La costa este de los Estados Unidos de Norteamérica se hunde ¿Cuáles son las razones?

La tierra también se está hundiendo en algunas zonas de los EE.UU. y se está produciendo con suficiente rapidez como para amenazar la infraestructura, las tierras de cultivo y los humedales de los que dependen decenas de millones de personas a lo largo de la costa, según un equipo de científicos financiado por la NASA en el Laboratorio de Innovación y Observación de la Tierra (EOI, por su siglas en inglés) de Virginia Tech.

La costa este de los EE.UU. contiguos se hunde

Los investigadores analizaron datos satelitales y sensores GPS terrestres para analizar el movimiento vertical y horizontal de la tierra costera desde Nueva Inglaterra hasta Florida.

En un estudio publicado en PNAS Nexus, el equipo informó que más de la mitad de la infraestructura en las principales ciudades como Nueva York, Baltimore y Norfolk está construida en terrenos que se hundieron o hundieron entre 1 y 2 milímetros por año entre 2007 y 2020. La tierra en varios condados de Delaware, Maryland, Carolina del Sur y Georgia se hundió al doble o al triple de esa tasa. Los investigadores encontraron que al menos 867.000 propiedades e infraestructura crítica, incluidas varias carreteras, ferrocarriles, aeropuertos, presas y diques, se estaban hundiendo.

Los hallazgos surgen tras un estudio anterior del EOI Lab, publicado en Nature Communications, que utilizó los mismos datos para mostrar que la mayoría de las marismas y humedales de la costa este, fundamentales para proteger a muchas ciudades de las marejadas ciclónicas durante los huracanes, se estaban hundiendo a tasas superiores a los 3 milímetros por año. Descubrieron que al menos el 8 por ciento de los bosques costeros habían sido desplazados debido al hundimiento y la intrusión de agua salada, lo que llevó a una proliferación de "bosques fantasmas".

"El hundimiento es un problema pernicioso, altamente localizado y a menudo pasado por alto en comparación con el aumento global del nivel del mar, pero es un factor importante que explica por qué los niveles de agua están aumentando en muchas partes del este de Estados Unidos", dijo Leonard Ohenhen, geofísico de Virginia Tech. Las consecuencias para las personas que viven a lo largo de la costa incluyen más inundaciones por mareas, más viviendas e infraestructuras dañadas y más problemas con la intrusión de agua salada en las tierras de cultivo y los suministros de agua dulce.

"La buena noticia es que el hundimiento es un problema que podemos frenar hasta cierto punto a escalas locales", afirmó Manoochehr Shirzaei, coautor de ambos estudios y director del Laboratorio EOI. Algunos factores importantes causados por el hombre que contribuyen al hundimiento incluyen la extracción de aguas subterráneas, la construcción de presas y otras infraestructuras que bloquean el flujo natural de sedimentos que repone los deltas de los ríos, y el secado y compactación de los suelos de turba.

El mapa de arriba resalta la variabilidad en el ascenso y descenso de la tierra (o movimiento vertical de la tierra ) en gran parte de la costa este. Las áreas que se muestran en azul disminuyeron entre 2007 y 2020, siendo las áreas de color azul más oscuro las que se hundieron más rápido. Las áreas que se muestran en rojo oscuro aumentaron más rápido. Los datos satelitales en el mapa tienen una resolución espacial promedio de 50 metros por píxel, que es mejor que los mapas anteriores basados únicamente en sensores terrestres.

Zonas que se hunden y se elevan

El mapa fue creado comparando miles de escenas de datos de radar de apertura sintética (SAR) recopilados entre 2007 y 2020 por el Satélite Avanzado de Observación Terrestre (ALOS) de Japón y los satélites europeos Sentinel-1.

Ohenhen y sus colegas buscaron cambios sutiles en los datos recopilados en diferentes períodos de tiempo para calcular la velocidad del movimiento de la tierra utilizando una técnica de procesamiento conocida como radar interferométrico de apertura sintética (InSAR). Para comprobar y mejorar la precisión de las observaciones satelitales, también utilizaron datos de velocidad horizontal y vertical de estaciones receptoras terrestres en el Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS).

