del mar en las edades pasadas.
Otro enfoque para estimar el cambio en el nivel del mar es trazar el área del continente donde se encuentran los estratos marinos. Los cambios en el nivel del mar en el período pre-cuaternario también se pueden estimar rastreando los cambios en las costas. La evidencia sísmica, recopilada mediante perforaciones (porque generalmente es difícil recopilar información de secuencias sedimentarias marinas mediante observaciones externas), también nos ayuda a comprender el cambio en los sedimentos en profundidad.
El registro del cambio en el nivel del mar pre-cuaternario presentado por el grupo Exxon muestra los cambios globales en el nivel del mar desde el Período Cretácico hasta el presente. Muestra que el aumento a largo plazo durante el Período Cretácico temprano fue precedido por un período prolongado de niveles del mar generalmente bajos que se extendieron desde la Era Paleoica tardía hace unos 320 millones de años hasta la Era Mesozoica tardía hace unos 150 millones de años.
El estudio realizado por el grupo Exxon sugiere que durante el Cretácico tardío, el nivel del mar se elevó a un máximo de 250 m sobre el nivel del mar actual. Las más notables son las dramáticas caídas en los niveles del mar durante el Mesozoico y el Cenozoico. La caída más rápida en el nivel del mar (alrededor de 150 m) tuvo lugar en la época del Oligoceno tardío.
Mecanismos del cambio en el nivel del mar:
Las fluctuaciones del nivel del mar implican tres mecanismos básicos: cambios en el volumen de agua del océano; cambios en el volumen de la cuenca oceánica; Cambios en el geoide, es decir, la forma de la tierra.
Cambios en el volumen de agua de mar:
El nivel actual del mar aumentaría de 60 a 75 m aproximadamente si el hielo en la Antártida se derrite, mientras que la capa de hielo de Groenlandia contribuiría a un aumento de 5 m en el nivel del mar. Se supone que, en tal caso, la carga adicional de agua oceánica conduciría al hundimiento del fondo oceánico debido a la compensación de isostática. Entonces, el aumento total del nivel del mar sería de unos 40-50 m. Sin embargo, el ajuste isostático de la tierra y el océano aún no está claro debido a la falta de datos.
La capa de hielo de la Antártida se formó durante el Terciario medio y tardío y dio lugar a la caída del nivel del mar. Hace unos 3 o 4 millones de años, los continentes del hemisferio norte experimentaron la formación de extensas capas de hielo, la primera vez en la historia geológica. Como resultado de esto, el nivel del mar bajó (ya que se redujo el volumen total de agua del océano).
Por el contrario, si la capa de hielo se derrite, el agua regresa al océano. En general, se observa que en la etapa inicial de la fusión del hielo, la elevación isostática es rápida, es decir, de 3 ma 10 m por cada 100 años.
La superficie terrestre se eleva cuando la carga de hielo se elimina por fusión. Pero tal proceso de elevación de la tierra es lento y lleva varios miles de años debido al manto viscoso y al bloque de corteza de baja elasticidad que lo recubre. Escandinavia, por ejemplo, sigue aumentando después de la eliminación del hielo depositado durante la última Edad de Hielo.
Cambio en el volumen de la cuenca oceánica:
Los cambios en el volumen de la cuenca oceánica y los cambios resultantes en el nivel del mar fueron un evento importante de la Era Mesozoica y la Era Cenozoica temprana.
Tales cambios ocurren debido a los siguientes factores:
(i) Cambios en el volumen de las crestas del océano medio:
Como causa tectónica importante del aumento del nivel del mar, pueden ocurrir cambios en el volumen de las crestas oceánicas del medio debido a la reorganización periódica de los límites de las placas que causan variaciones en la longitud total del sistema de crestas. Si la litosfera está caliente, la velocidad de propagación aumenta y aumenta el volumen de la cresta y viceversa. El nivel del mar sube cuando la cordillera oceánica aumenta de volumen.
Otro factor es el cambio en la tasa de propagación del fondo marino. Desde el último período cretáceo, ha habido un aumento constante en el volumen de la cordillera oceánica media. Dado que la cordillera ocupa aproximadamente el 12 por ciento del volumen total de agua del océano, cualquier cambio de este tipo en el volumen de la cordillera oceánica medio influye en el nivel del mar en gran medida.
