DOI: http://dx.doi.org/10.18257/raccefyn.135

Artículo original

Sobre el calentamiento y la acidificación del océano mundial y su posible expresión en el medio marino costero colombiano

Paula Judith Rojas-Higuera, José Daniel Pabón-Caicedo

Resumen


Con base en el análisis de datos de la temperatura superficial del mar y del pH en sectores marinos costeros del mar Caribe y el océano Pacífico colombianos, se identificaron las tendencias de largo plazo que constituyen una expresión regional de los fenómenos globales de calentamiento y acidificación del océano. A partir del establecimiento de estos cambios se infirió su potencial impacto en los ecosistemas marinos de los sectores analizados. Se evidenció un incremento en la temperatura superficial del mar del orden de 0,23 ºC por decenio en el Mar Caribe y de 0,18 ºC por decenio en el océano Pacífico. Se encontró una disminución en el pH de una magnitud de -0,071 unidades por decenio y -0,090 unidades por decenio para el Caribe y el Pacífico, respectivamente. Se estimó que hacia finales del siglo XXI habría un aumento de la temperatura superficial del mar de hasta 2 ºC en relación con la observada a comienzos de siglo en los sectores analizados del Caribe y el Pacífico. El pH, por su parte, habría disminuido hasta en 0,5 sus valores en las regiones de estudio hacia finales del siglo XXI con el escenario A2, el más drástico de los analizados en este trabajo. Con base en la revisión de las evidencias publicadas por otros autores sobre los impactos causados en los ecosistemas por el reciente aumento de la temperatura del mar y la reducción del pH, es de suponer que los ecosistemas marinos colombianos se verán dramáticamente afectados, toda vez que sufrirán cambios en el ambiente físico mayores que los reportados hasta hoy, una situación que se hará más aguda en la medida que transcurra el siglo XXI. © Acad. Colomb. Cienc. Ex. Fis. Nat.  2015.


Palabras clave


,calentamiento del océano; acidificación del océano; temperatura superficial del mar; pH; impacto de ecosistemas marinos; Mar Caribe colombiano; Océano Pacífico colombiano

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Referencias


Alvarado E. M., Duque, F., Flórez, L., Ramírez, R. 1986. Evaluación cualitativa de los arrecifes coralinos de Islas del Rosario (Cartagena-Colombia). Boletín Ecotrópica: Ecosistemas Tropicales. 15: 1-30.

Anlauf, H., D’Croz, L., O’Dea, A. 2011. A corrosive concoction: The combined effects of ocean warming and acidification on the early growth of a stony coral are multiplicative. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. 397: 13-20.

Anthony, K. R. M., Kline, D. I., Díaz-Pulido, G., Dove, S., Hoegh-Guldberg, O. 2008. Ocean acidification causes bleaching and productivity loss in coral reef builders. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 105 (45): 17442-17446.

Arnason, R. 2012: Global warming: New challenges for the common fisheries policy? Ocean and Coastal Management, 70: 4-9.Bak R.P.M., Nieuwland, G., Meesters, E. H. 2009. Coral growth rates revisited after 31 years: what is causing lower extension rates in Acropora palmata? Bulletin of Marine Science.84, p. 287-294.

Barange, M., Cheung, W. W. L., Merino, G., Perry, R. I. 2010. Modeling the potential impacts of climate change and human activities on the sustainability of marine resources. Current Opinion in Environmental Sustainability. 2: 326-333.

Barbier, E. B. 2012. A spatial model of coastal ecosystem services. Ecological Economics. 78: 70-79.Barreto, M. B. 2008. Diagnostics about the state of mangroves in Venezuela: Case studies from The National Park Morrocoy and Wildlife Refuge Cuare. In: Mangroves and Halophytes: Restoration and utilization. p. 51-64.

Brierley, A. S. & Kingsford, M. J. 2009. Impacts of climate change on marine organisms and ecosystems. Current Biology. 19: R602-R614.Caldeira, K. & Wickett, M. E. 2003. Anthropogenic carbon and ocean pH. Nature. 425: 365-365.

Comeaux, R. S., Allison, M. A., Bianchi, T. S. 2012. Mangrove expansion in the Gulf of Mexico with climate change: Implications for wetland health and resistance to rising sea levels. Estuarine, Coastal and Shelf Science. 96: 81-95.

