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18 de junio de 2018
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El nuevo rostro de un coloso*
Foto: P. Julio/H. Delgado/L. Cárdenas

El nuevo rostro de un coloso*

Patricia Julio Miranda, Hugo Delgado y Lucio Cárdenas

El manto nevado que caracterizaba al Popocatépetl ha desaparecido casi por completo.

Para la mayoría de la gente, la palabra glaciar evoca lugares situados a miles de kilómetros de distancia, con paisajes donde el blanco de la nieve refleja intensamente los rayos del Sol, el frío es permanente y el silencio sólo es interrumpido por el viento: la Antártida, Groenlandia, los Alpes quizá. Pero no hay que ir tan lejos para encontrar masas de hielo en movimiento: en México las hay en el Citlaltépetl, o Pico de Orizaba, y en el Iztaccíhuatl. Hasta hace poco también las había en el Popocatépetl.

No es casualidad que en nuestro país sólo estas montañas, que son las más altas (y todas volcanes), tengan masas de hielo y nieve. México está localizado entre los 14 y 32 grados al norte del ecuador, región de intensa radiación solar. En general, las condiciones climáticas no son propicias para que se formen glaciares. Pero por encima de los 5 000 metros sobre el nivel del mar la altitud provoca modificaciones locales de la temperatura y la precipitación, y así permite que en estos volcanes se acumulen las nieves caídas y se formen glaciares.

Antes de que se restringiera el acceso al Popocatépetl en diciembre de 1994, cuando el coloso entró en actividad, el volcán recibía numerosos visitantes. La mayoría iba con la idea de subir lo necesario para disfrutar de la nieve. Para los montañistas experimentados, en cambio, el objetivo era llegar a la cima: escalar las pendientes hasta uno de los glaciares y hundirse en la nieve recién caída u oír el hielo crujir bajo los pies, admirar las grietas y ver cómo cambiaban de tamaño de un momento a otro; sentir la dureza del hielo en el que a veces era imposible clavar los crampones y el piolet, ver cómo la superficie del glaciar era lisa unas veces y otras tan irregular que el avance se hacía lento, cansado y a veces imposible. Ya desde entonces los montañistas avezados se lamentaban de que cada vez hubiera menos nieve y señalaban que, de seguir esta retirada de los hielos, llegaría el día en que desaparecerían. Desafortunadamente, para el Popocatépetl ese día ha llegado. Como vulcanólogos, los autores estamos tratando de contestar dos preguntas: ¿por qué? y ¿cómo? Hemos pasado de ser entusiastas montañistas y espectadores de los cambios ocurridos en los glaciares del volcán a investigar las causas y los procesos que han provocado su desaparición.

Clima y glaciares, una estrecha relación

Para que se forme un glaciar hace falta un entorno con temperaturas suficientemente bajas para que la precipitación caiga en forma de nieve. No sólo eso: también es preciso que esa nieve no se funda y se transforme así en hielo al acumularse. A lo largo de un ciclo anual, la masa de un glaciar aumenta cuando nieva, pero se reduce por la ablación, o fusión, de las partes más bajas, que al deslizarse la masa de hielo por la pendiente de la montaña llegan a zonas con temperaturas mayores. La suma algebraica de estos dos procesos a lo largo de un año se denomina balance de masa. Si la acumulación es mayor que la ablación, entonces la masa aumenta y el balance es positivo; si la ablación es superior a la acumulación, el balance de masa es negativo.

Así como las condiciones climáticas favorecen la formación y el crecimiento de un glaciar, estos cambios a nivel regional y global pueden ser desfavorables y ocasionar pérdidas de masa. Los cambios climáticos globales son alteraciones de las condiciones meteorológicas que operan en lapsos de decenios o siglos. Pueden producir modificaciones en varios parámetros climáticos, lo cual resulta en un cambio en las condiciones del clima y en particular del tiempo. Los climatólogos llaman clima al estado medio de la atmósfera en un punto de la superficie terrestre. El clima varía de un lugar a otro. El tiempo, en cambio, se refiere a las propiedades físicas de la atmósfera en un periodo corto y varía de un día a otro. Como el clima global es un sistema con numerosas interconexiones, los cambios que ocurren en un lugar del planeta tienen efectos en otras regiones.