Parte de la razón por la que el Atlántico Medio se está hundiendo más rápidamente que el noreste de EE. UU. se debe a que el borde de la enorme capa de hielo Laurentide, que cubrió gran parte del norte de América del Norte durante el apogeo de la Edad de Hielo más reciente, atravesaba el norte de Pensilvania y New Jersey. Las tierras libres de hielo al sur de esa línea, especialmente en el Atlántico Medio, se hincharon hacia arriba mientras que las tierras cubiertas de hielo al norte fueron empujadas hacia abajo por el peso del hielo, explicó Shirzaei. Cuando la capa de hielo comenzó a retroceder hace 12.000 años, la región del Atlántico Medio comenzó a hundirse gradualmente (y continúa haciéndolo hoy), mientras que el noreste de EE. UU. y Canadá comenzaron a elevarse como parte de un proceso de reequilibrio llamado ajuste isostático glacial.

Si bien el borde de la capa de hielo Laurentide nunca se acercó al norte de Florida, esa región tiene tasas de elevación relativamente altas debido a otro proceso geológico: la disolución gradual y el aligeramiento de los paisajes kársticos debido a la infiltración de agua subterránea.

Estos ajustes isostáticos naturales tienen lugar a relativamente profundidad bajo tierra, ocurren durante largos períodos de tiempo, afectan áreas amplias y son responsables de aproximadamente la mitad del movimiento vertical de la tierra que los satélites observaron a lo largo de la costa este, dijo Shirzaei. Sin embargo, los procesos de corta duración provocados por el hombre que ocurren más cerca de la superficie también pueden tener una fuerte influencia en determinadas zonas.

El rápido hundimiento en algunas partes de la costa este de Maryland y partes de Virginia cercanas a áreas de levantamiento probablemente sea en parte producto de la extracción de agua subterránea y del bombeo intencional de agua de regreso a los acuíferos para minimizar los efectos de la intrusión de agua salada, explicó Ohenhen. Del mismo modo, las altas tasas de hundimiento en las costas de Georgia, Carolina del Sur y Carolina del Norte probablemente estén influenciadas por la presencia de represas que bloquean los sedimentos que de otro modo viajarían por varios ríos clave y repondrían las tierras costeras, y el drenaje y compactación de los suelos de turba.

Charleston, Carolina del Sur, se encuentra entre las ciudades que luchan por reaccionar ante el hundimiento y el aumento del nivel del mar. Esta ciudad de 800.000 habitantes es una de las que se hunde más rápidamente (alrededor de 4 milímetros por año) en el este de Estados Unidos, y se cree que una parte de esa cifra es el resultado de actividades humanas, incluido el bombeo de aguas subterráneas. Dado que gran parte del centro de la ciudad está construido a una altura de menos de 3 metros sobre el nivel del mar, la frecuencia de las inundaciones por mareas ha aumentado considerablemente en las últimas décadas, y la ciudad está considerando construir un largo malecón alrededor de la península de Charleston para proteger su centro de las marejadas ciclónicas.

El equipo de Virginia Tech también observó que partes de Charleston tenían diferencias en la tasa de hundimiento dentro de un área relativamente pequeña, un fenómeno conocido como hundimiento diferencial. "Eso es un problema porque ejerce más presión sobre la infraestructura", dijo Ohenhen. Otras áreas con altas tasas de hundimiento diferencial se encontraban en la costa este de Maryland y Boston.

Este esfuerzo por mapear la costa atlántica siguió a un esfuerzo similar realizado por el mismo laboratorio para mapear el movimiento vertical de la tierra a lo largo de la costa de California. "El hundimiento en la costa atlántica es en realidad peor que en la costa del Pacífico", dijo Shirzaei. "Es más generalizado, más rápido y más impactante porque las comunidades y la infraestructura están ubicadas más cerca del nivel del mar que en la costa oeste".

El próximo proyecto del laboratorio es analizar la costa del Golfo. "Nuestro objetivo a largo plazo es cartografiar todas las costas del mundo utilizando esta técnica", añadió Shirzaei. "Sabemos que los planificadores de varias ciudades de EE. UU. ya están utilizando nuestros datos para hacer que nuestras costas sean más resilientes, y queremos que ciudades de todo el mundo puedan hacer lo mismo".

Imágenes de NASA Earth Observatory tomadas por Lauren Dauphin, utilizando datos de Ohenhen, Leonard O., et al. (2023). Historia de Adam Voiland.