Los rayos son más frecuentes en el Ártico, lo que podría cambiar la región

Los rayos en el Ártico solían ser tan raros que la gente podía pasar toda una vida sin verlos. Pero conforme la región se calienta, podrían convertirse en un fenómeno más habitual cuyos efectos podrían llegar mucho más allá del Ártico.

Un estudio reciente prevé que la frecuencia de los rayos en el Ártico podría duplicarse para finales de siglo. Otro estudio sugiere que la cantidad de rayos en el Ártico podría haberse triplicado solo en la última década, aunque algunos investigadores cuestionan ese resultado.

El incremento de los rayos es una señal preocupante de la rápida aceleración actual del cambio climático, dicen los científicos, pero también temen por el futuro: más rayos podrían desencadenar una cascada de cambios ecológicos que podrían liberar enormes reservas árticas de carbono a la atmósfera, acelerando aún más el calentamiento.

«Las cifras anteriores [de rayos] han sido pequeñas, pero podría tener grandes repercusiones en el clima», explica Yang Chen, investigador de la Universidad de California, Irvine, y autor principal de uno de los nuevos estudios, publicado en Nature Climate Change.

Aumentan los incendios causados por rayos

En 2002, cuando los investigadores entrevistaron a los ancianos de una comunidad ártica en el noroeste de Canadá, ninguno recordaba haber presenciado más que unas pocas tormentas de rayos a lo largo de su vida. Una mujer recordaba haber visto una sola tormenta en la década de 1930, cuando tenía cinco años.

Por aquel entonces, los científicos tampoco pensaban mucho en los rayos en el Ártico: eran tan poco comunes que incluso los investigadores que habían pasado décadas de veranos en la región nunca habrían visto ni un destello.

«Cuando vine a Fairbanks por primera vez, si veía una tormenta eléctrica me sorprendía», cuenta Uma Bhatt, meteoróloga de la Universidad de Alaska, Fairbanks, que ha estudiado el incremento de los rayos en el Ártico y ha vivido en el estado durante 22 años.

En 2014 y 2015, unos de los incendios más grandes que se han documentado quemaron vastos tramos de Alaska y los Territorios del Noroeste de Canadá. Al igual que más del 90 por ciento de los incendios en el Ártico, estos fueron provocados por rayos.

A medida que el Ártico se calienta y se seca, las plantas son cada vez más inflamables. Pero después de 2014 y 2015, Sander Veravebeke, climatólogo de la Universidad Libre de Ámsterdam y coautor de uno de los trabajos recientes, se preguntaron si la historia tenía otra parte. ¿Estaba aumentando también la frecuencia de los rayos que prenden fuego?

«Comprobé los datos de rayos de aquellos años y vi que no era una coincidencia», cuenta Veravebeke. «Un aumento de los rayos provoca casi de inmediato un aumento de los incendios».

En un trabajo de 2017, sus colegas y él descubrieron que la cantidad de incendios provocados por rayos en Alaska y los Territorios del Noroeste se había duplicado desde 1975, culminando con una cifra récord de igniciones en ambos lugares durante las devastadoras temporadas de 2014 y 2015.

¿Hay más rayos?

Pero ¿realmente eran los rayos más frecuentes en todo el Ártico? Resulta que es una pregunta difícil de responder, porque no existen registros del fenómeno en todo el Ártico que se hayan medido de forma continua y coherente.

Un satélite lanzado en 1995 registró los rayos polares, pero se retiró en 2000. Los nuevos satélites de detección de rayos sólo observan hasta el norte y el sur de las latitudes medias, pero no los polos.

Las redes terrestres, que utilizan sensores que detectan las ondas de radio producidas por los rayos, son las que registran los rayos que se producen en casi todo el mundo. Con una red regional en Alaska, Bhatt descubrió un aumento del 17 por ciento en la actividad de los rayos entre 1986 y 2015.

Pero los registros de todo el Ártico son breves y solo abarcan menos de 20 años, y según los climatólogos todavía no son lo bastante concluyentes para documentar una tendencia sólida.

Hace poco, un equipo de la Universidad de Washington escudriñó los datos de la Red Mundial de Localización de Rayos, una red de sensores terrestres operativa desde 2004. Descubrieron que la cantidad de rayos registrados al norte de los 65 grados creció de menos de 50 000 en 2010 hasta aproximadamente 250 000 en 2020. Los investigadores afirman que parte de esta cifra podría atribuirse al aumento de la cantidad de sensores, pero estiman que los rayos en la región se han triplicado en la última década.

Sin embargo, otra red mundial de detección de rayos gestionada por la empresa Vaisala no ha captado este aumento. La Global Lightning Database 360 se puso en marcha en 2012, por lo que su registro es más breve que el del equipo de Washington, pero la red es más sensible y capta más rayos y rayos más débiles que las otras.

Con todo, entre 2012 y 2020 no registraron ningún aumento evidente de la actividad de los rayos, indica Ryan Said, ingeniero de investigación de Vaisala. Aclara que eso no significa necesariamente que no exista una tendencia, solo que se necesitarán más años de observaciones para averiguar cómo están cambiando los patrones.

«Este es solo el principio de ese viaje», dice.

La red de rayos de Vaisala ha detectado actividades inusuales en los últimos años. En los veranos de 2019 y 2020, la GLD360 registró más de 100 rayos al norte de 85 grados, incluida una oleada de rayos muy raros a 300 millas náuticas del Polo Norte.

