El reciente aumento en la quema de combustibles fósiles a nivel global ha producido un significativo incremento en la concentración de gases de efecto invernadero en la atmósfera (IPCC, 2013). A su vez, este aumento en las emisiones de gases de efecto invernadero ha producido un alza en la temperatura media global durante el último siglo. Una de las consecuencias directas del aumento en la temperatura es el derretimiento de los glaciares (IPCC, 2013). Si bien los glaciares son directamente afectados por el alza en la temperatura, ¿Es esta la única forma, en la que la quema de combustibles fósiles es capaz de afectar los glaciares?
Los glaciares juegan un rol fundamental en el sistema climático. En particular, la superficie de un glaciar refleja de manera eficiente gran parte de la radiación solar, evitando así que su superficie absorba el calor. A este parámetro se le conoce como albedo e indica el grado de reflectividad de una superficie. Las superficies cubiertas por nieve fresca presentan un albedo de 0.9, por lo tanto, reflejan un 90% de la radiación solar incidente, de vuelta hacia el espacio. Al reflejar gran parte de la radiación solar incidente, el hielo y la nieve producen el enfriamiento de su entorno, lo que a su vez prolonga la permanencia de la nieve estacional e incluso estimula el aumento en extensión de la superficie glaciar. A este fenómeno se le conoce como ciclo de retroalimentación positiva hielo-albedo y ha sido determinante en el desarrollo y sucesión de períodos glaciales (fríos) e interglaciales (cálidos) durante los últimos cientos de miles de años (Ruddiman, 2008).
Hollín depositado en la superficie glacial / © Wilmer Rodriguez Sanchez.
Si bien el hielo y la nieve fresca son superficies capaces de reflejar eficientemente la radiación solar, la superficie de un glaciar no está compuesta exclusivamente por moléculas de agua en estado sólido. Por el contrario, la superficie de un glaciar presenta un sinnúmero de impurezas insolubles, las cuales son incorporadas principalmente desde la atmósfera. Una gran cantidad y variedad de micropartículas son incorporadas por esta vía. Entre ellas, de particular interés es el hollín o carbono negro (o Black Carbón según su traducción del inglés) (Zhang et al., 2020). El hollín comprende a las partículas sólidas entre 25 y 700 nanómetros, las cuales han sido producidas mediante un proceso de combustión incompleta de combustibles fósiles y de material orgánico como madera o carbón entre otros. La importancia del hollín como impureza en el hielo radica en su capacidad de modificar el albedo de la superficie. En particular, al ser depositado sobre la superficie glaciar, estas partículas actúan como cuerpos negros, siendo capaces de absorber la radiación solar y produciendo el calentamiento de la superficie. El calentamiento superficial inducido por el hollín acelera el derretimiento, pudiendo así generar una significativa reducción de la superficie glaciar (Rowe et al., 2019).
Históricamente, las principales fuentes de hollín en la región Andina se asocian a incendios forestales (tanto de origen natural como también producidos por el ser humano). Mediante el estudio de la química y del material particulado preservado en el hielo se ha logrado determinar que desde el año 1730 DC se ha producido un aumento en la concentración de hollín sobre la superficie glaciar. Esto ha sido principalmente atribuido a la creciente quema y deforestación del Amazonas (Osmont et al., 2019). Recientemente, el aumento en la población y el crecimiento de los centros urbanos a lo largo de los Andes ha aportado con nuevas fuentes de hollín. Actualmente, entre las principales fuentes se encuentran las centrales termoeléctricas, vehículos livianos y pesados (en especial los que utilizan motores Diesel), actividades industriales y las estufas en base a la combustión de leña para calefacción residencial, entre otros (Gallardo & Osses, 2019). Una vez emitido desde una fuente, el hollín pasa a la atmósfera donde puede permanecer durante días y hasta semanas antes de ser depositado sobre una superficie. Durante este tiempo el hollín puede ser transportado por cientos de kilómetros, para luego ser depositado ya sea por gravedad o acompañado de precipitaciones (lluvia o nieve). El reciente aumento de las emisiones junto con la cercanía de los centros urbanos a algunos glaciares ha facilitado el transporte y deposición de hollín sobre las superficies glaciares.
Imagen proveniente de Earth Institute, Columbia University, en donde se puede visualizar el cambio de color del glaciar producto del hollín depositado / © Wing-Chi Poon.
La presencia de hollín sobre superficies glaciares ha demostrado ser altamente perjudicial al absorber radiación solar y así acelerar el derretimiento. La reciente incorporación de hollín desde fuentes urbanas presenta una amenaza directa para la preservación de la nieve estacional y hielo glaciar. Si bien el carbono negro presenta una real amenaza para los glaciares, su corto tiempo de residencia en la atmosfera permite que las iniciativas para limitar su emisión tengan un impacto directo en el corto plazo. Es tarea de todos decidir si queremos que nuestra matriz energética, forma de transporte y sistemas de calefacción, tengan un impacto irreversible en nuestros glaciares. Más aún, considerando que estas masas de hielo también son grandes reservorios de agua dulce que nutren la biodiversidad de las cuencas y que muchas veces son la principal reserva de agua para grandes centros urbanos.
Fuentes:
- Gallardo & Osses, 2019. http://www.cr2.cl/por-que-debemos-preocuparnos-del-carbono-negro-u-hollin/
- IPCC, 2013: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P.M. Midgley (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 1535 pp, doi:10.1017/CBO9781107415324.
- Osmont, D., Sigl, M., Eichler, A., Jenk, T. M., and Schwikowski, M.: A Holocene black carbon ice-core record of biomass burning in the Amazon Basin from Illimani, Bolivia, Clim. Past, 15, 579–592, https://doi.org/10.5194/cp-15-579-2019, 2019.
- Rowe, P. M., Cordero, R. R., Warren, S. G., Stewart, E., Doherty, S. J., Pankow, A., … & MacDonell, S. (2019). Black carbon and other light-absorbing impurities in snow in the Chilean Andes. Scientific reports, 9(1), 1-16.
- Ruddiman, W. F. (2008). Earth’s climate: Past and future. New York: W.H. Freeman.
- Zhang, Y., Gao, T., Kang, S., Sprenger, M., Tao, S., Du, W., … & Meng, W. (2020). Effects of black carbon and mineral dust on glacial melting on the Muz Taw glacier, Central Asia. Science of The Total Environment, 740, 140056.
Imagen Destacada:
Hollín depositado en la superficie glacial. © Wilmer Rodriguez Sanchez
