De ce, când și cum crește nivelul mărilor și cum ne afectează?

• Când vorbim de schimbările climatice unul din primele efecte la care ne gândim este cel legat de nivelul mărilor și oceanelor planetare. În ultimele 3 decenii, datele satelitare de la NASA arată o creștere de ~ 10 cm a Oceanului Planetar.
• Chiar dacă creșterea nu pare mult, raportată la suprafața Oceanului Planetar, înseamnă un surplus de 36,000,000,000,000,000 litri de apă, adică 36 de catralioane de litri de apă sau 144 de milioane de piscine olimpice pline cu apă. Această creștere în volumul de apă continuă în prezent și se datorează în mare parte activităților umane.
• Zonele costiere ale marilor continente sunt expuse acestui risc, fiind foarte populate și mari centre economice. Orașe precum New York, Manila sau Veneția sunt deja afectate și necesită adoptarea a unor planuri complexe de adaptare și mitigare la o problema globală.

Nivelul Mărilor este important

Nivelul mărilor este una dintre interfețele esențiale ale Terrei. Formele de viață, depozitele sedimentare și geologia, toate depind și sunt influențate de această interfață.

În plus, civilizația umană este in esență una maritimă. Porturile antice înfloreau pentru că beneficiau de transport de marfă facil pe distanțe lungi iar acest lucru a rămas neschimbat până în prezent permițându-ne să ne aprovizionăm cu mai toate bunurile de consum din China. Transportul împreună cu accesul mai facil la resurse a determinat ca cele mai mari concentrări de populație să se afle în zonele costiere, unde regăsim megalopolisuri precum New York, Tokyo, Shanghai, Londra sau Lagos. De aceea, este important sa știm ce se întâmplă cu nivelul mărilor și oceanelor, chiar dacă locuim pe uscat, departe de acestea, pentru că inundarea țărmurilor va duce la o perturbare a întregului sistem economic și social global.

Vizualizare a creșterii nivelurilor mărilor în intervalul 1993-2022. Credit: NASA’s Scientific Visualization Studio

Măsurătorile satelitare ale Nivelurilor Mărilor

Intervalul ultimelor 3 decenii a fost acoperit aproape în totalitate de măsurători precise și globale ale nivelului mării făcute cu ajutorul sateliților. De la lansarea primului satelit pentru măsurarea nivelului oceanelor în 1993 și până acum, o flotă de sateliți (precum Jason) s-au alăturat misiunii de a carta suprafața oceanelor cu o recurență de 10 zile.

Evoluția nivelului mării la scară globală din ultimele trei decenii poate fi aproximat de o linie continuă, cu o creștere medie de 3.5 mm/an după ultimele date, și în ușoară accelerare. În schimb, dinamica nivelului mării se complică mult mai puternic când considerăm un bazin semi-închis precum Marea Neagră care comunică cu Mediterana prin strâmtorile Bosfor și Dardanele și apoi cu Oceanul Planetar prin strâmtoarea Gibraltar. Nivelul Mării Negre este influențat puternic de factori locali precum debitul Dunării și al celorlalte râuri tributare, presiunea atmosferica sau evaporația, ceea ce face ca variațiile sa fie mult mai puternice, de +/- 10 cm în câțiva ani, dar cu o tendința de creștere, per total mai mică comparat cu evoluția planetară (+1.54 mm/an).

De fapt, puține zone de pe glob înregistrează o creștere exactă de 3.5 mm/an. Cele mai multe zone sunt fie peste, fie sub această valoare și se datorează dinamicii oceanice și atmosferice. Spre exemplu, estul Oceanul Pacific crește cu 1 mm/an în timp ce partea vestică cu 5 mm/an. Diferența se datorează intensității fenomenelor de La Nina și El Nino din această perioadă, care modulează viteza vântului și «împing» mai mult masele de apă spre vest.

