Sudáfrica se eleva por la sequía

Hasta dos milímetros al año se eleva la corteza terrestre en Sudáfrica. Normalmente son los lentos procesos geológicos que provocan movimientos verticales del terreno. Pero en el caso de Sudáfrica, la subida se debe al cambio climático. Un equipo de la Universidad de Bonn ha demostrado que la sequía, como la extrema sequía del Día Cero en Ciudad del Cabo, ha provocado el levantamiento.

Kathelijne Bonne. Traducción de un artículo publicado primero en holandés en la revista científica belga EOS Wetenschap (7/8 2025). Edición española: Silvia Zuleta Romano.

La superficie terrestre de Sudáfrica se elevó un total de seis milímetros entre 2012 y 2020. Inicialmente, este levantamiento se atribuyó a movimientos profundos en el manto terrestre. Estos procesos sí influyen; de hecho, la tectónica de placas es la causa típica. Pero en tiempos de cambio global, en los que el impacto humano es cada vez mayor, también pueden influir otros factores. Y, dado que las técnicas son más precisas que nunca, ahora es posible medir dichos factores. Esto nos permite comprender mejor el levantamiento en escalas de tiempo cortas, humanas.

En Bonn, unos científicos sugirieron que el movimiento ascendente de la corteza terrestre podría ser el resultado de la desaparición o extracción de agua superficial y subterránea. Según su hipótesis, esta pérdida neta de agua aligera la corteza terrestre, lo que le permite elevarse. Hablamos con Christian Mielke, geodesta alemán y autor principal de un estudio publicado en la revista Journal of Geophysical Research: Solid Earth: 

"Tenemos pruebas de que el levantamiento puede atribuirse efectivamente a la sequía y a las tendencias climáticas".

Territorio inexplorado

Incluso en épocas de grave escasez de agua, aún no comprendemos del todo cómo afecta la sequía a los movimientos verticales de la corteza terrestre. "Esto es especialmente importante en zonas llanas cercanas al nivel del mar, como Flandes y los Países Bajos. Los pequeños movimientos pueden tener consecuencias importantes", afirma Mielke. "Y, dado que la geología y la geografía varían, cada región debe estudiarse localmente. Además, la sequía y la sobreexplotación de los acuíferos pueden provocar tanto elevaciones como hundimientos". Si bien estos últimos se comprenden mejor, las elevaciones debidas a la sequía son un territorio inexplorado.

La elevación observada en Sudáfrica es una respuesta elástica, un rebote de la tierra sólida, la parte dura y no viva de nuestro planeta. Este fenómeno aún no se ha estudiado en profundidad. Solo en el suroeste de Estados Unidos, donde son habituales las olas de sequía extrema, se ha demostrado la relación entre el levantamiento y el clima. Durante la sequía de 2011 a 2015, Sierra Nevada se elevó 24 milímetros en respuesta a una pérdida de 17 milímetros de agua en una amplia zona. Ahora estamos observando el mismo fenómeno en Sudáfrica.

¿Dinámica profunda?

El levantamiento del terreno es un proceso geológico normal, un eco de la dinámica profunda de nuestro planeta. Pero normalmente es un proceso inmensamente lento e imperceptible durante la vida humana. En las altas montañas, el levantamiento puede superar los diez milímetros al año. A lo largo de millones de años, esto se acumula hasta alcanzar kilómetros, como en el Himalaya: capas marinas llenas de lirios marinos fósiles se elevaron hasta ocho kilómetros sobre el nivel del mar. 

Lejos de los límites de placas, el levantamiento es inferior a un milímetro al año, a menos que el magma brote desde abajo. Eso explica por qué gran parte de África se encuentra a una altura inusual: todo el continente está impulsado por una anomalía profunda y caliente en el manto (una superpluma mantélica). Por eso, Sudáfrica forma una llamativa meseta alta con espectaculares escarpes, esculpida en parte por enormes derrames de basalto.

Sin embargo, el levantamiento provocado por la sequía no tiene nada que ver con el interior de la Tierra. La fuerza motriz es una forma de "rebote" elástico". La eliminación del peso altera el equilibrio isostático de la corteza terrestre, que rebota para restablecer el equilibrio. Este fenómeno puede ilustrarse bien con un colchón de aire en una piscina. Cuando te sales de él, el colchón de aire rebota. Lo mismo ocurre con la superficie terrestre, pero a cámara lenta. 

Este fenómeno se ha observado ampliamente en el contexto del hielo terrestre. Hoy en día, milenios después del deshielo del Pleistoceno, Noruega, por ejemplo, sigue rebotando. Y ahora que las actividades humanas están acelerando el deshielo, los científicos observan un rebote acelerado tanto en Groenlandia como en Islandia. La sequía provoca una tendencia similar, aunque más sutil.