(ii) Acumulación de sedimentos en el fondo del océano:
Los sedimentos son producidos por la denudación de los continentes y se depositan en el fondo del océano. La deposición de sedimentos puede resultar en el hundimiento del fondo del océano y la eliminación de sedimentos, ya sea a través de la subducción o levantamiento. Si no tomamos estos dos factores en consideración, habrá un aumento en el nivel del mar debido a la disminución del volumen de la cuenca del océano.
Desde el Período Cretácico Medio, ha habido un crecimiento constante de la acumulación de carbonato en las cuencas oceánicas, principalmente debido al crecimiento más activo de los organismos marinos secretores de carbonato. Se supone que la acumulación de carbonato ha provocado un aumento global del fondo oceánico en unos 300 m y un aumento global del nivel del mar en aproximadamente 55 m, incluso después de ajustes isostáticos.
(iii) Impacto de la orogénesis:
A medida que la orogénesis causa un acortamiento y engrosamiento de la corteza continental y una reducción en el área de los continentes, el nivel del mar cae como resultado de un aumento en el volumen de la cuenca del océano. Por ejemplo, si se supone que la meseta tibetana está formada por capas de corteza de dos veces el grosor promedio, producirá una caída del nivel global del mar en aproximadamente 26 m debido a un mayor volumen de cuencas oceánicas.
(iv) Secado de pequeñas cuencas oceánicas:
La desecación de las cuencas oceánicas de menor tamaño puede llevar a cambios en el nivel global del mar. A principios de la década de 1970, KJ Hsti vio que la presencia de depósitos gruesos de evaporita en las rocas sedimentarias del mar Mediterráneo y la evidencia de profundas gargantas submarinas de las desembocaduras de ríos como el Nilo y el Ródano demuestran que todo el mar Mediterráneo se evaporó aproximadamente 5 millones de años BP. El agua se evaporó de la
El mar Mediterráneo finalmente habría regresado a los océanos y producido un aumento en el nivel del mar.
Según la estimación de KJ Hsti, hubo un aumento global del nivel del mar de 5 m, incluso después de un ajuste isostático, es decir, hundimiento del fondo del océano en 10 m debido al aumento de la carga de agua. Cabe mencionar que el mar Mediterráneo en ese momento estaba aislado del resto de los océanos desde que el Estrecho de Gibraltar fue cerrado por un levantamiento local.
Una evidencia análoga de desecación y aumento del nivel del mar se encuentra en el caso de la parte sur del Océano Atlántico en su etapa naciente en el período Cretácico temprano cuando la cuenca aislada del océano se secó. Esto llevó a un aumento en el nivel del mar porque el agua de la parte sur del Océano Atlántico regresó al cuerpo de agua de los océanos circundantes. La evidencia en apoyo de este evento se encuentra en los gruesos depósitos de evaporita. El aumento global del nivel del mar probablemente alcanzó los 60 m después de la desecación del Atlántico sur.
Hipótesis del efecto geoidal:
El movimiento isostático de la corteza terrestre sugiere un movimiento vertical de la corteza en respuesta al aumento y disminución de la carga sobre ella. Por otro lado, los efectos geoidales sugieren deformaciones de la corteza como resultado de la redistribución horizontal continua de la masa dentro y entre las cuencas oceánicas del mundo en respuesta a un aumento y disminución de la carga en las cuencas oceánicas.
Un modelo desarrollado en la década de 1970 por geofísicos y geomorfólogos predijo seis zonas de cuencas oceánicas que presenciaron cambios en el nivel del mar del Holoceno debido a efectos tanto isostáticos como geoidales. Sin embargo, el cambio en el nivel del mar debido al impacto geoidal todavía no está probado.
Cambios a corto plazo en el nivel global del mar:
Los cambios a corto plazo se producen durante un año. Comúnmente, se observan variaciones estacionales de 5-6 cm en el nivel del mar en un año. Pero las fluctuaciones del nivel del mar alcanzan 20-30 cm o más en casi todas las áreas costeras del mundo.
Incluso si no se conocen las causas de estos cambios a corto plazo, las fluctuaciones del nivel del mar pueden deberse a una interacción compleja de los siguientes factores:
(i) Densidad de agua marina:
La temperatura y la salinidad controlan la densidad del agua de mar. La baja temperatura y la alta salinidad producen una alta densidad de agua de mar y un nivel del mar más bajo. Debido a la menor temperatura y mayor salinidad, la parte oriental del Océano Pacífico tiene un nivel del mar 30-50 cm más alto que el Océano Atlántico.
