Antropoceno: El cambio climático (Parte IV)  Causas y Efectos. Deshielo.

DESHIELO

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El agua en el planeta

Distribución de todo el agua en el Planeta. Diagrama de sectores Prof: C.R. Ipiens.
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Distribución del agua dulce en el Planeta. Diagrama de sectores Prof: C.R. Ipiéns.

 

La hidrosfera es la masa de agua que forma parte de la superficie terrestre.

Vivimos en un planeta azul, las tres cuartas partes de nuestro planeta están cubiertas de agua, la cantidad que podemos usar directamente es muy pequeña, ya que el 97% es agua salada y solo el 3% es dulce, y a su vez de ese 3%, el 79% lo forman los hielos, un 20% las aguas subterráneas y el 1% restante es agua dulce en superficie. Generalizando podemos decir que solo el 0,01% puede destinarse al consumo humano.

No obstante, ese 0,01% de agua disponible equivale a 10000 km3, cantidad suficiente para abastecer a 20000 millones de personas (la población mundial actual oscila en los 6000 millones), sin embargo, el agua es un recurso que se encuentra distribuido en nuestro planeta de una manera muy desigual, África, Oriente medio y Asia central son zonas donde la escasez es la norma.

Nota preliminar:

  • “Antártida”, etimología: La Antártida o continente antártico (del adjetivo latino antarcticus, y este a su vez del griego ανταρκτικός antarktikós, ‘opuesto al Ártico’), también denominada Antártica en Chile, es el continente más austral de la Tierra. Está situada completamente en el hemisferio sur, casi enteramente al sur del círculo polar antártico, contiene el polo sur geográfico y está rodeada por el océano Antártico. La Antártida es una masa de tierra rodeada por el océano, mientras que el Ártico es un océano rodeado de tierra.
  • “Ártico”, etimología: Del latín “arcticus” que viene del griego antiguo ρκτικός (Más al norte de la Osa Mayor), también desde ρκτος (“Osa Mayor”).

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Ártico
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Antártida

Hielo Marino

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Para que se congele, el agua debe enfriarse hasta un determinado punto. En el caso del agua dulce, este punto se sitúa en los 0 ºC a nivel del mar y a presión normal (1013 hPa). Según aumentamos el contenido en sal del agua, su punto de congelación va disminuyendo, de tal forma que para un agua de una salinidad de entre 30 y 35 psu (Unidades Prácticas de salinidad) como la que se suele encontrar en el Océano Ártico, resulta que debe enfriarse hasta los-1.8 ºC para poder congelarse.

Este es uno de los factores, no el único, del por qué a igualdad de temperatura del aire la superficie de un lago o un río se congelará más rápido que la superficie marina.

En lo sucesivo es importante distinguir entre el hielo marino (agua salada) y el hielo continental (agua dulce), pues ambos se generan y se destruyen de distintas formas y por distintas causas.

Una vez enfriada el agua marina lo suficiente, comienza a aparecer el hielo en la superficie. Inicialmente, se trata de pequeños cristales de hielo de apenas unos milímetros de tamaño (lenticulares, hexagonales o como agujas, según condiciones y fases) y que al multiplicarse crean una especie de “sopa” de cristales de hielo.

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Hielo marino

Si la superficie marina se encuentra calmada, estos pequeños cristales de hielo van soldándose entre sí formando una fina capa de hielo denominada nilas. En su etapa inicial es transparente, por lo que deja ver el oscuro color del agua de la que proviene. Según va creciendo en espesor, se va tornando de un color más claro, blanquecino.

En aguas más turbulentas, los cristales de hielo no se unen formando una fina capa continua, sino que lo hacen en forma de “galletas” de hielo o pancake ice. Las distintas piezas chocan entre sí, después pueden fusionarse o solaparse unas con otras.

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Pancake

Por debajo, en la zona de contacto con el agua, el hielo continuará creciendo, quedando salmuera atrapada entre los cristales de hielo, formada por la sal expulsada del agua marina en el propio proceso de congelación.

En el Ártico, al final del invierno el hielo de nueva formación habrá alcanzado un espesor de entre 1 y 2 metros. En esta fase, en su primera temporada de crecimiento, el hielo marino tiene bastante salmuera. Por gravedad y compresión, puede ir soltando parte de esta salmuera hacia el océano.

Al llegar el verano, y cuando la nieve que sirve de aislante se derrita, el hielo marino también comenzará a descongelarse. En este proceso se formarán “piscinas” provenientes de la fusión superficial de la nieve y el hielo. El agua de estas piscinas se irá drenando por el hielo hacia el agua marina, arrastrando con ella la mayor parte de la salmuera que aún se encuentre en la banquisa.