Cooley, S. R., Kite-Powell, H. L., Doney, S. C. 2009. Ocean acidification ́s potential to alter global marine ecosystem services. Oceanography I. 22 (4): 172-181.

Corporación Colombiana Internacional – CCI. 2006. Pesca y Acuicultura Colombia 2006. Bogotá, D. C., Colombia. 138 p.Crabbe, M. J. C. 2009. Modelling of geoengineering options in response to climate change and global warming: Implications for coral reefs. ComputationalBiology and Chemistry. 33: 415-420.

Departamento Nacional de Planeación – DNP. 2007. Visión Colombia II Centenario 2019: Aprovechar el territorio marino-costero en forma eficiente y sostenible. Excelsior Impresores. Bogotá, DC. Colombia. 100 p.

Díaz, J. M., Barrios, L. M., Cendales, M. H., Garzón-Ferreira, J., Geister, J., López-Victoria, M., Ospina, G. H., Parra-Velandia, F., Pinzón, J., Vargas-ángel, B., Zapata, F. A., Zea, S. 2000. Áreas coralinas de Colombia. Invemar. Serie de Publicaciones Especiales No. 5. Santa Marta, Colombia. 176 p.

Díaz, J. M., Barrios, L. M., Gómez-López, D. I. (Editores). 2003. Las praderas de pastos marinos en Colombia: estructura y distribución de un ecosistema estratégico. Invemar. Serie de Publicaciones Especiales No. 10. Santa Marta, Colombia. 160 p.

Díaz, J. M., Vieira, C. A., Melo, G. J. (Editores). 2011. Diagnóstico de las principales pesquerías del Pacífico colombiano. Fundación Marviva – Colombia. Bogotá, D. C. 242 p.

Dmitrenko, I. A., Polyakov, I. V., Kirillov, S. A. , Timokhov, L. A., Frolov, I. E., Sokolov, V. T., Simmons, H. L., Ivanov, V. V., Walsh, D. 2008. Toward a warmer Arctic Ocean: Spreading of the early 21st century Atlantic Water warm anomaly along the Eurasian Basin margins. Journal of Geophysical Research – Oceans. 113: C05023.

Doney S. C. 2006. The dangers of ocean acidification. Scientific American, March. p. 58-65.

Echavarría-Heras, H. A., Solana-Arellano, E., Franco-Vizcaíno, E. 2006. The role of increased sea surface temperature on eelgrass leaf dynamics: Onset on El Niño as a proxy for global climate change in San Quintín Bay, Baja California. Bulletin Southern California Academy of Sciences. 105 (3): 113-127.

Feely, R. A., Doney, S. C., Cooley, S. R. 2009. Ocean acidification: Present conditions and future changes in a high-CO2world. Oceanography. 22 (4): 36-47.

Feely, R. A., Alin, S. R., Newton, J., Sabine, C. L., Warner, M., Devol, A., Krembs, C., Maloy, C. 2010. The combined effects of ocean acidification, mixing and respiration on pH and carbonate saturation in an urbanized estuary. Estuarine, Coastal and Shelf Science. 88: 442-449.

Fischlin, A., Midgley, G. F., Price, J. T., Leemans, R., Gopal, B., Turley, C., Rounsevell, M. D. A., Dube, O. P., Tarazona, J., Velickho, A. A. 2007. Ecosystems, their properties, goods, and services. In: Climate Change 2007: Impacts, Adaptation and Vulnerability. Contribution of Working Group II to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Parry, M. L., O. F. Canziani, J. P. Palutikof, P. J. varn del Linden and C. E. Hanson (Eds.). Cambridge University Press. Cambridge, United Kingdom and New York, USA. p. 211-272.

Friedrich, T., Timmermann, A., Abe-Ouchi, A., Bates, N.R., Chikamoto, M.O., Church, M.J., Dore, J.E., Gledhill, D.K., González-Dávila, M., Heinemann, M., Ilyina, T., Jungclaus, J. H., McLeod, E., Mouchet, A., Santana-Casian, J.M. 2012. Detecting regional anthropogenic trends in ocean acidification against natural variability. Nature Climate Change. 20. Publicado en línea: 22 de enero, 2012. Doi: 10.1038/NCLIMATE1372 Fukasawa, M., Freeland, H., Perkin, R., Watanabe, T., Uchida, J., Nishina, A. 2004. Bottom water warming in the North Pacific Ocean. Nature. 427 (6977): 825-827.