(ii) Presión atmosférica:
La baja presión da como resultado un mayor nivel del mar local y viceversa. El nivel del mar sube localmente en lugares de baja presión debido a que el agua es aspirada por la masa de aire ascendente.
(iii) Velocidad de las corrientes oceánicas:
Las corrientes oceánicas de flujo rápido al tomar un camino curvo causan un aumento del nivel del mar en sus franjas exteriores. En general, se observa una diferencia de 18 cm en el nivel del mar entre los dos lados de una corriente de flujo rápido.
(iv) Formación de hielo y caída en el nivel del mar:
Durante el invierno, el agua del océano atrapada en los casquetes de hielo de los hemisferios norte y sur conduce a una caída en el nivel del mar.
(v) Acumulación de agua a lo largo de las costas de barlovento:
Un aumento local del nivel del mar se produce en la región costera a medida que el agua es conducida hacia las costas por una masa de aire, por ejemplo, el nivel del mar se eleva en el sur y este de Asia durante los meses del monzón debido al movimiento hacia la tierra de la masa de aire.
El siglo XX ha observado un aumento a corto plazo del nivel global del mar debido a los siguientes factores.
El calentamiento global en el siglo pasado debido a actividades antropogénicas ha resultado en la expansión térmica del agua del océano. Por lo tanto, el nivel del mar ha aumentado entre 10 y 15 cm en los últimos 100 años.
El derretimiento de las capas de hielo en la Antártida en aproximadamente el 3 por ciento de su volumen total de hielo ha contribuido, en cierta medida, al aumento del nivel del mar a nivel mundial. Aunque el derretimiento del hielo en la Antártida aún no representa un grave peligro para nosotros, puede resultar peligroso en un futuro próximo si la temperatura de la atmósfera continúa aumentando.
En el siglo pasado, aproximadamente el 15 por ciento del volumen total de la capa de hielo de Groenlandia se derritió. Además de estas áreas de derretimiento del hielo, también se estima que otros glaciares han contribuido alrededor del 48 por ciento del aumento mundial del nivel del mar.
Cambios a largo plazo en el nivel del mar:
Los cambios en el nivel del mar que superan los 100 m solo son posibles si las principales capas de hielo se derriten o si hay cambios sustanciales en el volumen de la cordillera oceánica del mundo. Otros factores, como los cambios a largo plazo en el geoide o la hipsometría global, la desecación de pequeñas cuencas oceánicas, etc., se consideran de menor importancia. El efecto de la fusión del hielo y los cambios en el volumen de la cordillera oceánica media provocan cambios en el nivel del mar a un ritmo relativamente más rápido que este último.
Explicar tanto las tasas como las magnitudes de los cambios a largo plazo en el nivel del mar no es muy fácil debido a los rápidos cambios en el nivel del mar en una dimensión global que se han producido durante los últimos millones de años. La más notable de las fluctuaciones oceánicas pasadas es la caída del nivel del mar en la época del Oligoceno Tardío, que se produjo hace unos 30 millones de años.
El nivel del mar bajó a unos 150 m a una velocidad promedio de 150 mm ka -1 . La tasa de caída es lenta si consideramos los estándares de glacioeustasia, pero demasiado rápida si tomamos en consideración factores tales como los cambios en el volumen de la cordillera oceánica media.
Una explicación del cambio a largo plazo del nivel del mar es difícil, debido a nuestro desconocimiento sobre el período de origen de las capas de hielo en la Antártida. Sin embargo, la evidencia sugiere que la glaciación en la Antártida comenzó entre 45 y 20 millones de años de PA. La evidencia más reciente proporcionada por el Programa de perforación del océano (de los EE. UU.) Sugiere que la actividad glacial en el este de la Antártida comenzó hace unos 35 millones de años.
Los estudios realizados en los márgenes continentales sugieren que una gran parte de ellos pertenecen a márgenes pasivos formados por la ruptura de la placa de Gondwana y Laurasia. A medida que estos márgenes se han enfriado, y los sedimentos se depositan en dichos márgenes, han disminuido, lo que lleva a un aumento en el nivel del mar. Es por eso que el aumento del nivel del mar se observa en los márgenes continentales más pasivos del mundo en los últimos 100 millones de años.
