¿Por qué y cómo podemos trabajar sobre el océano en la educación climática?
El Día Mundial del Océano nos brinda la oportunidad de explorar el amplio potencial que ofrece el estudio del océano en el contexto educativo sobre el cambio climático. El océano y el clima son sistemas profundamente interrelacionados: el océano no solo regula el clima y actúa como un importante sumidero de carbono, sino que también sufre severas consecuencias por desempeñar estos roles, incluyendo incrementos en la temperatura, el nivel del mar y la acidificación, afectando la biodiversidad, la economía y el clima mismo. Además, el mar tiene un papel central en nuestra cultura, alimentación, economía y actividades recreativas. Por lo tanto, estudiar el océano en las aulas permite abordar todos estos aspectos. Este tema es especialmente relevante si usted enseña en una comunidad costera o si tiene la oportunidad de llevar a sus estudiantes a clases prácticas en el mar.
El equipo de la OCE les ofrece una revisión detallada sobre la interacción entre el océano y el clima, junto con una selección de recursos y actividades pedagógicas que puede incorporar en su plan de estudios.
1. El océano, regulador del clima
Circulación oceánica
El océano absorbe la mayoría de las radiaciones solares que llegan a la Tierra. La mayor cantidad de calor se recibe en el ecuador y se redistribuye por todo el globo a través de la circulación oceánica. Esta circulación es impulsada tanto por los vientos, que generan corrientes superficiales, como por las diferencias en la densidad del agua, lo que da lugar a la circulación termohalina. En efecto, cuanto más fría o salada es el agua del mar, mayor es su densidad y, por tanto, más tiende a "hundirse" hacia las profundidades. Este fenómeno ocurre principalmente en las altas latitudes, donde la pérdida de calor hacia la atmósfera y la formación de hielo marino provocan cambios significativos en la temperatura y salinidad del agua. Esta circulación crea un ciclo: en el Atlántico, donde es más intensa, las aguas superficiales cálidas se desplazan hacia el norte, cruzan el ecuador, se enfrían y se mezclan hacia el fondo del océano en latitudes altas. Estas aguas profundas luego retornan hacia el sur, cruzan de nuevo el ecuador hacia el océano Austral alrededor de la Antártida, y siglos después, ascienden a la superficie para integrarse nuevamente a las corrientes superficiales del Atlántico. Este proceso es conocido como la circulación meridiana de retorno. Su intensidad es crucial para la regulación del clima global. Sin embargo, con el cambio climático, las aguas superficiales se calientan y se vuelven menos densas; además, el deshielo de los casquetes polares añade agua dulce a las aguas superficiales en las altas latitudes, debilitando esta circulación vital.
Estratificación y desoxigenación
En el océano, las masas de agua se disponen en diferentes capas según su densidad, que varía en función de la salinidad y la temperatura. A este fenómeno se le conoce como la estratificación oceánica. Debido al cambio climático, las aguas superficiales se están calentando y volviéndose menos densas en comparación con las aguas profundas. Este aumento en los contrastes de densidad y temperatura entre las aguas superficiales y profundas altera la mezcla entre las capas y perturba los intercambios de oxígeno y nutrientes.
Según las proyecciones del IPCC para el año 2090, bajo todos los escenarios considerados, se anticipa una reducción en los niveles de oxigenación y nutrientes en el océano, lo cual tendrá consecuencias significativas para la vida marina.
Recurso pedagógico
Actividades para la clase
- El impacto de la temperatura del agua en las corrientes marinas
- Comprender la inercia térmica
- Corrientes marinas y regulación del clima (estudiantes avanzados)
El Niño y la Circulación Meridiana de Retorno
Cada ciertos años, ocurre un calentamiento anormal en el Pacífico central y oriental. Este fenómeno, conocido como El Niño, resulta de un intercambio inusual de energía entre el océano y la atmósfera y se presenta con cierta regularidad, cada varios años. Originando variaciones en los patrones de viento y precipitación, tiene importantes repercusiones tanto para los humanos como para el medio ambiente a nivel global. En las costas de Perú y Chile, la pesca, que usualmente es abundante, se ve interrumpida durante El Niño, ya que los nutrientes transportados por las aguas frías profundas no ascienden a la superficie para alimentar a los peces. En el Pacífico Occidental, las lluvias intensas habituales se trasladan más hacia el este, causando sequías devastadoras en Indonesia, Filipinas y Australia. Además, las monzones de verano, de las cuales depende la mitad de la población mundial, se ven alteradas, afectando especialmente a China, India, Australia, el Sahel y Brasil.
