Biosfera

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Biosfera: Historia

Desde los antiguos griegos, las teorías eruditas y las creencias populares habían especulado con que talar un bosque, regar un desierto, desecar unas marismas o pastorear una pradera hasta dejarla sin vegetación podría cambiar la temperatura y las precipitaciones en las inmediaciones. Los estadounidenses del siglo XIX sostenían que el asentamiento del país había traído un clima menos salvaje. Los cazadores de tepes que se instalaron en las Grandes Llanuras se jactaban de que “la lluvia sigue al arado”. Sin embargo, algunos científicos europeos coincidían con Colón en que la deforestación había provocado un clima más seco, no más húmedo.

A finales del siglo XIX, los meteorólogos habían acumulado suficientes registros meteorológicos fiables para comprobar si la lluvia seguía al arado, o quizás huía del hacha. Ambas ideas fracasaron en la prueba. Incluso la transformación de todo el ecosistema del este de América del Norte, de bosques a tierras de cultivo, aparentemente no había cambiado mucho el clima. Si los espectaculares cambios provocados por el hombre no podían alterar el clima de una región, parecía haber pocas razones para considerar el impacto de otras especies. Durante la primera mitad del siglo XX, los científicos que estudiaban el clima trataban los ecosistemas como algo pasivo. Los desiertos y los bosques se expandían o reducían en respuesta impotente a los cambios climáticos. La causa de estos cambios climáticos podría ser la agitación de las cadenas montañosas, o las variaciones del Sol, u otras fuerzas seguramente mucho más poderosas que el metro de materia orgánica que cubría algunas parcelas de la superficie del planeta.

Algunos científicos pensaban lo contrario. El pensador más profundo fue el geoquímico ruso Vladimir I. Vernadsky. Durante su trabajo de movilización de la industria durante la Primera Guerra Mundial, reconoció que el volumen de materiales producidos por la industria humana se acercaba a proporciones geológicas. Analizando los procesos bioquímicos, llegó a la conclusión de que el oxígeno, el nitrógeno y el gas de dióxido de carbono (CO2) que componen la atmósfera de la Tierra son puestos allí en gran parte por los seres vivos. Además, insistió en que los procesos biológicos influían en la química de prácticamente todos los elementos de la corteza terrestre. En la década de 1920, publicó trabajos que describían el ciclo del carbono en la materia viva. Sostenía que los organismos vivos eran una fuerza de remodelación del planeta, comparable a cualquier fuerza física. Más allá de esto, vio que entraba en juego una fuerza nueva y aún mayor: la inteligencia. Algunos científicos empezaron a estudiar cómo los seres vivos afectaban a la química de la superficie de la Tierra, sobre todo en un “Laboratorio Biogeoquímico” creado en la Unión Soviética en 1929. Sin embargo, las declaraciones visionarias de Vernadsky sobre la humanidad como fuerza geológica no fueron muy leídas. A la mayoría de los lectores les parecieron meras divagaciones románticas.

El dióxido de carbono y la biosfera (1938 – década de 1950)

El primer defensor apenas creíble de una influencia de la vida en el clima fue el ingeniero británico G.S. Callendar, que a partir de 1938 publicó argumentos de que las emisiones humanas de CO2 ya estaban produciendo un calentamiento global. A algunos científicos les pareció lo suficientemente interesante como para examinar más de cerca cómo el gas, y de hecho todas las formas de carbono, entraban y salían de la atmósfera. Hacía tiempo que se sabía que la mayor parte del carbono del planeta estaba encerrado en sustancias químicas sin vida. Desde el siglo XIX, algunos científicos habían estudiado los ciclos seculares de expulsión del gas por los volcanes, su absorción (véase su concepto jurídico) por los minerales o los océanos y su depósito en las rocas carbonatadas. Apenas parecía que mereciera la pena mencionar que gran parte de esta roca -millones de kilómetros cúbicos de tiza, caliza y carbón- había formado parte de seres vivos. Pero ahora los científicos se preguntaban por el carbono en movimiento, en un lapso de apenas siglos. Para ello tuvieron que recurrir a la biología.