Impacto de la caída del nivel del mar:
Una caída en el nivel del mar puede causar cambios en los niveles básicos de los ríos. Los ríos cortan sus nuevos canales más profundos que antes. Así se encuentra una condición de formas de relieve rejuvenecidas. Los ríos curvan valles más profundos en la tierra rejuvenecida y los cañones se forman incluso en los cursos más bajos debido a la adaptación de los ríos con el nuevo nivel de base. Además, debido a la extensa línea de costa, los canales de drenaje se extienden más hacia el mar y causan un mayor alargamiento de los ríos.
Una caída en el nivel del mar provoca la muerte de los arrecifes de coral cuando las plataformas continentales en las que se forman se dejan secas. Por lo tanto, los arrecifes de coral frescos emergen a lo largo de la franja de los corales muertos.
En lugares de plataformas continentales poco profundas, la caída en el nivel del mar conduce a una mayor aridez en el interior continental debido a la escorrentía superficial reducida.
Una caída en el nivel del mar en las regiones de latitudes templadas y altas causa la extensión de las capas de hielo y las lenguas glaciares en las plataformas continentales. En algunos casos, los glaciares han producido topografía irregular como los fiordos, la acumulación de escombros en los estantes formando depósitos sin clasificar de cantos rodados, etc. llamados labranza glaciar.
Impacto de la posible subida en el nivel del mar:
Un vasto segmento de la tierra poblada, es decir, las áreas costeras densamente pobladas y bajas, se sumergirá. Incluso las pequeñas islas serán eliminadas. Por lo tanto, una población global estimada de alrededor de 1000 millones se verá afectada.
Daños inmensos pueden ser causados a estructuras costeras como puertos, establecimientos industriales, etc.
Como resultado del aumento del nivel del mar, casi el 33 por ciento de las tierras de cultivo del mundo podrían estar sumergidas.
La erosión costera acelerada puede causar daños y la destrucción de playas, dunas costeras y bares. Como consecuencia, una vasta sección de la tierra costera permanecerá desprotegida contra el ataque directo de las olas del mar.
Los recursos de agua subterránea de las regiones costeras se verán gravemente afectados por la salinización debido a la intrusión de agua marina.
El ecosistema sufrirá graves daños ya que los deltas, atolones de coral y arrecifes serán destruidos. Se formarán nuevos arrecifes de coral en la franja exterior de los corales muertos.
Uno de los impactos más directos del aumento del nivel del mar es la contracción en el área de la cuenca de drenaje. Por ejemplo, durante la era Cenozoica tardía, que fue una fase interglacial relativamente cálida, las cuencas de drenaje del mundo experimentaron una inmersión periódica y grandes cambios en el área de drenaje. Si el aumento actual en el nivel del mar continúa, el mismo fenómeno puede ocurrir en un futuro próximo.
Se ha postulado por los geomorfólogos que durante un período determinado, una playa y sus fondos marinos adyacentes se ajustan a las tormentas y los períodos de baja energía de las olas. Cuando el nivel del mar sube, la misma playa sufre una erosión seguida de la deposición de sedimentos en el fondo marino adyacente.
Por lo tanto, el nivel del mar aumenta más a medida que el fondo marino se eleva por la deposición de sedimentos. La región costera del norte de Nueva Zelanda muestra que durante el siglo XX, el nivel medio del mar ha aumentado aproximadamente 0, 17 ma 0, 35 m debido al factor mencionado anteriormente.
Como resultado del aumento en el nivel del mar, las bocas de las cuencas de drenaje sufrirán la inmersión. Esto conducirá a un reajuste de los perfiles largos de los ríos, que probablemente muestren un aumento.
Las experiencias recientes sugieren que las islas son las más afectadas por el reciente aumento del nivel del mar. Algunas de las islas afectadas son las Islas Carteret, ubicadas al noreste de Papua Nueva Guinea en el Océano Pacífico, y las Islas Tuvalu, a unos 1000 km al norte de Fiji en el Pacífico Sur.
Fue para controlar este fenómeno del aumento del nivel del mar que el 'Centro de Actividades del Programa de Océanos y Zonas Costeras' se creó en 1987 bajo los auspicios del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) para identificar a los países con mayor riesgo de inmersión.
Aunque el aumento del nivel del mar en un futuro próximo se puede controlar en cierta medida tomando medidas contra el calentamiento global, en general se cree que es inevitable: la humanidad aún no ha alcanzado la etapa de una eficiencia tecnológica que puede estar completamente libre de contaminación y puede Causar daños mínimos al medio ambiente. Tampoco hay consenso internacional sobre la prevención del calentamiento global.
