2007 – 2018
El nivel del mar global ha aumentado a un ritmo de 0,1 pulgadas (3,3 milímetros) por año en las últimas tres décadas. Las causas son principalmente la expansión térmica del calentamiento del agua del océano y la adición de agua dulce de las capas de hielo y los glaciares que se derriten. Pero incluso a medida que el mar ocupa más espacio, la elevación de la tierra también está cambiando en relación con el mar.
Lo que los geólogos llaman movimiento vertical de la tierra, o hundimiento y elevación, es una razón clave por la cual las tasas locales de aumento del nivel del mar pueden diferir de la tasa global. California ofrece un buen ejemplo de cuánto puede variar el nivel del mar a escala local.
“No existe una regla única que se aplique a todos en California”, dijo Em Blackwell, estudiante de posgrado de la Universidad Estatal de Arizona. Blackwell trabajó recientemente con el geofísico de Virginia Tech, Manoochehr Shirzaei, para estimar el movimiento vertical de la tierra a lo largo de la costa de California mediante el análisis de las mediciones de radar realizadas por satélites. El equipo de investigación, que también incluyó a Susanna Werth de Virginia Tech y Chandrakanta Ojha de Geoscience Australia, descubrió que hasta 8 millones de californianos viven en áreas donde la tierra se está hundiendo, incluida una gran cantidad de personas en San Francisco, Los Ángeles y San Diego.
La tierra puede subir o bajar como consecuencia de procesos naturales y provocados por el hombre. Los procesos naturales clave incluyen la tectónica, el ajuste isostático glacial, la carga de sedimentos y la compactación del suelo, explicó Shirzaei. Los seres humanos pueden inducir el movimiento vertical de la tierra extrayendo agua subterránea y mediante la producción de gas y petróleo.
2007 – 2018
El mapa en la parte superior de esta página destaca la variabilidad en el ascenso y descenso de la tierra a lo largo de la costa de 1000 millas (1,500 kilómetros) de California. Las áreas que se muestran en azul están disminuyendo, y las áreas azules más oscuras se hunden más rápido que las azules más claras. Las áreas que se muestran en rojo oscuro son las que aumentan más rápidamente. El mapa se creó comparando miles de escenas de datos de radar de apertura sintética (SAR) recopilados entre 2007 y 2011 con más recopilados entre 2014 y 2018. Blackwell y sus colegas buscaron diferencias en los datos, una técnica de procesamiento conocida como radar interferométrico de apertura sintética ( InSAR).
Los datos del radar provienen de sensores en el satélite avanzado de observación terrestre de Japón (ALOS) y el satélite europeo Sentinel-1A. Los investigadores también hicieron uso de datos de velocidad horizontal y vertical de estaciones receptoras terrestres en el Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS). Los datos InSAR que se muestran en estos mapas tienen una resolución espacial promedio de 80 metros por píxel, más de mil veces mayor que los mapas anteriores basados únicamente en datos GNSS.
Las razones por las que la tierra se levanta o se hunde en un área determinada pueden ser complejas. En escalas de tiempo prolongadas y grandes escalas, las placas tectónicas pueden desplazar la tierra. Por ejemplo, en el norte de California, la subducción de la pequeña placa de Gorda debajo de la placa de América del Norte en la unión triple de Mendocino hace que la corteza se espese y se eleve unos pocos milímetros por año. Pero al sur del cabo Mendocino, el entorno tectónico es bastante diferente. En lugar de que una placa se sumerja debajo de otra y la empuje hacia arriba, la placa del Pacífico y la placa de América del Norte se muelen entre sí en una dirección norte-sur, lo que provoca una elevación significativamente menor en el centro y sur de California.
Otras fuerzas geológicas actúan más cerca de la superficie y en períodos de tiempo más cortos. En los deltas de los ríos, bahías, valles y otras áreas donde se acumulan los sedimentos, la tierra tiende a hundirse con el tiempo debido al peso adicional, un proceso llamado carga de sedimentos. También se hunde porque las partículas de sedimentos se aprietan y comprimen con el tiempo, explicó Shirzaei, líder del proyecto y miembro de NASAequipo científico del cambio del nivel del mar. De hecho, la compactación de sedimentos es la razón principal por la que las áreas alrededor de la Bahía de San Francisco, la Bahía de Monterey y la Bahía de San Diego tienen tasas relativamente altas de hundimiento.
En el mapa detallado de San Francisco (arriba), observe que el aeropuerto de baja altitud está disminuyendo. El hundimiento también es particularmente pronunciado en Treasure Island en la bahía de San Francisco, que ha experimentado un hundimiento superior a 10 milímetros por año gracias en parte a un vertedero en la isla. El área de levantamiento al este de San Francisco en el Valle de Livermore probablemente sea causada por el relleno y el rebote del acuífero subterráneo después de un largo período de sequía.
Las actividades humanas tienden a tener efectos más a corto plazo sobre el movimiento vertical de la tierra. Un ejemplo es la zona de fuerte levantamiento alrededor de Santa Ana, un valle al sur de Los Ángeles. Eso se debe principalmente a un sistema de gestión de aguas subterráneas que ha reabastecido los acuíferos en los últimos años, un proceso que provoca un levantamiento. El mapa indica una pequeña noticia positiva para Los Ángeles: el levantamiento a lo largo de partes de la costa hace que gran parte de la ciudad y sus suburbios costeros estén menos expuestos a los peligros de inundaciones causados por el aumento del nivel del mar que otras ciudades costeras importantes.
Esta imagen del movimiento terrestre vertical destaca los desafíos de planificación y mitigación del aumento del nivel del mar que enfrentan las comunidades en muchas partes del estado. “El conjunto de datos que se presenta aquí puede ayudar a la planificación de la resiliencia a largo plazo que permite a las comunidades costeras elegir entre un continuo de estrategias de adaptación para hacer frente a los impactos adversos del cambio climático y el aumento del nivel del mar”, dijo Shirzaei.
Imágenes del Observatorio de la Tierra de la NASA de Lauren Dauphin, utilizando datos de Blackwell, Em, et al. (2020) y datos topográficos de Shuttle Radar Topography Mission (SRTM).
