¿El derretimiento de los casquetes polares y los glaciares hará que el océano se eleve?

A menudo escucho a la gente afirmar que "el calentamiento global hará que los casquetes polares se derritan, y eso hará que aumenten los niveles de agua en el océano, y eso provocará grandes inundaciones en todo el mundo".

Ahora, ignorando la pregunta " se están derritiendo los casquetes polares", todavía me pregunto cómo es posible que los casquetes polares se derritan para hacer que los niveles de agua aumenten.

He aquí por qué soy escéptico:
    según la ley del desplazamiento , el volumen de un objeto sumergido será exactamente igual al volumen del fluido desplazado. Por lo tanto, si un casquete de hielo flota en el agua, el desplazamiento del agua se basaría en el volumen del casquete de hielo, no en su forma, y ​​los niveles deberían ser los mismos independientemente de si se derrite o no.

En la mecánica de fluidos, el desplazamiento ocurre cuando un objeto se sumerge en un fluido, empujándolo fuera del camino y tomando su lugar. Entonces se puede medir el volumen del fluido desplazado, como en la ilustración, y de ahí se puede deducir el volumen del objeto sumergido (el volumen del objeto sumergido será exactamente igual al volumen del fluido desplazado).
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En el caso de un objeto que flota, la cantidad de fluido desplazado será igual en peso al objeto desplazado.

La capa de hielo tendrá el mismo peso, independientemente de si está en forma de hielo o en forma líquida.

Entonces, ¿cómo es que la gente afirma que el derretimiento de los casquetes polares puede causar inundaciones? ¿No debería el nivel del agua permanecer exactamente igual?

Los casquetes polares incluyen hielo polar y casquetes polares más pequeños .

@kotekzot In the case of an object that floats, the amount of fluid displaced will be equal in weight to the displacing object.: la capa de hielo tendrá el mismo peso, independientemente de si está en forma de hielo o en forma líquida.
Hay tierra en el Polo Sur, por lo que hay mucho hielo que no flota en el agua - en.wikipedia.org/wiki/Antarctica
Según Wikipedia ( en.wikipedia.org/wiki/Current_sea_level_rise ) parece que uno está preocupado por el hielo terrestre (Groenlandia y la Antártida).
De hecho, la mayor parte del hielo no está flotando, sino que se encuentra en tierra. Derrítelo, y ahora se convierte rápidamente en agua de mar.
Los casquetes polares, por definición , no son flotantes.
@Ephraim: revertí la edición del título porque cambia sustancialmente la pregunta que ya tenía una excelente respuesta de Rory.
El hielo es menos denso que el agua, por lo que cuando el hielo se derrita, el volumen de agua producido sería mayor que el volumen de hielo. Además, una parte del hielo flota fuera del agua. Por lo tanto, el derretimiento del hielo polar debería conducir a un aumento en el nivel del agua del mar.
La igualdad en peso y la igualdad en volumen son dos cosas diferentes.
@apoorv tu comentario hace muchas afirmaciones falsas. el volumen del agua sería menor pero la masa sería la misma; el hielo flotante que se derrite tendrá un efecto insignificante (básicamente 0) en el nivel del mar. Puedes probar esto fácilmente con un vaso de agua helada.
@Ephraim Lea en.wikipedia.org/wiki/Archimedes%27_principle . Para un objeto flotante, el agua desplazada se basa en el peso del objeto, no en el volumen (de lo contrario, los barcos se hundirían...). Todavía funciona porque 1 kg de hielo desplaza 1 kg de agua, que es el mismo volumen que el 1 kg de agua en el que se derrite el hielo (ignorando los cambios de volumen en función de los cambios de temperatura). Este es solo el caso si todo el hielo está flotando, por lo que no verá las respuestas.

Respuestas (3)

La Antártida contiene el 70% del hielo del mundo y la gran mayoría está en tierra, por lo que no hay confusión de desplazamiento: si se derrite, se derramará de la tierra al mar, elevando así el nivel del mar.

¡ El grosor del hielo en el continente antártico (de este artículo de RD Springer) promedió 2,2 km en la capa de hielo de la Antártida oriental!