Más rayos en el futuro

Independientemente de si estos cambios ya están en marcha, el cambio climático quiere decir que es casi seguro que habrá más rayos en el Ártico, dice Chen.

Para que se formen rayos, se necesitan algunos ingredientes muy específicos que han sido más bien raros en el extremo norte, pero puede que el cambio climático haga que sean más comunes.

En primer lugar, el aire de la superficie tiene que estar caliente y cargado de humedad para flotar rápidamente. El aire superior debe ser lo bastante frío como para que, cuando el aire caliente salga disparado hacia arriba, su humedad se congele y forme diminutas partículas de hielo. El sistema tiene que ser turbulento para que el aire se arremoline y se agite, lanzando las partículas de hielo con tanta fuerza que estas se desprenden de los electrones y se cargan eléctricamente. Y, al final, se produce la enorme descarga, ya sea dentro de la propia nube o entre la nube y el suelo.

Históricamente, la atmósfera fría y relativamente estable del Ártico no ha sido propicia para las tormentas eléctricas. Sin embargo, la temperatura del aire en la región ha aumentado de uno a dos grados centígrados solo en las últimas tres décadas, más rápido que en cualquier otro lugar del planeta.

Chen y sus colegas, Veravebeke incluido, querían estimar cuántos rayos más podrían provocar las condiciones climáticas cambiantes para finales de siglo. Compararon los datos del satélite que había registrado los rayos en el Ártico en la década de 1990 con los datos meteorológicos del mismo periodo para averiguar qué condiciones atmosféricas se ajustaban mejor a las raras apariciones de rayos en la región.

Los modelos climáticos proyectaban esas condiciones específicas propicias para los rayos y, por extensión, era probable que los rayos —que son ligeramente diferentes de la probabilidad general de las tormentas eléctricas— se produjeran con una frecuencia casi 2,5 veces mayor sobre la tundra en el futuro y que casi se duplicaran sobre los bosques septentrionales. Se trata de un cambio relativo mucho mayor que el incremento del 50 por ciento previsto para los Estados Unidos continentales. A nivel mundial, algunas investigaciones sugieren que podría darse una disminución de la actividad total de rayos para 2100, en parte porque los trópicos, donde abundan estos fenómenos, podrían calentarse tanto que los cristales de hielo se formarían con menor frecuencia.

No es posible cotejar los datos satelitales que utilizaron Chen y sus colegas para estimar los rayos con las redes terrestres utilizadas para detectar el reciente aumento de la actividad, por lo que los dos resultados no pueden compararse ni integrarse directamente. Con todo, ambos ponen de manifiesto que «los rayos son cada vez más importantes en el Ártico», dice Veravebeke.

A pesar de todo, lo más preocupante no son los rayos en sí, sino lo que pueden desencadenar. En cualquier parte del mundo, los incendios forestales pueden liberar el carbono almacenado en bosques y suelos. Los incendios forestales en Australia en 2020, por ejemplo, emitieron más de 800 millones de toneladas métricas de dióxido de carbono, casi 1,5 veces más que el total anual del país.

Los incendios no solo queman material leñoso en la superficie. «La quema es tridimensional», explica Michelle Mack, ecóloga y experta en el Ártico de la Universidad del Norte de Arizona. Queman la materia orgánica del suelo bajo las llamas superficiales y el carbono es mucho más abundante en el suelo del Ártico que en otras partes del mundo. Solo los pocos centímetros superiores suelen contener décadas de carbono acumulado. Según Veravebeke, los incendios que arrasan la superficie de estos suelos árticos pueden liberar al menos el doble de carbono que, por ejemplo, los suelos de California cuando arden.

La investigación sugiere que, para finales de siglo, si más rayos provocan más incendios, la superficie quemada y el carbono emitido por el Ártico podrían aumentar más de un 150 por ciento con respecto a las emisiones medias anuales actuales vinculadas a los incendios, que son de aproximadamente 3,4 millones de toneladas métricas de carbono.

Pero la situación podría empeorar. El fuego modifica el ecosistema y facilita el desplazamiento al norte de los bosques y los arbustos al abrir nuevas áreas para que crezcan. A su vez, eso incrementa las probabilidades de incendios, porque el material leñoso prende mejor que la tundra.

Los bosques también son más cálidos y, por consiguiente, más propensos al fuego que la tundra, ya que son más oscuros y absorben más luz solar. Según Chen y sus colegas, si incrementan los incendios provocados por los rayos y aceleran la extensión de los bosques hacia el norte, las emisiones de carbono podrían aumentar un 570 por ciento respecto a las actuales, añadiendo unos 23 millones de toneladas métricas de CO2 a la atmósfera cada año, o aproximadamente una quinta parte de lo que se produjo en los incendios catastróficos de California en 2020.

El equipo describió la preocupante cuestión del carbono, aunque no hizo cálculos al respecto: los incendios causados por los rayos también podrían dejar expuesto el permafrost abundante en carbono que subyace a lo largo de 13 millones de kilómetros cuadrados en el Ártico, lo que aceleraría la tasa de deshielo y liberaría sus inmensos almacenes de carbono. En otras palabras, ¿ese aumento del 570 por ciento en las emisiones de carbono? «Ese es el límite inferior de las estimaciones», dice Chen.

Este artículo se publicó originalmente en inglés en nationalgeographic.com.