A escala milimétrica

La resolución cada vez mayor de los instrumentos de medición nos permite observar los movimientos de la corteza terrestre a escala milimétrica. La elevación total es la suma de varios mecanismos, pero el equipo de Bonn logró aislar la señal relacionada con la sequía.

Mielke y sus colegas utilizaron datos de TrigNet, la red sudafricana de estaciones terrestres de satélites, que está conectada al Sistema Global de Navegación por Satélite (incluido el GPS). La densidad de la red varía en todo el mundo. Dentro de África, donde la red es escasa, Sudáfrica es el país más adecuado para estudiar las variaciones de elevación. Además, este país tiene poca actividad sísmica, lo que limita el "ruido de fondo" geológico.

Por esta razón, y también porque Sudáfrica ha sufrido fluctuaciones climáticas extremas, este país es un buen caso de estudio para averiguar cómo la sequía contribuye al rebote de la corteza terrestre.

Día cero

Las numerosas sequías de Sudáfrica están causadas por El Niño/Oscilación del Sur (ENOS), el sistema meteorológico que se origina en el océano Pacífico y que se está intensificando debido al cambio climático. Hace una década, la sequía en Sudáfrica se descontroló. En 2015 se produjo una sequía extrema que afectó tanto a la agricultura como al suministro de agua de grandes ciudades como Ciudad del Cabo, Johannesburgo y Pretoria. La caída de los niveles de agua en los embalses, junto con el crecimiento de la población, provocó varias crisis hídricas.

El ominoso concepto del Día Cero se extendió como la pólvora a partir de 2017. En el día cero, el nivel de agua de los grandes embalses cercanos a Ciudad del Cabo descendería por debajo del trece por ciento y se cortaría el suministro a los hogares. La población tendría entonces que hacer cola para recibir una ración diaria. Gracias a las severas restricciones, el día cero se pospuso repetidamente. La crisis hídrica se evitó cuando finalmente llegaron las lluvias.

Panta rei

¿La tierra firme muestra los signos de la sequía del día cero? Para averiguarlo, los investigadores cartografiaron los cambios en la elevación del terreno en toda Sudáfrica (utilizando la red de estaciones terrestres GPS TrigNet, operativas desde 2000). Esto permitió obtener una primera visión de los movimientos verticales a lo largo del tiempo. Sin embargo, el hecho de que el terreno se eleve o descienda no prueba nada en sí mismo, ya que pueden intervenir otros procesos geológicos. Era necesario demostrar la relación entre el levantamiento y la sequía.

En primer lugar, los datos de elevación se convirtieron en "almacenamiento total de agua" (total water storage), una medida del peso del agua. Para tener en cuenta la respuesta de la tierra, el modelo incorporó las propiedades "reológicas" de la corteza, es decir, la forma en que la roca se deforma bajo presión (del griego rei, "fluir", como en panta rei). Para validar los resultados, los cálculos se repitieron utilizando fuentes independientes, es decir, datos de la misión GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment). La estrecha concordancia confirmó la fiabilidad de los resultados, que se expresaron en una serie de mapas y series temporales. A continuación, se compararon con datos hidrológicos, lo que dio lugar a un resultado coherente.

Sequía de El Niño, lluvias de La Niña

Se observó una clara tendencia. El levantamiento y la subsidencia de la superficie terrestre fueron sincrónicos con los episodios secos (El Niño) y lluviosos (La Niña) en Sudáfrica. Se produjo un pico en 2006, cuando la tierra se hundió bajo el peso del agua durante un destacado período de precipitaciones de La Niña. La Niña también provocó la tendencia a la baja observada entre 2010 y 2012.

Por otro lado, la sequía del día cero, atribuida a El Niño, provocó un levantamiento de la superficie terrestre debido a la pérdida de agua entre 2015 y 2021. En general, la tendencia en toda Sudáfrica ha sido al alza desde 2000, con un total de seis milímetros entre 2012 y 2020. La mayor elevación, de diez milímetros, se midió en la provincia de Gauteng, que incluye Johannesburgo y Pretoria, ciudades que extraen enormes cantidades de agua de grandes embalses.

La conclusión es que "la deformación de la corteza terrestre está fuertemente influenciada por la hidrología", afirma Mielke. "En Sudáfrica, nuestro método de inversión GPS muestra una fuerte correlación con la sequía e incluso con el curso del ENOS. Además, el método también se puede utilizar en otros lugares para cartografiar las reservas de agua, o su desaparición, por ejemplo, cerca de las grandes ciudades. En Gauteng, por ejemplo, se evaporaron 450 milímetros de agua. Sin embargo, disponer de una densa red de estaciones terrestres es fundamental para realizar cálculos representativos. Hasta ahora, solo GRACE puede proporcionar una visión global de la pérdida de agua a nivel mundial debido a la sequía, pero su resolución espacial es mucho menor que la de nuestro método. En un escenario ideal, se utilizan conjuntamente las distintas técnicas para comprender mejor el papel que desempeñan las aguas subterráneas profundas, la humedad del suelo y las aguas superficiales en los embalses".