Galbraith, P. S., Larouche, P., Chassé, J., Petrie, B. 2012. Sea-surface temperature in relation to air temperature in the Gulf of St. Lawrence: Interdecadal variability and long term trends. Deep Sea Research II, 77-80: 10-20.

Garzón-Ferreira, J., Cortés, J., Croquer, A., Guzmán, H., Leao, Z., Rodríguez-Ramírez, A. 2002. Status of coral reefs in Southern Tropical America in 2000-2002: Brazil, Colombia, Costa Rica, Panamá and Venezuela. In: Status of coral reef of the world. Australian Institute of Marine Science. p. 343-360.

Gledhill, D. K., Wanninkhof, R., Millero, F. J., Eakin, M.2008. Ocean acidification of the Greater Caribbean Region 1996-2006, J. Geophys. Res. 113: C10031; doi:10.1029/2007JC004629.

Gomes Soares, M. L., Duque-Estrada, G. C., Fernández, V., Pereira-Tognella, M. M. 2012. Southern limit of the Western South Atlantic mangroves: Assessment of the potential effects of global warming from a biogeographical perspective. Estuarine, Coastal and Shelf Science. 101: 44-53.

Grafton, R. Q. 2010. Adaptation to climate change in marine capture fisheries. Marine Policy. 34 (3): 606-615.

Hoegh-Guldberg, O. 2005. Climate change and marine ecosystems. En: Climate change and biodiversity. Lovejoy, T. and L. Hannah, editors. Yale University. United States of America. p. 256-273.

Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales, Instituto Geográfico Agustín Codazzi, Instituto de Investigación de Recursos Biológicos Alexander von Humboldt, Instituto de Investigaciones Ambientales del Pacífico Jhon von Neumann, Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras José Benito Vives De Andréis, Instituto Amazónico de Investigaciones Científicas. 2007. Ecosistemas continentales, costeros y marinos de Colombia. IDEAM, IGAC, IAvH, INVEMAR, SINCHI, IIAP. Bogotá, D. C, 276 p. + 37 hojas cartográficas.

Idso, C. & Ferguson, E. H. 2009. Effects of ocean acidification on marine ecosystems. Science and Public Policy Institute. USA. 43 p.

Iguchi, A., Ozaki, S., Nakamura, T., Inoue, M., Tanaka, Y., Suzuki, A., Kawahata, H., Sakai, K. 2012. Effects of acidified seawater on coral calcification and symbiotic algae on the massive coral Porites australiensis. Marine Environmental Research. 73: 32-36.

Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales – IDEAM. 1998. El medio ambiente en Colombia. Primera edición. OP Gráficas S. A. Bogotá, D. C., Colombia. 495 p.

Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras – Invemar.2009. Lineamientos para un plan de manejo de arrecifes coralinos del Área Marina Protegida Corales del Rosario, San Bernardo e Isla Fuerte en el contexto de cambio climático. Informe técnico final. Proyecto INAP: Diseño e implementación de un programa de adaptación al cambio climático en las áreas insulares del Caribe continental colombiano. Santa Marta, Colombia. 91 p.

Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras – Invemar. 2011. Análisis de las condiciones ambientales históricas del Área Marina Protegida Corales del Rosario, San Bernardo e Isla fuerte y sus implicaciones en el mantenimiento de los arrecifes coralinos. Informe técnico final. Proyecto INAP: Diseño e implementación de un programa de adaptación al cambio climático en las áreas insulares del Caribe continental colombiano. Santa Marta, Colombia. 54 p.

Intergovernmental Panel on Climate Change – IPCC. 2000. Special Report on Emissions Scenarios. Edited by N. Nakicenovic and R. Swart. Cambridge University Press. Cambridge, UK and New York, NJ, USA.

Intergovernmental Panel on Climate Change – IPCC. 2013. Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P.M. Midgley (Eds.). Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA. 1535 p.

Ishimatsu, A., Hayashi, M., Kikkawa, T. 2008. Fishes in high-CO2, acidified oceans. In: Effects of ocean acidification on marine ecosystems. Marine Ecology Progress Series. 373: 295-302.

Jackson D. L. & Wick, G. A. 2010. Near-surface air temperature retrieval derived from AMSU-A and sea surface temperature observations. J. Atmos. Oceanic Techno.27: 1769-1776.

