Los lagos son esenciales para los ecosistemas, proporcionan agua dulce, apoyan la biodiversidad y ofrecen hábitat crucial para peces y otras especies acuáticas.
Pero un estudio reciente de mis colegas y yo mostramos que los lagos en todo el mundo están calentando, no solo en la superficie, sino también profundamente. Las ondas de calor del subsuelo en los lagos, definidos como períodos extremos de alta temperatura del agua por debajo de la superficie, están aumentando en frecuencia, duración e intensidad.
Estos extremos ocultos podrían tener graves consecuencias para los ecosistemas del lago. A pesar de eso, el problema sigue siendo en gran medida sin supervisión y mal entendido.
Las ondas de calor del lago son similares a las de la atmósfera o el océano. Son períodos prolongados de calor excesivo. La mayoría de las investigaciones hasta la fecha se han centrado en las temperaturas de la superficie, donde el cambio climático ya ha causado ondas de calor más frecuentes e intensas en las últimas décadas.
Estos eventos superficiales pueden interrumpir el equilibrio químico y físico de los lagos, dañar las redes alimentarias y, en algunos casos, causar muertes en masa de peces.
Las especies acuáticas responden a las ondas de calor de la superficie de diferentes maneras. Algunos se benefician si el calentamiento expande su rango de temperatura preferido. Pero muchos otros, particularmente aquellos que ya viven cerca de sus límites térmicos, enfrentan un estrés significativo.
En los lagos que estratifican durante el verano, donde el agua superficial cálida se encuentra por encima de una capa de fondo más fría, algunas especies buscan refugio del calor migrando a aguas más profundas. Pero, ¿qué sucede cuando ese refugio más profundo ya no es genial?
Una mirada más cercana debajo de la superficie
Para investigar, analizamos los datos de temperatura de decenas de miles de lagos en todo el mundo. Estos incluyeron modelos de lago unidimensionales, simulaciones de alta resolución para los Grandes Lagos de América del Norte y modelos locales calibrados a condiciones específicas del lago.
Al analizar cómo la temperatura varía con la profundidad y el tiempo, identificamos cuándo y dónde las aguas subsuperficiales cruzaron los umbrales de calor extremos.
Definimos las ondas de calor del subsuelo como períodos en que las temperaturas a profundidades particulares excedían su rango estacional típico. También rastreamos cómo estos eventos han cambiado desde 1980, y cómo podrían evolucionar en diferentes escenarios de emisiones a fines de este siglo.
Las ondas térmicas subsuperficiales ya son comunes y se están volviendo más.
Desde 1980, las ondas de calor inferiores (las que ocurren en las partes más profundas de los lagos) han aumentado en un promedio de más de siete días por década en frecuencia, más de dos días por década en duración y han aumentado alrededor de 0.2c por década.
Aunque estos eventos de aguas profundas tienden a ser ligeramente menos intensas que las superficies, a menudo duran más.
También encontramos un aumento en las ondas de calor “compuestas verticalmente”. Esto es cuando se producen temperaturas extremas simultáneamente en la superficie y el fondo de un lago.
Estos eventos duplicados ahora están ocurriendo más de tres días por década con más frecuencia. Cuando golpean, las especies acuáticas se pueden dejar sin lugar para escapar del calor.
Aún más preocupante, los refugios de aguas profundas que una vez ofrecieron refugio durante las ondas de calor de la superficie se están reduciendo o desaparecen por completo. En algunos lagos, la distancia que los peces deben viajar para encontrar agua más fría han aumentado en casi un metro por década.
Nuestras simulaciones sugieren que estas tendencias se intensificarán, especialmente en escenarios de alta emisión. A finales de este siglo, algunas ondas de calor inferiores podrían durar meses, con temperatura extremas no vistas en el registro histórico.
Por qué esto importa
Los ecosistemas del lago dependen de la estructura térmica. Cuando el calor extremo llega a la columna de agua, puede desencadenar efectos ecológicos en cascada, desde cambiar los hábitats de los peces y alterar la distribución de especies, hasta el aumento del ciclo de nutrientes y las flores de algas. Incluso podría afectar la liberación de gases de efecto invernadero como el metano de los sedimentos del lecho del lago.
Las ondas de calor del subsuelo representan un riesgo particular para las especies que viven en el fondo, que pueden ser menos móviles o ya adaptadas a condiciones frías y estables. La pérdida de refugios térmicos durante las ondas de calor de la superficie también pone en peligro especies que de otro modo escapan a aguas más profundas.
Al ignorar lo que sucede debajo de la superficie, corremos el riesgo de subestimar los verdaderos efectos ecológicos del cambio climático en los sistemas de agua dulce.
Nuestro estudio destaca la urgente necesidad de expandir los esfuerzos de monitoreo del lago para incluir temperaturas del subsuelo. Si bien los satélites han transformado nuestra comprensión del calentamiento de la superficie, no pueden capturar lo que sucede a continuación.
La investigación futura debería examinar cómo las diferentes especies responden a estas ondas de calor de aguas profundas y verticales. Debería explorar cómo los cambios en la estructura térmica del lago afectan diferentes procesos como el ciclo de nutrientes y la producción de metano.
Para los planificadores de conservación, eso significa incorporar las ondas de calor del subsuelo en evaluaciones de riesgos y modelos de hábitat. Para los modeladores climáticos, significa mejor representar procesos verticales en lagos dentro de los modelos de sistemas de tierra global.
A medida que los lagos continúen calentando, administrando y comprendiendo estos extremos de calor ocultos serán críticos para proteger la biodiversidad y los vitales que proporcionan los lagos de servicios del ecosistema.
Iestyn Woolway, lector y compañero de investigación independiente de NERC, Universidad de Bangor
