Fue el agua turbia llena de lodo lo que llamó la atención de Stefan Talke.
Hace unos 15 años, Talke era investigador postdoctoral en la Universidad de Utrecht y estudiaba cómo el río Ems desemboca en el mar del Norte, entre Alemania y los Países Bajos.
En el río se han realizado durante décadas obras de dragado con el fin de permitir la navegación de buques construidos en un astillero río arriba.
Pero esas obras de ingeniería también cambiaron el ritmo de las mareas que suben y bajan cuando el mar fluye hacia el río y se retira.
Las alteraciones en las mareas agitan los sedimentos del Ems y enlodan sus aguas.
Y en los últimos 120 años, la diferencia entre la marea alta y la marea baja se ha quintuplicado en el estuario del río.
"Yo siempre había pensado que las mareas eran constantes", señaló Talke, actualmente profesor en la Universidad Politécnica Estatal de California, en San Luis Obispo.
"Por eso siempre se hacen tablas para la navegación con los niveles de las mareas", agrega.
El oceanógrafo nunca había imaginado que las mareas podían sufrir alteraciones a largo plazo ni que podían cambiar tanto.
La mayoría de la gente piensa que las mareas son regulares y predecibles, producto del ascenso y descenso del agua causados por la atracción gravitacional de la Luna y el Sol.
Pero los oceanógrafos han constatado recientemente en distintas partes del mundo que las mareas están cambiando en formas que no puede ser explicadas por las interacciones entre cuerpos celestes.
Es la acción humana la que está alterando las mareas.
La mano del hombre
Al dragar ríos como el Ems o desecar humedales costeros, los seres humanos están produciendo cambios de una naturaleza compleja.
En algunos sitios la distancia entre las mareas creció en forma dramática, pero en otros sitios disminuyó.
En ambos casos los cambios tienen implicaciones cruciales para cientos de millones de personas que viven en áreas costeras.
Tal vez uno de los mayores desafíos sea comprender cómo esas alteraciones en las mareas interactúan con el aumento en el nivel del mar.
A medida que consumimos más combustibles fósiles y emitimos más gases de efecto invernadero, el calentamiento global derrite progresivamente las capas de hielo y causa la expansión de los océanos.
En muchas ciudades costeras el nivel del agua es más alto que nunca.
Y los cambios en las mareas pueden ser un problema adicional que agrave el riesgo de inundaciones.
"Lo que muchos no comprenden es que si las oscilaciones de las mareas se incrementan, esto empeorará el aumento en el nivel del mar", señaló Ivan Haigh, oceanógrafo de la Universidad de Southampton, en Reino Unido.
Los científicos saben desde al menos un siglo que las mareas pueden cambiar localmente. En 1899, los obreros que construían un dique en el río Ems ya predijeron un aumento en las mareas.
Cuando la obra fue finalizada, la marea subió tanto como se había anticipado.
Pero solo recientemente los científicos han recogido datos suficientes para demostrar los cambios en las mareas a nivel global.
"Recién hace unos diez años constatamos que estos cambios eran mucho más extensos de lo que se pensaba", dijo Haigh.
La interacción de los cuerpos celestes
Las mareas responden a interacciones entre la Luna, el Sol y la Tierra. Las órbitas de estos cuerpos celestes hacen que las aguas costeras suban y bajen en ciclos predecibles.
La atracción gravitacional ejercida por la Luna o el Sol no cambia en el corto plazo.
Pero lo que sí varía es la forma en que las aguas en la Tierra responden a ese "tirón" gravitacional.
Piensa en las mareas como olas que golpean las áreas continentales y a veces remontan contra corriente cientos de kilómetros río adentro.
Eso ocurre por ejemplo en el Río Amazonas, donde los surfistas surcan esas olas de marea.
Talke señala que si cambias la geografía del terreno por el que se desplaza el agua, también cambiarás las mareas.
"Es como si cambiaras la forma de una bañera o de una piscina. El agua va a fluir en forma diferente", apunta.
No debe sorprender entonces que las mareas hayan cambiado tanto en sitios con obras de ingeniería.
El dragado del río Cape Fear en Carolina del Norte, en Estados Unidos, para permitir la navegación de buques de gran calado, tuvo como consecuencia una duplicación en la oscilación de las mareas en la ciudad de Wilmington desde 1880. La diferencia entre pleamar y bajamar es ahora de 1,55 m.