Fuerzas contrarias

La tierra entonces puede elevarse debido a la sequía. Pero, al mismo tiempo, también está aumentando el nivel del mar. Ya podemos oír a los escépticos del clima pensando: ambos fenómenos se contrarrestan mutuamente, problema resuelto. Pero Mielke nos insta a recordar que "la sequía nunca debe ser algo que se desee para escapar del aumento del nivel del mar. Las sequías traen consigo otros problemas, como la pérdida de cosechas, daños a los ecosistemas y graves escaseces de agua. Además, el levantamiento inducido por la sequía no es un proceso que continúe indefinidamente. En un momento dado, no hay más agua y el levantamiento se detiene, mientras que el nivel del mar puede seguir subiendo". A modo de comparación, durante el cálido período Cretácico, el nivel del mar era más de 200 metros más alto que en la actualidad.

Otro fenómeno relacionado con la sequía es el hundimiento del terreno debido al colapso de los acuíferos. Le preguntamos a Mielke sobre esta aparente paradoja: ¿qué determina si el terreno se eleva o se hunde? "Ambas cosas son posibles, pero que el terreno se eleve o se hunda depende de lo que se conoce como propiedades poroelásticas, una medida de la rigidez del subsuelo. Cuando se extrae el agua, las cavidades subterráneas (los poros) pierden su soporte, lo que provoca su colapso. El resultado es el hundimiento del terreno y la pérdida de capacidad de almacenamiento de agua, ambos irreversibles. El fenómeno dominante depende del subsuelo y de cómo se distribuye el agua entre las capas más profundas, el suelo y la superficie. Utilizando nuestro método GPS, registramos un movimiento vertical neto para Sudáfrica, que en general va subiendo. En este caso, pudimos atribuir de forma fiable el movimiento ascendente de la tierra sólida a la sequía. Pero cada región necesita un enfoque personalizado para vincular los movimientos verticales con fenómenos específicos".

Falla de San Andrés, terremoto de Lorca

Para tener una visión más amplia, el profesor de tectónica de placas Douwe van Hinsbergen y el profesor de geografía física Wiebe Nijland dieron su opinión. Ambos trabajan en la Universidad de Utrecht y no participan en la investigación. Van Hinsbergen destaca que "no podemos cambiar significativamente los movimientos a gran escala de las placas tectónicas, pero podemos desencadenar o acelerar ciertos procesos. En la Sierra Nevada, en Estados Unidos, vemos que el levantamiento causado por la sequía y la extracción de agua puede alterar ligeramente el campo de tensión alrededor de la falla de San Andrés, un fenómeno que también puede haber desencadenado un terremoto en el sur de España (Lorca). Sin embargo, no se conoce la existencia de fallas activas de este tipo en Sudáfrica. Por lo tanto, parece que los riesgos potenciales para la sociedad en Sudáfrica son mínimos".

Nijland confirma que "dado que se trata de un movimiento cíclico y elástico, es decir, un levantamiento durante la sequía y un hundimiento después de que se hayan recuperado las reservas de agua, probablemente no haya efectos relevantes a largo plazo. Los movimientos ascendentes y descendentes se cancelan entre sí. Además, las diferencias de altura medidas son tan pequeñas que es poco probable que haya consecuencias inmediatas para los seres humanos o la naturaleza.

El mensaje es que este efecto es medible y puede utilizarse para identificar los efectos regionales y acumulativos de las sequías. Influye en las series de mediciones que ilustran los cambios en las alturas del terreno. El hecho de que estos efectos existan es de gran importancia, especialmente para los científicos que estudian la geodinámica de nuestro planeta. Esta investigación, que aún se encuentra en sus inicios, puede conducir a una mejor comprensión de los procesos planetarios".

Es evidente que la cuestión de la sequía tiene muchas aristas.

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La elevación es la causa de que el fondo marino fósil se encuentre en las montañas, como en el Himalaya. Lee más sobre la sequía y la desertificación en España y Fuerteventura, o sobre la catástrofe del Dust Bowl en Estados Unidos. La sequía también alimenta el Piroceno, la hipotética era del fuego que está creando la humanidad.

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El nivel del mar en el pasado lejano: la reconstrucción más detallada jamás realizada. 

Kathelijne: Como amante de la naturaleza y científica de la Tierra, me intriga cómo interactúan la vida, el aire, el suelo, las rocas, el océano y las sociedades en escalas de tiempo geológicas y humanas.

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