En los años 50 no se sabía mucho sobre los lentos movimientos del carbono dentro y fuera de la biomasa del planeta. Las mediciones del carbono 14 radiactivo aportaron una nueva fuente de datos que estimuló los estudios, pero durante más de una década los datos fueron demasiado inciertos para decir algo útil. Las pocas personas que se ocuparon de la cuestión del carbono sólo tenían estimaciones vagas con las que trabajar, pero eso no les impidió llegar a conclusiones. Pudieron calcular, en particular, que la cantidad de carbono ligada a los bosques, las turberas y otros productos de la vida terrestre es varias veces superior a la que hay en la atmósfera (sólo los suelos bajos almacenan dos o tres veces más de lo que el aire contiene en CO2). Dado que estos ecosistemas han sido bastante estables a lo largo del tiempo geológico, la reserva de carbono ligada a las sustancias orgánicas debe haber permanecido en un equilibrio aproximado con la atmósfera durante millones de años.

La causa probable de la estabilidad fue un hecho demostrado por los experimentos en invernaderos y en el campo: las plantas suelen crecer más exuberantes en un aire “fertilizado” con CO2 adicional. Por tanto, si se añadía gas a la atmósfera, las plantas deberían absorberlo rápidamente, convirtiéndolo en madera y suelo. En 1954, el bioquímico G.E. Hutchinson descubrió que si el CO2 atmosférico había aumentado, como afirmaba Callendar, probablemente se debía a las emisiones de los suelos en descomposición tras la tala de los bosques. Era la primera vez que alguien se daba cuenta de que la deforestación -hombres con hachas- podía alterar el CO2 de la atmósfera. Hutchinson no lo vio como un problema. Se trataba de un paso único, ya que una vez que la humanidad terminara de convertir los bosques del mundo en tierras de cultivo, la absorción (véase su concepto jurídico) de biomasa pronto restablecería un equilibrio “autorregulador”.

Por muy plausible que parezca la autorregulación planetaria, los científicos querían comprobarla con rigor. Para ello, tuvieron que elaborar un modelo numérico del sistema del carbono. Dibujaron diagramas con cajas -una caja para representar la reserva de carbono en la atmósfera, otras cajas para las reservas oceánicas y biológicas- y entre las cajas dibujaron flechas para mostrar los intercambios de carbono. Aplicando algunas ecuaciones e introduciendo mediciones de isótopos radiactivos de carbono y otros datos, hicieron estimaciones aproximadas sobre el movimiento del carbono. (Este esquema de cajas y flechas se ha convertido en algo tan común para visualizar la circulación geofísica de las sustancias químicas que parece natural e inevitable, pero en realidad no se hizo familiar hasta finales de la década de 1950).

Los historiadores suelen tratar a las técnicas como un fundamento anquilosado, que no se ve debajo de la historia más emocionante de las ideas científicas. Sin embargo, las técnicas son a menudo cruciales, y controvertidas. Un caso especialmente importante para los estudios biológicos se explora en un breve ensayo sobre los usos de la datación por radiocarbono .

Uno de los primeros intentos de integrar los datos disponibles fue un modelo ideado por Harmon Craig, un joven y entusiasta científico que estaba en contacto, mediante visitas y cartas, con Roger Revelle y otros que realizaban trabajos paralelos. Las cajas del modelo de Craig dividían el mundo-océano en dos capas, las aguas superficiales y las profundas. Una flecha mostraba el carbono transportado en el agua que se movía físicamente entre los niveles. Otro recuadro y una flecha mostraban los intercambios químicos de CO2 entre las aguas superficiales y la atmósfera. Mientras tanto, en Estocolmo, dos meteorólogos idearon un modelo con un único recuadro para los océanos, pero que incluía recuadros separados para los depósitos de carbono en las plantas vivas y en la materia orgánica muerta, como la hojarasca de los bosques. En los años siguientes se publicaron varios modelos adicionales, a medida que se añadían y ajustaban recuadros -más capas oceánicas, tal vez, o recuadros separados para el plancton oceánico y la vegetación terrestre-, cada uno con sus propias estimaciones de captación y liberación de carbono.