Hoy sabemos que a lo largo de la historia de la Tierra se han producido muchos cambios climáticos importantes. La alternancia de épocas cálidas y épocas frías tiene su origen en la combinación de fenómenos externos (como la actividad solar y los cambios en la órbita del planeta) e internos (la interacción atmósfera-océano y la actividad volcánica, por ejemplo). Para entender el cambio climático global es particularmente importante identificar ciclos en estos fenómenos. Los ciclos nos ayudan a explicar los cambios del pasado y prever los que se producirán en el futuro.

Los glaciares son como testigos de los cambios climáticos. Midiendo propiedades como su longitud, su área y su volumen por diversos métodos y durante lapsos grandes, se pueden hacer inferencias acerca de la historia de los cambios climáticos tanto regionales como globales. Aunque parezca extraño, no todos los glaciares reaccionan igual a las variaciones de la temperatura, de la humedad o de la precipitación. La respuesta de cada uno depende de su tiempo de reacción, que es lo que tardan los cambios del balance de masa en reflejarse en el adelgazamiento y retroceso de la masa de hielo. Sea como fuere, las variaciones de la masa de un glaciar son una respuesta directa a los cambios climáticos.

Nacimiento de un glaciar

La formación de un glaciar se inicia con la caída de cristales de nieve, los cuales vistos al microscopio muestran elaboradas y complejas formas con muchos brazos y entradas. Una vez que los cristales caen sobre la superficie, empiezan a formar capas de nieve cuya densidad varía entre 50 y 200 kilogramos por metro cúbico. Estas capas se van apilando una sobre otra, de manera que las primeras quedan sepultadas. El peso de las capas superiores aumenta la presión, lo cual ocasiona que las puntas o aristas de los cristales de nieve se fundan y entonces los cristales empiezan a redondearse y reacomodarse, de forma que la densidad aumenta en un rango de 400-830 kg/m3. En este momento la nieve se encuentra en un estado intermedio en el proceso de transformación a hielo. Con el paso del tiempo, los cristales se redondean cada vez más —debido a la fusión que ocurre a escala microscópica— y se adhirieren unos a otros; el poco aire que existía entre ellos es expulsado y entonces se alcanza una densidad de entre 830-910 kg/m3. La nieve se ha transformado en hielo, ha ocurrido el primer paso para la formación de un glaciar.

Una vez que existe el volumen suficiente de este hielo llamado glacial, y gracias a la fuerza de la gravedad, el mismo comienza a fluir lentamente pendiente abajo. El movimiento del glaciar se conoce como deslizamiento glacial y para que ocurra es necesario que el hielo en su base, en contacto con el lecho, se encuentre en su punto de fusión (0?C) o muy cercano a éste, de forma que pueda vencer la resistencia al movimiento; una vez que lo logra, podemos decir que ha nacido un glaciar.

Se derriten

El Servicio Mundial de Monitoreo Glacial (SMMG), con sede en la Universidad de Zurich, en Suiza, se ha dado a la tarea de concentrar la información sobre los cambios que ocurren en los glaciares. El SMMG se encarga de compilar y ordenar los datos que envían los numerosos grupos de investigación dedicados al estudio de los glaciares en sus respectivos países. Los resultados de este monitoreo se vierten en una base de datos en línea y cualquier persona interesada puede acceder a esta información (www.geo. uzh.ch/wgms).

Los reportes contenidos en la base de datos indican una tendencia generalizada de retroceso glaciar a ritmos nunca antes vistos. El fenómeno va de la mano del aumento global de la temperatura de la Tierra, como cabría esperar.

Los datos que se han recogido desde el siglo pasado en todo el mundo arrojan cifras sobre el retroceso del hielo, las cuales se pueden relacionar con el cambio climático global. Si se promedia el balance de masa anual de los glaciares medidos directamente, se obtiene que durante el periodo de monitoreo se ha fundido el equivalente a una capa de hielo de cerca de 30 centímetros de espesor. Se calcula que para derretir tal cantidad de hielo se requiere suministrarle calor con una potencia de tres watts por cada metro cuadrado. Por otra parte, cuando los climatólogos evalúan la influencia de la actividad humana en el efecto invernadero, obtienen que la energía equivalente debida al cambio climático es de entre uno y dos watts por metro cuadrado. Esto, señalan los investigadores, permite establecer que hay congruencia entre los valores de la energía necesaria para fundir los glaciares y la energía relacionada con el cambio climático.