Según The Physics Factbook (que se basa en los datos de espesor y área de los casquetes polares del USGS), el potencial máximo de aumento del nivel del mar a nivel mundial es de 73,44 m:

Región geográfica: Antártida

  • Volumen: 30.109.800 km3
  • Máximo potencial de aumento del nivel del mar: 73,44 m
  • Superficie: 13.586.400 km2"
¿No están todos los continentes flotando sobre roca líquida? ¿La dinámica de fluidos de la lava es diferente a la del agua?
@ user1873 Sí, pero (1) la densidad de la roca líquida es mucho más alta que la del agua, por lo que obtiene menos movimiento (2) en primer orden, solo la Antártida y Groenlandia se elevaron por ese motivo y (3) el manto es viscoelástico en lugar de fluido y los tiempos de relajación pueden ser bastante largos en la escala humana.
Además del excelente comentario de Rory Alsop sobre la Antártida, el agua se expande a medida que se calienta. Incluso si todo el hielo estuviera flotando, el calentamiento global haría que el nivel del mar subiera.
Hmmm... @DJClayworth El agua pura en realidad entra en contacto un poco entre 0 y 4 grados C. No sé si el agua de mar tiene una región similar.
Sería mucho mejor encontrar un documento que realmente establezca este hecho, en lugar de inferir la respuesta y luego tener discusiones sobre "qué pasaría si" en los comentarios. ¡No debería ser demasiado difícil! :-)
El libro de hechos de física tiene estos datos, junto con el volumen de agua. Inicialmente, solo leí la fila incorrecta :-)
73m no coincidía en absoluto con mi intuición. Seguramente no hay tanto hielo. Entonces, verifiqué la referencia. ¿Los casquetes polares tienen hasta 5 km de espesor? CINCO KILÓMETROS . ¡Asombroso!
@Oddthinking: Demasiado para la intuición:-)
@ user1873 - Cuando llegas a mucha presión, las reglas cambian.
@Oddthinking: "CINCO KILÓMETROS". Sí. El detector de neutrinos Ice Cube es un kilómetro cúbico de hielo instrumentado a 2,5 km bajo la superficie justo al lado de la Estación del Polo Sur.
@HendrikVogt: Quería publicar un comentario defendiendo el uso de la intuición de la forma en que lo hice: para guiar primero la verificación de datos a las áreas más prometedoras. Pero luego me pregunté si tenía pruebas de esto. No, solo mi intuición. ¡Maldita sea!
@Oddthinking: Creo que el punto con la intuición es que tienes que conocerte a ti mismo lo suficientemente bien como para poder saber cuándo puedes (algo) confiar en ella. Y luego tienes que ser increíblemente honesto contigo mismo. ¡No siempre es fácil!
¿Cuánto hielo soporta Groenlandia? Apuesto a que tiene un volumen bastante grande también.
@Brightblades: del mismo enlace del libro de hechos de física: Groenlandia tiene 2,600,000 km3
Entonces, ¿otro potencial de 9M allí (aproximadamente)? Para redondear, aumento de 80M (más de 260 pies). Sí, las generaciones futuras se lo pasarán en grande con eso.
El calentamiento solo provoca la fusión si el agua está justo por debajo de 0°C. Si el agua ya está líquida, el calentamiento no provoca un derretimiento adicional. Si el hielo está muy por debajo de 0 °C, el calentamiento no provoca un derretimiento adicional. En el Polo Sur, donde las temperaturas alcanzan un máximo de -30 °C y, a veces, caen por debajo del punto de congelación del CO2, el hielo, en términos prácticos, nunca se derretirá.
@DaveBurton Correcto, pero la mayor parte de la Antártida no está ni cerca de ese frío.
El norte de Europa todavía se está recuperando, presumiblemente por el peso del hielo durante el último máximo glacial hace 20 mil años. Actualmente, la tierra crece a un ritmo de 1 cm por año o menos. El nivel del mar hace 20 mil años estaba 120 metros por debajo del nivel actual del mar. Algunos dicen que el derretimiento actual de los glaciares es solo una continuación del retroceso de los glaciares que comenzó hace 20 mil años.
@RoryAlsop Los 73,44 m en esta respuesta son incorrectos. Debería ser de 58,3 m antarcticglaciers.org/glaciers-and-climate/… Además, gran parte del hielo de la Antártida está por debajo del nivel del mar. El derretimiento del hielo que se encuentra por debajo del nivel del mar contribuye negativamente al nivel del mar.
Dave: la fuente utilizada se centra en el hielo terrestre, ya que la gran mayoría del hielo en la Antártida está en tierra, a diferencia del Ártico.

si, ya lo estan haciendo

Esto es lo que el IPCC tiene que decir al respecto:

Durante los últimos años (1993–2003), para los cuales el sistema de observación es mucho mejor, la expansión térmica y el derretimiento del hielo terrestre representan cada uno aproximadamente la mitad del aumento del nivel del mar observado, aunque existe cierta incertidumbre en las estimaciones.