Los científicos predicen que los eventos extremos de El Niño podrían volverse más frecuentes en el siglo XXI, debido al calentamiento del océano.
Recurso pedagógico
2. El océano, sumidero de calor
El océano desempeña un papel crucial como sumidero de calor, absorbiendo más del 90 % del exceso de calor generado por el calentamiento global. Sin esta capacidad, que se debe a la inercia térmica del agua, ya habríamos superado ampliamente el límite de 1.5 °C de aumento en la temperatura global establecido por los Acuerdos de París.
Inercia térmica
El agua de mar tiene una alta resistencia a los cambios térmicos, lo que le permite absorber una gran cantidad de energía antes de calentarse y, de manera inversa, liberar una gran cantidad de energía antes de enfriarse. Esta propiedad ayuda a moderar las variaciones climáticas locales y explica la notable diferencia entre los climas oceánicos y continentales. Sin embargo, esto no impide que los océanos se calienten gradualmente. Actualmente, los científicos estiman que el calentamiento oceánico y la cantidad de calor absorbido se han más que duplicado desde 1993, afectando tanto a las aguas superficiales como a las profundas.
Actividades para la clase
- Comprender la inercia térmica
- Inercia térmica de los océanos y regulación del clima (estudiantes avanzados)
Calentamiento del océano
Los episodios de calor extremo en la superficie del océano, conocidos como olas de calor marinas, han duplicado su frecuencia y se han vuelto más largos, intensos y extensos en los últimos 40 años. Para finales del siglo XXI, se espera que las canículas marinas ocurran entre 20 y 50 veces más frecuentemente, dependiendo de los diferentes escenarios climáticos.
Además, la alta inercia térmica del océano y su gran masa volumétrica significan que, incluso si la humanidad dejara de emitir gases de efecto invernadero mañana y el océano absorbiera menos calor, tomaría milenios para que el océano se enfriara y regresara a las temperaturas de la era preindustrial.
Aumento del nivel del mar
Como todos los líquidos, el agua se expande bajo el efecto del calor. El calentamiento del océano provoca la dilatación térmica del agua, ocupando así un volumen mayor. Sumado a la fusión de los casquetes glaciares y los glaciares, esta dilatación térmica resulta en un aumento del nivel medio global del mar. Se estima que ha subido unos 16 cm en el último siglo y que el ritmo de aumento se ha acelerado progresivamente. La tasa de aumento entre 2006 y 2015 fue de 3,6 mm por año, lo cual es 2,5 veces superior a la tasa de 1901 a 1990. Aunque unos pocos milímetros de incremento anual puedan parecer insignificantes, se acumulan con el tiempo y provocan inundaciones extremas más frecuentes en las zonas costeras, además de exacerbar los efectos de las tormentas y la erosión costera.
Debido a la inercia térmica del océano, el nivel del mar continuará elevándose incluso después de que la temperatura global se haya estabilizado. Esta tendencia podría intensificarse aún más por la fusión de la capa de hielo antártica.
Recurso pedagógico
Actividades para la clase
3. El océano, sumidero de carbono
Secuestro de carbono
El océano actúa como un sumidero de carbono, capaz de capturar el CO2 atmosférico mediante la combinación de dos procesos, uno físico y otro biológico. Por un lado, el CO2 atmosférico se disuelve naturalmente en el agua del océano, un proceso que se facilita a bajas temperaturas. El agua fría, al ser más densa, se hunde llevando consigo el CO2 disuelto, en un fenómeno conocido como la bomba física de carbono. Por otro lado, el fitoplancton absorbe CO2 mediante la fotosíntesis, lo cual constituye la bomba biológica. Gracias a estos dos mecanismos, el océano secuestra cerca del 30 % del CO2 emitido por actividades humanas, lo que equivale a unos 38 millones de toneladas de CO2 al día. Esta cantidad es 16 veces mayor que la absorbida por todos los suelos y plantas terrestres combinados, y casi 60 veces más que la absorbida por la atmósfera.