Hoy el consenso entre los científicos es que las actividades humanas han conducido a un aumento global de la temperatura. Este fenómeno se atribuye al incremento en la concentración de gases de efecto invernadero, como el dióxido de carbono (CO2), y en la concentración de partículas que contienen azufre, sustancias que inyectamos en la atmósfera por quemar combustibles fósiles como el carbón, el petróleo y el gas natural. Con el aumento de la temperatura global, se intensifica el proceso de ablación de los glaciares y se reduce el de acumulación por ser más escasas las nevadas. El balance de masa se hace negativo y los hielos se adelgazan y retroceden. La dinámica de los glaciares está fuertemente acoplada al clima, por eso estas masas de hielo en movimiento son excelentes indicadores de los cambios climáticos que están ocurriendo.

Perder los glaciares no sólo nos privará de su belleza —ya sea en los Alpes, los Andes, Islandia, la Patagonia o el Popocatépetl—. En efecto, no se puede cambiar tan drásticamente un entorno sin afectar al mismo tiempo a las especies que lo habitan. Así, se teme que este proceso también produzca extinciones de especies de plantas y animales de las altas montañas. Otras consecuencias serán el desabasto de agua para poblaciones que dependen del deshielo y el recrudecimiento de los desastres debidos a algunos fenómenos naturales.

Herramientas de estudio

Los glaciólogos trabajan directamente en el hielo o bien de manera indirecta, desde lejos. En el trabajo directo en los glaciares se utilizan instrumentos como el radar, que da información acerca del espesor de la capa de hielo. Con el fin de identificar las capas que se han depositado a lo largo del año y medir su densidad y temperatura, se cavan trincheras y se emplean densitométros —que permiten medir la densidad del hielo a diferentes profundidades—, y termómetros especiales. La densidad del hielo cambia según se haya depositado la nieve en verano o en invierno. Para calcular la velocidad a la cual se desliza el glaciar sobre la ladera de una montaña, se clavan estacas en el hielo y se miden sus coordenadas a intervalos regulares; así se puede cuantificar la distancia que el glaciar se deslizó entre una y otra medición. Si el objetivo es estudiar el clima local, se instalan estaciones meteorológicas para medir la cantidad de nieve que cae, la temperatura al nivel de la superficie, la intensidad de la radiación solar, la velocidad del viento y otras variables. Para este tipo de estudios, además de saber usar los instrumentos, se requiere conocer técnicas básicas de alta montaña. Asimismo, hay que tener buena condición física y por supuesto mucho gusto por el trabajo en lugares fríos. También hace falta una buena dosis de testarudez.

En el estudio indirecto de los glaciares se emplean y procesan datos producidos por métodos de detección remota, como fotografías aéreas e imágenes de satélite. Estas técnicas han resultado de gran utilidad para estudiar zonas de los glaciares que son peligrosas o inaccesibles debido a las grietas y las avalanchas. La fotogrametría digital es una de estas técnicas. Consiste en analizar pares de fotografías aéreas o imágenes de satélite mediante un software especializado que las compara y extrae información sobre la forma tridimensional del glaciar para entender los cambios en su superficie y su volumen durante el periodo de estudio. En el caso del Popocatépetl, cuya actividad eruptiva actual impone límites al estudio directo, se ha empleado la fotogrametría digital. Para los glaciares del Iztaccíhuatl y el Citlaltépetl se combina esta técnica con otras directas. Los datos revelan que también estos glaciares se están reduciendo, lo que, por ser estos volcanes inactivos, sólo puede deberse a cambios climáticos regionales asociados al cambio climático global y no, por ejemplo, al calor y otros efectos de la actividad eruptiva.

Glaciares en el pasado

Hace 21 000 años, las 13 montañas más elevadas en México poseían glaciares. Lo sabemos por el estudio de las huellas que los glaciares dejaron en el relieve en épocas pasadas. Al desplazarse por la superficie rocosa, los glaciares la pulen y desgastan formando valles; al mismo tiempo van acumulando el material que erosionaron en montículos de fragmentos rocosos, que reciben el nombre de morrenas. Si se identifican estos rasgos en sitios donde actualmente no existen glaciares, puede inferirse que alguna vez los hubo; esto permite reconstruir la distribución de los glaciares en el pasado de nuestro planeta.