— Pregunta frecuente 5.1 ¿Está aumentando el nivel del mar?

En otras palabras, a medida que el océano se calienta, se expande y, a medida que el hielo terrestre se derrite, se vierte en el océano. Actualmente los aportes son del 50% cada uno.

El siguiente gráfico muestra el pasado/presente/futuro del nivel del mar según el IPCC:

subida del mar

— Serie temporal del nivel medio mundial del mar (desviación con respecto a la media de 1980-1999) en el pasado y según las proyecciones para el futuro.

En otras palabras, según el IPCC, el derretimiento de los casquetes polares será responsable de un aumento del nivel del mar de entre 4 y 8 pulgadas para el año 2100.
@vartec ¿Hiciste mal la conversión? 200 mm en pulgadas ~= 8 pulgadas, 500 mm en pulgadas ~= 20 pulgadas. Eso es aproximadamente un pie en 2100.
@Tacroy, pero solo el 50% se debe al derretimiento de los casquetes polares.
@Sklivvz Ohhh cierto, me perdí el bit debido al "derretimiento de los casquetes polares". Sin embargo, realmente no se puede extender eso: la contribución porcentual de la expansión del agua frente al derretimiento de los casquetes polares cambiará con el tiempo.
Solo alrededor del 50% del aumento del nivel del mar en el océano abierto se debe al derretimiento del hielo, el resto se debe a la expansión térmica. Pero eso no es cierto en las costas. En las costas, la expansión térmica no afecta significativamente el nivel del mar, porque cuando el agua en la capa superior del océano se calienta y se expande, se eleva EN SU LUGAR, como un iceberg muy rechoncho. Su desplazamiento se mide en unidades de masa y no cambia. Se profundiza donde se calienta, en un (pequeño) porcentaje de su profundidad anterior. Un porcentaje de cero es cero, por lo que en las costas, donde la profundidad es cercana a cero, el aumento es insignificante.
@DaveBurton: ¿Estás seguro de eso? Considere una situación simplificada: un recipiente plano y ancho que contiene algo de líquido. Si el líquido en el centro es menos denso, ¿sobresaldrá por encima del nivel promedio de la superficie o fluirá hasta que la superficie vuelva a ser plana? Los icebergs sobresalen de la superficie porque son rígidos; el agua líquida, cualquiera que sea su densidad, no lo es.
FYI: su respuesta parece estar en contradicción con las últimas investigaciones en cuanto a la contribución de la Antártida: ingentaconnect.com/content/igsoc/jog/pre-prints/… . No estoy seguro de en qué etapa de publicación se encuentra en este momento, ese enlace era una preimpresión.
Además, menos relacionada, está esta publicación, pero simplemente menciona una investigación sin indicar cuál es la publicación que se menciona: wattsupwiththat.com/2015/10/30/… . No estoy seguro de si hay una pregunta S.SE separada relacionada con Groenlandia.

While the melting of Arctic sea ice may have little direct effect on sea level rise, it will substantially reduce the albedo of the Arctic ocean as sunlight will be absorbed by the dark ocean water, rather than being reflected back into space from the bright ice. This is likely to result in a general warming of the Arctic region, which is likely in turn to result in melting of the Greenland ice sheet, which would result in a very substantial rise in global sea levels over the course of a thousand years or so. This means there is a good reason to be concerned about the loss of summer (when albedo really matters) Arctic sea ice from a sea level rise perspective. This is known as ice-albedo feedback, there is a basic discussion on Wikipedia, a slightly more detailed explanation is described herepor el NSIDC, una sección relevante del informe IPCC WG1 está aquí y aquí .

¿El derretimiento de los casquetes polares y los glaciares hará que el océano se eleve?
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