Los primeros modelos primitivos sugerían que los sistemas debían comportarse de la manera que se había supuesto durante mucho tiempo: el agua del mar y, sobre todo, las plantas absorberían o emitirían el CO2 suficiente para estabilizar la concentración del gas en la atmósfera. Pero en realidad los diagramas y las ecuaciones estaban tan simplificados que sólo mostraban que era posible que el sistema se autorregulara. Por otra parte, un modelo de absorción (véase su concepto jurídico) de la biosfera muy conocido, construido por Erik Eriksson, oscilaba por sí mismo en determinadas condiciones. Esto era característico de muchos modelos construidos a partir de unas pocas ecuaciones simples, “como si sus propiedades de autorregulación fueran defectuosas de alguna manera” (como dijo un destacado meteorólogo). Los científicos esperaban que añadir una complejidad más realista aumentaría la estabilidad. Podrían producirse oscilaciones a corto plazo, pero a largo plazo, seguramente todo el carbono extra se almacenaría en la biomasa. Eriksson insistió en que “la concentración atmosférica se ve poco afectada” por la aportación humana.

Los modelos más complejos no cambiaron estos puntos de vista. Un modelizador elaboraba un sistema de cajas de depósitos de carbono y escribía unas cinco ecuaciones para describir cómo interactuaban. Para llegar a alguna parte con esto, el modelador tenía que hacer suposiciones simplificadoras de dudosa validez. Pero con los escasos datos de que se disponía, no tenía mucho sentido perfeccionarlos, y ninguno de los modelos llegó lejos. Las cajas biológicas eran, con mucho, los componentes que menos se comprendían. Estos primeros modelos tendían a tratar la biomasa casi como un parámetro libre que el modelador podía ajustar, dentro de los amplios límites de lo conocido, para hacer que el resultado se ajustara a los demás datos. Por lo tanto, las conclusiones sobre la estabilidad se basaban no sólo en cálculos objetivos, sino también en lo que parecía plausible.

¿Puede la gente cambiar el clima?

Los científicos estaban bajo la firme creencia de que los sistemas naturales se autorregulan. Tanto los biólogos como la gente de a pie habían asumido durante mucho tiempo que las comunidades de seres vivos siempre se las arreglaban de alguna manera para ajustar su crecimiento y contrarrestar cualquier desviación peligrosa del equilibrio: el indestructible “equilibrio de la naturaleza”. En cuanto a la atmósfera, la mayoría de los expertos en geología pensaban que, incluso en un planeta sin vida, el equilibrio atmosférico se mantendría estable. Parecía razonable que los ciclos químicos se hubieran asentado hace tiempo en algún tipo de equilibrio entre el aire, las rocas y el agua del mar. En comparación con aquellas titánicas masas kilométricas de minerales, apenas parecía necesario tener en cuenta la fina escoria de bacterias y demás. Los expertos siguieron calculando cómo se mantendrían los niveles de gases atmosféricos, incluso de oxígeno, mediante procesos minerales que nada tenían que ver con los seres vivos. En particular, calcularon que el nivel de CO2 en la atmósfera se mantenía a largo plazo gracias a las fuerzas geológicas: la emisión de los volcanes se equilibraba con la absorción (véase su concepto jurídico) en las rocas de la intemperie.

El ciclo del carbono del planeta parecía un ejemplo más del tipo de sistema estable que los científicos habían estudiado durante su formación. Los libros de texto de química enseñaban como un principio establecido (enunciado en 1888 por Henri Le Chatelier, un químico industrial francés) que un sistema en equilibrio responde a cualquier tensión de una manera que tiende a restaurar su equilibrio. El principio de Le Chatelier regulaba de forma fiable las sustancias químicas en los frascos de laboratorio y en las plantas industriales.

En los años sesenta, estos puntos de vista eran habituales, y pocos científicos imaginaban que la biología del planeta tuviera mucho que ver con su química. Había dudas ocasionales. Un informe pionero de 1963 sobre el calentamiento global, en el que se señalaba que las emisiones humanas de gases de efecto invernadero alcanzaban un ritmo geológicamente inédito, advertía: “No es motivo de complacencia que la naturaleza parezca tener muchos controles… Puede haber procesos… que acaben siendo alarmantes”. Por otra parte, en 1966, cuando la Academia Nacional de Ciencias de EE.UU. organizó un estudio sobre el posible cambio climático, el panel consideró principalmente las influencias urbanas e industriales, es decir, la excavación y emisión deliberada de materiales por parte del hombre. Los expertos señalaron que los cambios que afectaban a los seres vivos del campo, como la irrigación y la deforestación, eran “bastante pequeños y localizados”, y dejaron ese tema sin estudiar.