Jennerjahn, T. C. 2012. Biogeochemical response of tropical coastal systems to present and past environmental change. Earth Science Reviews, 114: 19-41.

Kennedy, V. S., Twilley, R. R., Kleypas, J. A., Cowan Jr., J. M., Hare, S. R. 2002. Coastal and marine ecosystems & global climate change. PEW Center on Global Climate Change. Arlington, USA. 64 p.Khatiwala, S., Primeau, F., Hall, T. 2009. Reconstruction of the history anthropogenic CO2 concentration in the ocean. Nature,462: 346-U110.

Kleypas, J. A. & Yates, K. K. 2009. Coral reefs and ocean acidification. Oceanography.22 (4): 108-117.Kordas, R. L., Harley, C. D. G., O’Connor, M. I. 2011. Community ecology in a warming world; the influence of temperature on interspecific interactions in marine systems. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. 400: 218-226.

Krief, S., Hendy, E. J., Fine, M., Yam, R., Meibom, A., Foster, G. L., Shemesh, A. 2010. Physiological and isotopic responses of scleractinian corals to

ocean acidification. Geochimica et Cosmochimica Acta, 74: 4988-5001.

Laurans, Y., Pascal, N., Binet, T., Brander, L., Clua, E., David, G., Rojat, D., Seidl, A. 2013. Economic valuation of ecosystem services from coral reefs in the South Pacific: Taking stock of recent experience. Journal of Environmental Management. 116: 135-144.

Lough, J. M. &Cooper, T. F. 2011. New insights from coral growth band studies in an era of rapid environmental change. Earth-Science Reviews. 108: 170-184.

Lyman, J. M., Good, S. A., Gouretski, V. V., Ishii, M., Johnson, G. C., Palmer, M. D., Smith, D. G., Willis, J. K. 2010 Robust warming of the global upper ocean. Nature. 465: 334-337.

Madeira, D., Narciso, L., Cabral, H. N., Vinagre, C. 2012. Thermal tolerance and potential impacts of climate change on coastal and estuarine organisms. Journal of Sea Research. 70: 32-41.

Madin, E. M. P., Ban, N. C., Doubleday, Z. A., Holmes, T. H., Pecl, G. T. Smith, F. 2012. Socio-economic and management implications of range-shifting species in marine systems. Global Environmental Change. 22: 137-146.

Malone, T., Davidson, M., DiGiacomo, P., Gonçalves, E., Knap, T., Muelbert, J., Parslow, J., Sweijd, N., Yanagai, T., Yap, H. 2010. Climate change, sustainable development and coastal ocean. Information needs. Procedia Environmental Sciences. 1: 324-341.

Martínez, M. L., Intralawan, A., Vásquez, G., Pérez-Maqueo, O., Sutton, P., Landgrave, R. 2007. The coasts of our world: Ecological, economic and social importance. Ecological Economics. 63: 254-272.

Marsh G. 2005. Seawater pH and anthropogenic carbon dioxide. Argonne National Laboratory. University of Chicago. USA. 15 p.McNeil B.I. 2006. Oceanic implications for climate change policy. Environmental Science & Policy.9: 595-606.

Miller, K., Charles, A. C., Barange, M., Brander, K., Gallucci, V. F., Gasalla, M. A., Khan, A., Munro, G., Murtugudde, R., Ommer, R. E., Perry, R. I. 2010. Climate change, uncertainty, and resilient fisheries: Institutional responses through integrative science. Progress in Oceanography. 87(1-4): 338-346.

Mooney, H., Larigauderie, A., Cesario, M., Elmquist, T., Hoegh-Guldberg, O., Lavorel, S., Mace, G. M., Palmer, M., Scholes, R., Yahara, T. 2009. Biodiversity, climate change and ecosystem services. Current Opinion in Environmental Sustainability. 1: 46-54.

Nakano, Y. & Watanabe, Y. W. 2005. Reconstruction of pH in the surface seawater over the North Pacific Basin for all seasons using temperature and chlorophyll-a. Journal of Oceanography. 61: 673-680.

Pabón, J. D. 2012. Cambio climático en Colombia: tendencias en la segunda mitad del siglo XX y escenarios posibles para el siglo XXI. Rev. Acad. Colomb. Cienc. 36 (139): 127-144.

Perry, R. I., Barange, M., Ommer, R. E. 2010a. Global changes in marine systems: A social-ecological approach. Progress in Oceanography. 87 (1-4): 331-337.