Acidification
La contraparte negativa: la absorción de CO2 por el agua de mar provoca un aumento en la acidez del océano, fenómeno conocido como acidificación. Al disolverse en el agua de mar, el CO2 produce ácido carbónico que, a través de reacciones químicas, libera diferentes iones. Estas reacciones resultan en un aumento de la concentración de iones hidrógeno, causantes de la acidificación, y una disminución en la concentración de iones carbonato. Sin embargo, estos últimos son componentes esenciales en la formación de las conchas de los moluscos y los esqueletos de los corales, que están compuestos de carbonato de calcio. En un entorno más ácido, corales, conchas y moluscos enfrentan dificultades para desarrollarse. A nivel global, el pH promedio del océano ha disminuido aproximadamente 0.1 unidades desde la revolución industrial, alcanzando hoy un valor de 8.05 (cuanto más bajo es el pH, más ácida es la solución). Es importante señalar que la división entre acidez y alcalinidad establecida en 7 no se aplica fácilmente al agua de mar, ya que cualquier reducción del pH puede impactar la calcificación de ciertos organismos marinos durante su desarrollo. Por lo tanto, una disminución en el pH puede tener repercusiones significativas, incluso si no cae por debajo de 7.
Recurso pedagógico
Actividades para la clase
4. Océano y Biodiversidad
El océano alberga una rica biodiversidad concentrada en "nichos" como los ecosistemas de coral. Organismos unicelulares microscópicos y fotosintéticos conocidos como fitoplancton forman la base de la mayoría de las cadenas alimentarias marinas y son consumidos por animales a menudo microscópicos llamados zooplancton. En la cima de estas cadenas alimentarias se encuentran los tiburones y mamíferos marinos como focas y ballenas. Cualquier alteración dentro de esta cadena tiene repercusiones en toda la red trófica. La acidificación del océano, la desoxigenación, las olas de calor marinas y la contaminación plantean amenazas directas o indirectas para toda la biodiversidad marina, especialmente dado que el rápido ritmo de estos fenómenos no permite que las diferentes especies tengan tiempo suficiente para adaptarse.
Según la última actualización de la Lista Roja de la UICN, el cambio climático está impactando al menos al 41% de las especies marinas evaluadas que están amenazadas de extinción, destacando una situación crítica para la biodiversidad marina global.
Actividad para la clase
5. El océano y los seres humanos
En Francia, el océano desempeña un papel importante en muchos ámbitos.
Una sociedad orientada hacia el mar
Se estima que alrededor de 600 millones de medios de vida dependen, al menos parcialmente, de la pesca y la acuicultura. En muchas regiones, el turismo es, con diferencia, el principal sector de empleo dentro de la economía marítima. La pesca, la acuicultura y las industrias relacionadas también representan áreas significativas de empleo. La construcción naval y la reparación de barcos son otros sectores destacados, al igual que el transporte marítimo de pasajeros y mercancías.
Otros aspectos económicos a considerar incluyen:
- La pesca como recurso alimenticio vital;
- El océano también nos provee de energía, incluyendo la energía de las olas y mareas, que son fuentes renovables, así como petróleo, gas y minerales encontrados en las rocas del fondo oceánico;
- El 37% de la población mundial vive a menos de 100 km de la costa.
Además, el océano tiene una presencia destacada en nuestra literatura y en una serie de tradiciones y culturas locales (fiestas marinas, canciones de marineros, cuentos, etc.) o eventos recurrentes importantes (regatas de vela, festivales, etc.).
Consecuencias del Cambio Climático
Los efectos del cambio climático en el océano tendrán impactos significativos en las poblaciones costeras y las economías de estas áreas:
- Los extremos del nivel del mar, como las inundaciones centenarias causadas por el aumento del nivel del mar, que generalmente ocurren durante tormentas (las cuales a su vez están volviéndose más intensas), serán cada vez más frecuentes. Aproximadamente el 10% de la población mundial reside en áreas costeras bajas, lo que las coloca en un riesgo elevado debido a estos crecientes niveles del mar.
- La disminución o desaparición de ciertas especies, especialmente debido a la acidificación del océano y el aumento de las olas de calor marinas, tendrá repercusiones en la pesca.
Una desaceleración en el aumento del nivel del mar, o cualquier otra consecuencia del cambio climático, ofrecería mayores oportunidades para la adaptación, de ahí la necesidad de también reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.
Recurso pedagógico
Actividades para la clase
- Consecuencias del cambio climático en los recursos de los ecosistemas
- Servicios culturales del océano y la criósfera
- Aumentar la resiliencia de las playas al cambio climático
En conclusión, el tema del océano puede ser abordado mucho más allá de las ciencias naturales: literatura, economía, historia, geografía... Estas disciplinas pueden ser integradas y permiten tratar el tema del cambio climático desde una perspectiva sistémica. Rico en representaciones en nuestro inconsciente colectivo, el océano es especialmente adecuado para proyectos de sensibilización o adaptación, así como para proyectos que fomenten la educación en el método científico a través de la observación, medición y análisis.