Banquisas

La banquisa o hielo marino es una capa de hielo flotante que se forma en las regiones oceánicas polares.

El hielo marino es agua de mar congelada que flota en la superficie del océano. Parte del hielo marino es semipermanente, persiste de año en año, y parte es estacional, derritiéndose y volviéndose a congelar de una estación a otra. La capa de hielo marino alcanza su extensión mínima al final de cada verano y el hielo restante se llama capa de hielo perenne.

Existen dos banquisas que ocupan una parte variable del océano: una en el Ártico y otra alrededor del continente antártico:

  • La banquisa antártica desaparece en su mayor parte durante diciembre y se vuelve a formar en el invierno austral, alcanzando una extensión equivalente a la del continente. En septiembre alcanza los 18,8 millones de km², mientras que en marzo es de sólo 2,6 millones de km².
  • La banquisa ártica ha venido siendo permanente, fundiéndose cada año las partes más próximas a los continentes circundantes, época aprovechada para la circunnavegación del océano Ártico. En marzo alcanza los 15 millones de km² y en septiembre los 6,5 millones de km².
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Máximo y mínimo de la banquisa ártica en 2011

Durante los varios siglos que los navegantes trataron de buscar el llamado paso del Noroeste  al norte del Canadá, se ha podido comprobar distintas fluctuaciones de la cantidad de hielo, alcanzando en varios años niveles mínimos y recuperándose después. No está claro si existe un proceso de derretimiento continuo del hielo ártico o solo corresponde a niveles fluctuantes durante ciclos cada vez más largos. Este paso del Atlántico al Pacífico y viceversa queda algunos años libre de hielo lo que permite abrir, por breve tiempo, la navegación marítima. Este hecho, genera un interés Político/Económico que poco o nada ayuda al mantenimiento de la banquisa, además de que a mayor navegación se abrirá un nuevo escenario de emisiones de gases de efecto invernadero.

La tendencia es a una extensión menor cada año, al final de la época estival, que se estima que se traducirá en una ausencia total de banquisa en esas fechas dentro de pocas décadas,​ lo que debería tener importantes consecuencias para el clima global, principalmente por la reducción del albedo en el verano boreal.

El albedo es el porcentaje de la radiación solar que llega a la Tierra y que se devuelve al espacio cuando se refleja en la superficie del planeta. El albedo promedio de la Tierra es de entre el 37 y el 39 por ciento (entre 0,37 y 0,39). Es decir, de toda la radiación que llega a la Tierra desde el Sol más de una tercera parte se refleja hacia el espacio. El albedo se mide en una escala que va de 0 a 1. El valor 0 correspondería a un negro teórico capaz de absorber el 100 por cien de la radiación recibida. Por el contrario un blanco refleje el 100 por cien de la radiación recibida tendría un 1 en la escala del albedo.

Un albedo alto enfría el planeta, porque la luz (radiación) absorbida y aprovechada para calentarlo es mínima. Por el contrario, un albedo bajo calienta el planeta, porque la mayor parte de la luz es absorbida por él mismo. En ese caso al reducirse el albedo de la Tierra el planeta absorbería un porcentaje mayor de la radiación solar recibida lo que, unido al efecto invernadero, aceleraría el aumento de las temperaturas.

La nieve tiene el albedo más alto de la superficie terrestre.

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El deshielo de los polos

El deshielo del Ártico se acelera sin precedentes

Groenlandia alberga el segundo depósito de agua dulce más grande de la Tierra, después de la Antártida. Actualmente, el 60% de las contribuciones al aumentando del nivel del mar provienen del derretimiento de su capa superficial que se abre camino a través de corrientes que llegan hasta el océano. Los científicos estiman que la desaparición total de esta capa de hielo del Ártico supondría una elevación de 7 metros del nivel global del mar.

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El trabajo titulado Nonlinear rise in Greenland runoff in response to post-industrial Arctic warming permite comprender mejor el verdadero impacto del clima sobre el Ártico. Los resultados de esta investigación, liderada por Luke Trusel de la Universidad de Rowan, en Nueva Jersey, Estados Unidos, revelan que el aumento del deshielo comenzó a mediados de 1800, tras el inicio de la era industrial, y que la velocidad de su desaparición no ha hecho más que acelerarse, por encima de la variabilidad normal, hasta el día de hoy.