Sin embargo, el panel se dio cuenta de que el medio ambiente planetario estaba ciertamente afectado por la actividad humana. Durante la década de 1960, aumentaron las pruebas de que productos humanos como las bombas nucleares y los pesticidas químicos podían causar daños globales. La cómoda creencia tradicional en la estabilidad automática de los sistemas biológicos se tambaleaba. Estos sentimientos se unieron a la preocupación por toda la atmósfera cuando C.D. Keeling publicó sus datos sobre los cambios en el nivel de CO2. Sus mediciones fueron tan precisas que desde el principio mostraron una “respiración” estacional del planeta: las plantas del hemisferio norte tomaban carbono de la atmósfera en primavera y verano, y lo devolvían al aire cuando las hojas muertas y la hierba se pudrían en otoño e invierno. Los datos de Keeling permitían calcular cuántas toneladas de carbono pasaban por las plantas en cada estación. El consumo no se correspondía con las cantidades de gas que el ser humano introducía en la atmósfera: año tras año, el nivel aumentaba de forma inquietante.

La curva de Keeling fue sólo una de las muchas cosas que despertaron la preocupación por los efectos biológicos globales. A principios de los años 70, la sensibilidad pública se redobló tras una serie de desastres climáticos, especialmente una sequía en el Sahel africano. Las fotografías de niños hambrientos, acurrucados en un paisaje estéril de matorrales, contaban una historia terrible de desiertos en expansión y climas cambiantes. ¿El desierto del Sahara se expandía hacia el sur como parte de un ciclo climático natural que pronto se revertiría, o había algo más peligroso? Durante un siglo, los viajeros y geógrafos africanos se preocuparon de que el sobrepastoreo pudiera causar cambios en la tierra que convirtieran al Sahel en un “desierto hecho por el hombre”. Durante los periodos de sequía, los misioneros y los funcionarios coloniales culpaban a las prácticas ignorantes de los nativos de los daños (pocos comentaban que si algo iba a provocar un cambio permanente, lo más probable es que fueran las prácticas introducidas bajo los regímenes coloniales). Un científico señaló en 1935 que el Sáhara no estaba invadiendo el terreno, sino que se aprovechaba de la “estupidez del hombre”.

En 1975, el veterano modelador climático Jule Charney propuso que el cambio climático actuaba como cómplice del hombre. Observando que las imágenes de satélite mostraban una destrucción generalizada de la vegetación en el Sahel a causa del sobrepastoreo, señaló que la arcilla estéril reflejaba la luz solar más que los pastos. Pensó que este aumento del albedo (reflectividad de la superficie) enfriaría la superficie, lo que podría cambiar el patrón de los vientos para que lloviera menos. Entonces morirían más plantas, y una retroalimentación autosostenida llevaría a la desertificación total.

Charney se dedicó a especular, ya que los modelos informáticos de la época eran demasiado rudimentarios para mostrar lo que un cambio regional del albedo haría realmente a los vientos. Pasaron algunos años más antes de que los modelos y las observaciones demostraran lo que se sospechaba desde hacía tiempo: la vegetación de la superficie es un factor importante en el clima. Por ejemplo, la selva amazónica genera gran parte de sus propias precipitaciones mediante la evaporación. Haría falta una generación aún más tardía de modelos para demostrar que el mecanismo específico de Charney era válido hasta cierto punto. Era una influencia, pero no la única, en un complejo conjunto de interacciones en las que intervenían otros factores, como las variaciones de la temperatura superficial de los océanos Atlántico e Índico. (En el Sahel, el avance del desierto se detuvo y en la década de 1990 se invirtió, lo que demuestra que el sobrepastoreo no dominó por sí mismo los cambios. Pero la cuestión de la influencia humana seguía abierta. Estudios posteriores sugirieron que, junto con el sobrepastoreo, las emisiones humanas, no sólo de gases de efecto invernadero sino también de bruma industrial, habían causado cambios en los patrones climáticos que contribuyeron al desastre).

A pesar de los confusos detalles, los científicos comprendieron la verdad de la lección principal de Charney. La actividad humana podía cambiar la vegetación lo suficiente como para afectar al albedo, y un cambio en el albedo podía interactuar con otros factores para cambiar el clima. En términos más generales, la biosfera no necesariamente regulaba la atmósfera sin problemas a través de retroalimentaciones “negativas” que retiraban el sistema de cualquier cambio. Podría ser ella misma una fuente del tipo de retroalimentación “positiva” que amplifica los cambios.