Hielo y fuego

El primero en medir los glaciares del Popocatépetl fue José Luis Lorenzo, como parte de las actividades del Año Geofísico Internacional de 1958. Este investigador identificó tres glaciares: Ventorrillo, Noroccidental y Norte, los cuales se distinguen por la dirección en que se desplaza el hielo. Su superficie total era de 0.729 kilómetros cuadrados. Más adelante, se actualizaron los datos de Lorenzo y se dividió el área glacial del volcán en dos partes solamente —Ventorrillo y Noroccidental—, con una superficie de 0.559 kilómetros cuadrados en 1982. El glaciar del Ventorrillo tenía 50 metros de espesor en algunas partes y la temperatura del hielo variaba entre -1.5 y 0.5º C.

El área glacial del Popocatépetl ya mostraba una reducción importante aun antes de iniciarse la actividad eruptiva, en parte debido al efecto de la Ciudad de México sobre el clima regional. Entre 1958 y 1996 desapareció el 40% de la superficie de hielo, pérdida relacionada con los cambios globales. En diciembre de 1994, el Popocatépetl entró nuevamente en actividad luego de más de 40 años de relativa calma. Entre ese año y1996 desapareció más del 30% del área glacial que existía en 1958. Lo que resta de los glaciares Ventorrillo y Noroccidental ya no se puede considerar, en términos estrictos, como glaciares debido a que se adelgazaron y fragmentaron como consecuencia de la acelerada pérdida de masa. La pregunta obligada es si la actividad eruptiva ha sido el factor detonante de los cambios observados a partir de 1995.

La actual actividad eruptiva del Popocatépetl se ha caracterizado por fases de construcción y destrucción de domos en el interior del cráter. La fase de construcción se inicia cuando del fondo del cráter sale lava que se acumula. Debido a sus características químicas, la lava de este volcán tiene una elevada viscosidad y por lo tanto fluye muy lentamente. Al salir, la lava se va esparciendo de manera radial por el fondo del cráter y adopta una forma circular, como un gran disco; se dice entonces que se ha formado un domo. Al enfriarse, el domo forma una especie de tapón que impide la salida de los gases disueltos en el magma que ascienden por el sistema de conductos del volcán. Los gases se van acumulando en la base del domo y la presión en el interior aumenta. Cuando la presión llega al límite máximo se produce una explosión, lo que provoca la destrucción del domo.

Más información

Dos interesantes artículos sobre el retroceso de los glaciares en:

La formación de domos en volcanes como el Popocatépetl es un fenómeno común que genera erupciones explosivas; el grado de explosividad depende del volumen de magma y gases. Las explosiones pueden expulsar fragmentos del domo, lava y cenizas. Aún no se sabe con exactitud el número de fases de construcción y destrucción de domos ocurridas en el Popocatépetl; no obstante, los fenómenos volcánicos asociados, como incremento en el flujo de calor en la base de los glaciares, caída de material caliente sobre su superficie, flujos piroclásticos y formación de una capa de ceniza sobre el hielo provocaron un aumento considerable de la ablación. En sólo 10 años de actividad eruptiva, los glaciares del Popocatépetl cambiaron drásticamente de dimensiones y forma. Para el año 2004 se habían reducido a un conjunto de bloques de hielo escalonados y cubiertos de ceniza esparcidos sobre la ladera. El manto nevado que caracterizaba al Popocatépetl, ese mítico guerrero de la leyenda de los volcanes, ha desaparecido casi por completo.

Todavía no sabemos qué consecuencias tendrá el que el Popocatépetl se despoje de su manto blanco. Para entenderlas haría falta realizar estudios de impacto ambiental en los que se cuantifiquen y caractericen las alteraciones que esto ha producido en el ecosistema del que formaban parte los glaciares. Entre tanto también se desintegrarán los glaciares de las otras dos cumbres mexicanas que los tienen, el Iztaccíhuatl y el Pico de Orizaba. Entonces sí habrá que ir muy lejos para ver un glaciar.

Para nuestros suscriptores

La presente edición va acompañada por una guía didáctica, en forma de separata, para abordar en el salón de clases el tema de este artículo.

Patricia Julio Miranda es profesora-investigadora de la Universidad Autónoma de San Luis Potosí. Aprendió la alta montaña con el Grupo de Montañismo de la UNAM. Investiga la interacción entre actividad eruptiva y glaciares.

Hugo Delgado Granados es investigador del Instituto de Geofísica de la UNAM, destacado montañista y un estudioso de los glaciares mexicanos.

Lucio Cárdenas González es técnico del Centro Nacional de Prevención de Desastres, excelente compañero en la montaña y gran conocedor de los glaciares.

 
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