Perry, R. I., Ommer, R. E., Barange, M., Werrner, F. 2010b. The challenge of adapting marine social-ecological systems to the additional stress of climate change. Current Opinion in Environmental Sustainability, 2: 356-363.

Pierce, D. W., Barnett, T. P., AchutaRao, K. M., Glecker, P. J., Gregory, J. M., Washington, W. M. 2006. Anthropogenic warming of the ocean: Observations and model results. Journal of Climate. 19: 1873-1900.

Porzio, L., Buia, M. C., Hall-Spencer, J. M. 2011. Effects of ocean acidification on macroalgal communities. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. 400 (1-2): 278-287.

Putnam, H. M. & Edmunds, P. J. 2011. The physiological response of reef corals to diel fluctuations in seawater temperature. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. 396 (2): 216-223.

Remoundou, K., Koundouri, P., Kontogianni, A., Nunes, P. A. L. D., Skourtos, M. 2009. Valuation of natural marine ecosystems: An economic perspective. Environmental Science & Policy. 12: 1040-1051.

Rojas, P. J. 2013. La expresión del cambio global en las variables físico-químicas del medio marino regional y su impacto en los ecosistemas marino-costeros colombianos. Tesis para optar al título de Magister en Geografía. Universidad Nacional de Colombia. Bogotá, D. C., Colombia. 118 p.

Rodrigues, L. C., van den Bergh, J. C. J. M., Ghermandi, A.2013. Socio-economic impacts of ocean acidification in the Mediterranean Sea. Marine Policy. 38: 447-456.

Ruckelshaus, M., Doney, S. C., Galindo, H. M., Barry, J. P., Chan, F., Duffy, J. E., English, C. A., Gaines, S. D., Grebmeier, J. M., Hollowed, A. B., Knowlton, N., Polovina, J., Rabalais, N. N., Sydeman, W. J., Talley, L. D. 2013. Securing ocean benefits for society in the face of climate change. Marine Policy. 40: 154-159.

Ruiz, F. 2010. Cambio climático en temperatura, precipitación y humedad relativa para Colombia usando modelos meteorológicos de alta resolución (panorama 2011-2100). Nota Técnica de IDEAM, No. IDEAM–METEO/005-2010, Bogotá D.C., 91 p.

Sheppard, C. &Rioja-Nieto, R. 2005. Sea surface temperature 1871–2099 in 38 cells in the Caribbean region. Marine Environmental Research. 60 (3): 389-396.

Short, F. T. & Neckles, H. A. 1999. The effects of global climate change on seagrasses. Aquatic Botany. 63 (3-4): 169-196.Solano, O. D. 1994. Corales, formaciones arrecifales y blanquea-miento de 1987 en Bahía Portete (Guajira, Colombia). An. Inst Invest. Mar. Punta Betín. 23: 149-163.

The Royal Society. 2005. Ocean acidification due to increasing atmospheric carbon dioxide. Policy document. The Clyvedon Press Ltd. Cardiff, UK. 60 p.

Vargas-Ángel, B., Zapata, F. A., Hernández, H., Jiménez, J. M.2001. Coral and coral responses to the 1997-98 El Niño event on the Pacific coast of Colombia. Bulletin of Marine Science. 69 (1): 111-132.

Veron, J. E. N., Hoegh-Guldberg, O., Lenton, T. M., Lough, J. M., Obura, D. O. , Pearce-Kelly, P., Sheppard, C. R. C., Spalding, M. , Stafford-Smith M. G., Rogers, A. D. 2009. The coral reef crisis: The critical importance of <350 ppm CO2. Marine Pollution Bulletin. 58: 1428-1436.

Waycott, M., Collier, C., McMahon, K., McKenzie, R. P., Udy, L., Alana, J., Alana, G. 2007. Vulnerability of seagrasses in the Great Barrier Reef to climate change. In: Climate Change and the Great Barrier Reef: A vulnerability assessment. Great Barrier Reef Marine Park Authority and Australian Greenhouse Office. Townsville, QLD, Australia. p. 193-236.

Widdicombe, S. & J. I. Spicer. 2008. Predicting the impact of ocean acidification on benthic biodiversity: What can animal physiology tell us? Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. 366: 187-197.

Zapata, L. A. 2002. Effects of El Niño and La Niña on the Fisheries of the Colombian Pacific. Investig. Mar. 30 (1): 205-206.


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