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Natural bridge Yoho; National Park British Columbia-Canada

“En comparación con el comienzo de la era industrial, nos encontramos actualmente con un 50% más de agua de deshielo. Según los datos, se ha producido un 30% de este aumento únicamente durante el siglo XX”, señala Sarah Das de la Institución Oceanográfica de Woods Hole -WHOI, por sus siglas en inglés- y coautora de la publicación. La experta explica, según informa la agencia de noticias SINC que los índices actuales “se han disparado” por encima de la normalidad.

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Fluctuación del hielo marino entre 1979 y 2016

Fluctuación del hielo marino 1979 / 2016

La extensión del hielo marino en el Ártico fluctúa a lo largo del año, como refleja en la curva de la gráfica animada. Sin embargo, la sucesión de curvas que devienen un año tras otro muestra como la tendencia general del hielo sigue una orientación negativa.

La velocidad de desaparición del hielo no ha hecho más que acelerar desde mediados de 1800 hasta el día de hoy.

El deshielo de las últimas décadas no tiene precedentes en los últimos 350 años.

El calentamiento global no conduce a un aumento lineal, sino que acelera el proceso de deshielo con los años

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Cuatro mapas donde se muestran muestran la variación del hielo ártico entre 1999 y 2014.

Un mundo que se ahoga

La investigación muestra que a medida que la temperatura del aire aumenta sobre Groenlandia, el deshielo se acelera. En lugar de derretirse a un ritmo constante a medida que el clima se calienta, la capa se derretirá cada vez más por cada grado de aumento en la atmósfera.

El último informe del Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático -IPCC, por sus siglas en inglés- establece que aún, si siendo optimistas, conseguimos limitar este siglo el calentamiento global a 1,5 ºC respecto a los niveles preindustriales, seguiremos sufriendo un aumento del nivel del mar durante el próximo siglo XXII. Así lo describe también un artículo publicado en la revista Nature el pasado mes de noviembre que establece estas inestabilidades de la capa hielo entre 1,5 ºC y 2 ºC.

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Además, esta aceleración en el deshielo también es el resultado de una retroalimenación que genera más derretimiento y escorrentía –flujos de agua sobre la superficie- a medida que el clima se calienta. Una de las principales causas de esta alimentación es el oscurecimiento de la capa de hielo que, como decíamos en párrafos anteriores, reduce su albedo -reflexión de los rayos del sol- y por lo tanto, absorbe en mayor medida el calor.

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La inestabilidad de la capa de hielo marino en la Antártida y la pérdida irreversible del hielo de Groenlandia podrían dar lugar a un aumento de varios metros del nivel del mar a lo largo de cientos a miles de años. En estos momentos, la pérdida de masa de los glaciares y las capas superficiales de estos dos polos agrega al océano 670 gigatoneladas de agua al año, lo que equivale a 268 millones de piscinas olímpicas o al caudal de las Cataratas del Niágara durante nueve años.

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Hace años que las observaciones vía satélite vienen mostrando que la capa de hielo del mar de Amundsen, en la Antártida Occidental, está desapareciendo a un ritmo acelerado. Tanto que recientemente un estudio científico liderado por el glaciólogo de la NASA Eric Rignot vaticinó que la pérdida de hielo en esta región había llegado a un punto totalmente irreversible.

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Ahora una nueva investigación realizada por expertos de la Universidad de Alaska en Fairbanks y el Instituto para la Investigación del Cambio Climático en Potsdam han desarrollado un modelo informático para verificar si una inestabilidad puntual en el sector del mar de Amundsen podría llevar a afectar a toda la capa de hielo de la Antártida Occidental. Sus resultados no pueden ser más desesperanzadores: la región entera podría haber comenzado a experimentar un período de desestabilización y ruptura del que no hay vuelta atrás. Según el estudio, publicado recientemente en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences, es posible que estemos presenciando el principio de un periodo de desintegración prolongada del hielo marino, un fenómeno que en los próximos siglos podría provocar un aumento de tres metros del nivel del mar en todos los océanos del planeta. Y lo peor de todo, sin que nada podamos hacer para evitarlo.

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Fiordo de hielo de Ilulissat, Groenlandia Lo sólido se torna líquido a medida que un iceberg de una altura equivalente a un edificio de 15 pisos se erosiona en los mares cada vez más cálidos del Atlántico Norte.

Este agua derretida no contribuye únicamente a elevar el mar, sino que también posee el potencial de alterar las corrientes oceánicas que, entre otras cosas, establecen un equilibrio en como se reparten las temperaturas a través del globo. Por ejemplo, son responsables de mantener zonas con climas relativamente estables y exportar el calor de las latitudes más bajas.