De asemenea, curenții migrează și își schimbă intensitatea împreuna cu vârtejurile ciclonale și anticiclonale. Aceștia își modifică poziția și intensitatea și apar pe hartă ca niște pistrui mai colorați.

Regiuni din Oceanul Sudic, lângă Antarctica, odată cu topirea calotei glaciare înregistrează paradoxal scăderi ale nivelului, chiar dacă se eliberează apă. Topirea calotei determină de fapt o scădere a gravitației, și deci a atracției gravitaționale a apei în această zonă.

Nivelul Mării măsurat la țărm este relativ

Dacă astăzi sateliții ne permit să avem o vedere absolută asupra Nivelului Mării pe tot Pământul, la rezoluție milimetrică, în trecut măsurătorile se făceau numai cu ajutorul maregrafelor, aflate în dreptul unui oraș costier. Cele mai vechi maregrafe sunt în Amsterdam (încă din 1700), Liverpool (1768) și Stockholm (1774), și la Sulina pentru Marea Neagră în sec XIX.

Pe țărm totuși, lucrurile sunt și mai complicate. Maregrafele prezintă o problemă intrinsecă, ele masoară nivelul mării relativ, adică raportat la substratul geologic pe care se află, și nu la un nivel ‘0’ absolut. De aceea, subsidența locală și compactarea sedimentelor sau tectonica afectează puternic tendințele maregrafelor. Spre exemplu, în Stockholm, nivelul mării este în scădere din cauza unui fenomen numit ridicare glacio-izostatica a scoarței terestre, care a fost în trecut apăsată de calota glaciară. Odată ce scoarța a fost eliberată de gheață după era glaciară, a început să se înalțe, și implicit nivelul mării relativ să scadă. Manila reprezintă un exemplu în care subsidența locală antropogenică și extracția de apă au determinat scufundarea orașului cu jumătate de metru, respectiv creșterea nivelului relativ marin cu aceeași valoare.

Nivelul Mărilor din trecut

Cunoașterea nivelului mării în dreptul orașelor nu se limitează la perioada recentă. Utilizând markeri biologici, se poate cunoaște evoluția nivelului relativ încă din antichitate.

Săpăturile din portul Marsiliei (Franța) au scos la lumină limita superioară a unui crustaceu marin (Balanus) care s-a fixat pe țărușii de pe cheiurile romane ale portului. Partea lui superioară indică nivelul maxim pe care nivelul mării il poate atinge ținând in cont variații periodice precum mareele. Măsurând diferența altimetrică superioară dintre populațiile fosile și cele contemporane, este posibil să se deducă cu precizie de 5 cm nivelurile mării din antichitate. Datarea cu radicarbon (14C), poate constrange orizontul temporal in care acel crustaceu a crescut. Aplicând această metodă, cercetările de la Marsilia au arătat că nivelul mării de acum 5000 de ani era cu 1.5 m mai coborât, similar cu multe dintre porturile antice ale Mediteranei care se află acum acoperite de mare.

La ce să ne așteptăm în viitor cu Nivelul Mărilor

Veneția, un oraș care se află aproape de nivelul 0 al mării,  este deosebit de vulnerabil la creșterea nivelului mării. Inundațiile excepționale, care se produc la maree înalte împreună cu furtuni sunt din ce in ce mai frecvente. Din 1872, de când se țin astfel de evidențe, au avut loc 25 de inundații. Două treimi dintre acestea au fost înregistrate în ultimii 20 de ani, iar o cincime din total în perioada 12 noiembrie – 23 decembrie, 2019. Pentru Veneția, chiar și o creștere aparent nesemnificativă de câțiva centimetri crește detectabil frecvența inundațiilor.

Modelele care țin cont de încălzirea globală prevăd o probabilă creștere a nivelului mării de 0.5 până la 1 m în 2100. Un studiu recent, bazat pe cele mai precise date topografice globale, estimează că 410 milioane de oameni vor fi afectate de creșterea frecvenței inundațiilor datorate creșterii nivelului mării.