Lo mismo sucedió en Jacksonville, Florida, tras el dragado del río San Juan.
En Sacramento, en California, las mareas desaparecieron a fines del siglo XIX cuando la minería impulsada por la fiebre del oro llenó el río de sedimentos.
Y en el estuario del Támesis en Londres, donde las obras de ingeniería han hecho al río más angosto y más profundo a lo largo de los siglos, la oscilación entre la marea alta y la marea baja pasó de 2 m en la época de los romanos a 8 m en la era victoriana.
Los cambios en las mareas también ocurren cuando el agua genera una gran energía de turbulencia al fluir sobre un terreno, según un artículo publicado recientemente por Talke y colegas en la revista Annual Review of Marine Science.
Extraer del río plantas acuáticas permite que las aguas se desplacen más libremente y esto puede causar un aumento en el nivel de las mareas.
Construir diques o muelles, en cambio, hace que el agua fluya en forma más turbulenta.
Y la profundidad del agua es otro factor importante en los cambios de mareas, según Haigh.
Las mareas se propagan como olas y los cambios más notables pueden verse en sitios de aguas poco profundas. A esto se debe, por ejemplo, que en la bahía de Fundy, en la costa atlántica de Canadá, entre las provincias de Nuevo Brunswick y Nueva Escocia, las aguas suben y bajan 11 m cada día.
Estos sitios poco profundos son los que probablemente verán grandes cambios en la oscilación de las mareas debido al aumento del nivel del mar, afirmó Haigh.
Costas en peligro
Los cambios en las mareas afectan a los pobladores de áreas costeras en muchas formas diferentes.
Alguien que navega con un buque alto debe esperar a la marea adecuada para pasar bajo un puente bajo. Y alguien que quiera construir una casa frente al río debe saber exactamente hasta dónde llega la marea alta.
Por otra parte, los ingenieros deben conocer los cambios en las mareas para utilizar su energía, la llamada energía mareomotriz.
En otras palabras, comprender las alteraciones en las mareas puede ayudar a los seres humanos a prepararse para un mundo cambiante.
Tal vez lo más importante es que los ingenieros analicen esos cambios y hagan planes para el futuro aumento en el nivel del mar.
Un estudio reciente se centró en el delta del Río de las Perlas en el sur de China, una región en la que viven más de 60 millones de personas.
Michela De Dominicis, una oceanógrafa del Centro Nacional de Oceanografía en Liverpool, Reino Unido, y sus colegas, calcularon cómo cambiarán las oscilaciones de las mareas en ese río en diferentes escenarios de aumentos en el nivel del mar.
Si el nivel del mar sube entre 0,5 y 2,1 m en el delta, las ciudades río arriba verán aumentos en sus mareas entre 0,1 y 0,5 m. Si sumas esas cifras verás que el nivel del agua podría subir en total entre 0,6 y 2,6 m.
Varias ciudades en el delta del Río de las Perlas, incluyendo Cantón y Shenzhen, están entre las urbes más vulnerables, según De Dominicis.
Saber hasta qué nivel puede llegar al agua permitirá construir barreras de protección y defensas costeras.
Los científicos también usan modelos de computación para analizar cómo los cambios en las mareas y en el nivel del mar pueden afectar otros tipos de inundaciones.
Una marejada o inundación costera causada por un huracán, por ejemplo, también responde a cambios en el paisaje introducidos por la acción humana.
En 2016, Talke y sus colegas analizaron cómo las marejadas pueden cambiar en el río Cape Fear debido a las mareas. Los investigadores calcularon que el dragado del río había quintuplicado el daño potencial de un huracán de categoría 5 y posibilitado que las aguan subieran en Wilmington un máximo de 1,8 m.
Cuando el huracán Florence, de categoría 1, golpeó Wilmington en 2018, el agua subió 1,1 m por encima del nivel de pleamar.
Por ello, entender los cambios en las mareas es crucial para prepararnos para el futuro, según Talke.
La gente continuará hacienda obras de dragado en ríos y desecando humedales, o cambiando de otras formas las zonas costeras. Poco a poco, cada modificación altera el mundo en que vivimos.
Para Talke, "la suma de todos estas pequeñas alteraciones puede acabar generando cambios realmente grandes".
*Este artículo fue publicado originalmente en inglés en Knowable Magazine y es republicado bajo una licencia Creative Commons.