El científico Luke Trusel declara que este estudio es “la prueba de que el deshielo de Groenlandia no forma parte de un ciclo natural”. “El cambio climático no es un problema de futuro, sino que está aquí y ahora. Su evidencia se conserva en el hielo y el impacto de la contribución de Groenlandia al nivel del mar depende en última instancia de lo que hagamos ahora y en un futuro muy próximo”, concluye el experto.

Glaciares en retroceso

Glaciar Grey, en el Parque Nacional Torres del Paine
Glaciar Grey, en el Parque Nacional Torres del Paine

Aunque sabemos que el clima está cambiando, comprender este fenómeno puede resultar difícil. El proyecto Extreme Ice Survey pone en evidencia estos cambios: a través de casi un millón de fotografías secuenciales, ahora se posee la indiscutible –y angustiante– prueba de que nuestros viejos glaciares están desapareciendo. Este proyecto se inició en 2007 con la idea de que duraría dos años. Se colocaron 25 cámaras alimentadas con energía solar junto a glaciares de Groenlandia, Islandia, Alaska, los Alpes y las Montañas Rocosas. Nunca se pensó que se llegarían a ver transformaciones tan radicales en un período de tiempo tan corto. Las imágenes muestran glaciares resquebrajándose y derritiéndose a un ritmo mucho mayor del que se creía posible. Ahora se continúa con el proyecto indefinidamente y se ha ampliado a América del Sur y la Antártida. Alguien tiene que dar testimonio de estos cambios colosales. La gente debe convencerse de que el cambio climático es una realidad.

Algunos ejemplos

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Glaciar Columbia, Columbia Bay, Alaska, 2012

Glaciar Columbia, Columbia Bay, Alaska, 2012

La multitud de icebergs en el Prince William Sound revela que el retroceso del glaciar Columbia se está acelerando: ha perdido más de tres kilómetros de hielo en los últimos seis años, y desde 1980  su frente había retrocedido casi 18 kilómetros desde 1980 y  ha disminuido verticalmente una altura equivalente al Empire State Building.

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Glaciar Stein, Suiza, 2006

Glaciar Stein, Suiza, 2006

Los últimos seis años han pasado factura a la morfología de este viejo glaciar. Si la tendencia de unos veranos más cálidos y secos persiste en las tierras altas, muchos glaciares alpinos podrian perder hasta el 75 por ciento de su masa a finales de este siglo o incluso desaparecer, poniendo en peligro el abastecimiento de agua en la región.

 

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Glaciar Bridge, Columbia Británica, 2009

Glaciar Bridge, Columbia Británica, 2009

Con un retroceso de unos 150 centímetros al día durante la época de deshielo, este glaciar de casi 17 kilómetros de longitud, situado en la cadena Costera de la Columbia Británica, sufre el doble golpe de unas nevadas más escasas en invierno y unas temperaturas más altas en verano. A medida que el glaciar retrocede, el lago situado en su frente va aumentando de tamaño.

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Glaciar del Ródano, Suiza, 2012

Glaciar del Ródano, Suiza, 2012

Un río de hielo se está secando en los Alpes. En el pasado siglo este glaciar, fuente del río Ródano, ha perdido casi un kilometro y medio de longitud. Todos los veranos los propietarios del Hotel Belvedere excavan un túnel en el glaciar para que los turistas puedan asomarse a sus entrañas; en los últimos años, para asegurarse de que el túnel sobrevivirá a la estación de deshielo, han tenido que cubrirlo con un tejido aislante.

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Impacto ecológico

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El impacto ecológico del deshielo influye sobre todo el ecosistema de la Tierra, desde el microscópico plancton, que debe adaptarse al aumento de temperatura y mayor acidez del agua de los océanos y los mares, hasta la migración de las ballenas y otras especies, pasando el estado de amenaza de extinción que corren, osos polares, zorros y otros mamíferos y aves.

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Por primera vez el hábitat del oso polar en Estados Unidos ha sido calificado de crítico. La franja en cuestión, una superficie de 484.734 kilómetros cuadrados, se encuentra en su mayor parte en el mar, frente a la costa de Alaska, donde unos 3.500 Ursus maritimus viven sobre el hielo marino, y donde se cree podría haber importantes yacimientos petrolíferos. La declaración oficial de hábitat crítico, hecha realidad el otoño pasado por el Departamento de Interior, implica que las autoridades federales revisarán los futuros planes de perforación (las estructuras existentes quedan exentas). También quedan protegidas las islas de barrera y el litoral, donde cada vez más osas construyen sus cubiles a medida que el hielo marino se funde.

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El Gobierno y las empresas de Alaska, que tienen sus esperanzas puestas en los ingresos del gas y el petróleo, consideran que las estrictas regulaciones y la gran extensión de la zona protegida supondrá cuantiosas pérdidas. Los ecologistas aplauden la medida, aunque temen que no se cumpla. Sostienen que habría que declarar a estos animales en peligro de extinción, y no sólo amenazados. De este modo la protección del oso polar sería mayor y resultaría más fácil buscar soluciones para la principal amenaza que se cierne sobre su territorio: la emisión de gases de invernadero.

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Los osos polares habitan el nicho ártico, donde confluyen aire, hielo y agua. Perfectamente adaptados a ese ambiente hostil, la mayoría pasa toda la vida sobre el hielo marino, cazando todo el año, y sólo vuelven a tierra firme para preparar las madrigueras donde dan a luz. Se alimentan sobre todo de focas anilladas y barbudas, pero a veces cazan morsas e incluso belugas.

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El hielo marino es la base del hábitat marino ártico. Debajo y dentro del propio hielo, que no es macizo sino que está horadado por infinidad de canales y túneles de todos los tamaños, viven organismos de vital importancia: billones de dia­tomeas, crustáceos e integrantes del zooplancton. En primavera, la luz solar penetra en el hielo y desencadena una proliferación de algas. Estas algas se hunden hacia el fondo, y en las aguas someras de la plataforma continental forman la base de una cadena alimentaria en la que figuran almejas, estrellas de mar, peces como el bacalao ártico, morsas, y también osos polares.

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El zorro ártico puede tener dos tonalidades: gris claro o negro azulado. Es un oportunista que come casi de todo, pero si puede elegir se especializa en pequeños roedores y pájaros. Es un animal común en Groenlandia, Islandia, Svalbard y el Ártico ruso. En Finlandia y Escandinavia prácticamente se extinguió debido a la caza y las trampas puestas para conseguir su valiosa piel. Pese a más 75 años de protección, la población escandinava sigue en peligro de extinción con sólo unos 200 individuos en libertad. Para remediarlo, se están desarrollando con éxito programas de cría en cautividad para su posterior reintroducción y campañas para complementar su alimentación en iinvierno.

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La belleza de la espectacular costa norte de Noruega que contempla este urogallo macho negro (Tetrao tetrix), podría de dejar de serlo de seguir empeñados los seres humanos en construir la distopia que aniquile nuestro planeta.

OTRAS CONSECUENCIAS DEL DESHIELO DE LOS POLOS

Por una parte, la liberación de las grandes reservas de carbono como el metano (gas de efecto invernadero más potente que el CO2) almacenado en el permafrost, o capa de suelo que de forma natural está permanentemente congelada, está influyendo en el cambio climático. Se ha visto que las concentraciones de ozono en la Antártida influyen en los vientos y tormentas del océano Austral. Además, estas tormentas constituyen la principal fuente de calor y humedad de las regiones polares.

El permafrost​  es la capa de suelo permanentemente congelado —pero no permanentemente cubierto de hielo o nieve— de las regiones muy frías o periglaciares, como es la tundra. Puede encontrarse en áreas circumpolares de Canadá, Alaska, Siberia, Tíbet, Noruega y en varias islas del océano Atlántico sur como las islas Georgias del Sur y las islas Sandwich del sur.

Los estudios también han hallado que en el océano Austral hay una mayor riqueza y complejidad de formas de vida debido a que las especies migran hacia los polos en respuesta al calentamiento y muestran interesantes tendencias evolutivas, como por ejemplo pulpos que proceden de especies ancestrales.

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Colmillo de mamut en una barca. El viaje desde el permafrost hasta el mercado empieza en una modesta barca. Cerca del 90 % de los colmillos acaban en China.

Otro proceso que se está dando como consecuencia del calentamiento es la migración de enfermedades infecciosas desde zonas tropicales hacia las regiones polares. Algunos patógenos son también propios del pasado, aflorando como consecuencia del deshielo y derretimiento del permafrost.

El impacto ecológico del deshielo influye sobre todo el ecosistema de la Tierra, desde el microscópico plancton, que debe adaptarse al aumento de temperatura y mayor acidez del agua de los océanos y los mares (Ver en siguiente entrada), hasta la migración de las ballenas y otras especies.

Sigue en siguiente entrada: Antropoceno: El Cambio Climático. Parte V, Causas y Efectos del Cambio Climático. Acidificación de mares y océanos. Corales

 

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