¿Adónde va el carbono? (1971-1980s)

La ciencia de la biología no estaba en condiciones de responder a las preguntas que los científicos del clima empezaban a plantear. La financiación y el ascenso de un científico dependían de la publicación de estudios concluyentes que pudieran completarse en pocos años. Para satisfacer esa demanda, la mayoría de los biólogos concentraban sus proyectos de investigación en una u otra especie concreta, cuando no en una sola molécula. Incluso los científicos pioneros que habían empezado a considerar sistemas más amplios rara vez emprendían estudios de campo que durasen más de cinco años. Eso apenas era suficiente para ver cómo podía responder una comunidad biológica al cambio climático. Sin embargo, el estudio de las comunidades vivas en toda su complejidad fue creciendo gradualmente en escala y sofisticación, bajo la nueva y popular bandera de la ecología. El campo atraía a investigadores que sentían curiosidad por el impacto humano en el medio ambiente.

A principios de la década de 1970, todo el mundo se había sensibilizado ante las diversas formas en que el ser humano afectaba al planeta en su conjunto. En particular, el público se estaba dando cuenta de que la agricultura de tala y quema estaba acabando con bosques tropicales enteros. La gente se dio cuenta de que sólo quedaba un pequeño y menguante remanente de los grandes y antiguos bosques de América del Norte, y que el mismo destino amenazaba al resto de los árboles del planeta. La preocupación por la destrucción de los bosques iba en aumento, aunque la preocupación era por el bien de la vida silvestre, no por el clima.

Mientras tanto, algunos científicos señalaban que los bosques del mundo eran un elemento importante en los ciclos globales del carbono y el agua. La conversión de los bosques en tierras de cultivo desde principios del siglo XIX había supuesto la primera gran contribución al aumento global de CO2. (Décadas más tarde, los científicos se dieron cuenta de que la deforestación también contribuía al enfriamiento -por un lado, la nieve en el suelo expuesto refleja más luz solar en invierno que un bosque-, por lo que el efecto neto de la deforestación puede haber ayudado a mantener fresco el siglo XIX). Además, como comprenderá cualquiera que haya caminado sudando por una selva llena de vapor, un bosque que evapora la humedad puede ser más húmedo que un océano, por la forma en que afecta al aire de encima. Las antiguas ideas sobre el cambio climático provocado por la deforestación volvían a parecer plausibles. Sólo que ahora no era sólo el clima local, sino todo el clima global el que podía verse afectado. ¿Qué tipo de cambios provocaría una mayor deforestación? Como señaló un científico pionero en el estudio del tema, “es difícil incluso adivinarlo”.

Había algunas cosas que podían medirse con confianza. Las estadísticas recopiladas por los gobiernos sobre el uso de los combustibles fósiles indicaban la cantidad de CO2 que la producción industrial enviaba a la atmósfera. Y las mediciones de Keeling mostraban la cantidad que permanecía en el aire, para hacer subir la curva año tras año. Las dos cifras no eran iguales (examine más sobre todos estos aspectos en la presente plataforma online de ciencias sociales y humanidades). Faltaba aproximadamente la mitad del gas procedente de la quema de combustibles fósiles. ¿A dónde iba el carbono que faltaba? Sólo había dos sospechosos probables. Debe acabar en los océanos o en la biomasa.

En 1971, el geoquímico Wallace Broecker y sus colegas desarrollaron un modelo de los movimientos del carbono en los océanos, incluido el carbono procesado por los seres vivos. Calcularon que algo así como el 40% del nuevo CO2 se disolvía en la capa superficial del agua de mar, y supusieron que la mayor parte del resto permanecería en la atmósfera. Aunque admitían que el conocimiento de las interacciones biológicas era inadecuado, pensaban que era probable que la “biosfera no fuera un sumidero importante” para absorber el CO2. Sin embargo, cálculos más precisos indicaban que los océanos no absorbían todo el CO2 que faltaba. “Parece imposible que ningún modelo oceánico pueda explicar completamente” el carbono que falta, escribió Keeling. El residuo debe hundirse de algún modo en la biosfera. ¿Quizás los árboles y otras plantas crecían más exuberantes gracias a la fertilización con CO2?

De ser así, era difícil de comprobar. Los modelos pioneros de la caja de carbono se concentraron principalmente en la química y no intentaron calcular si algún organismo podría crecer más abundantemente cuando el CO2 y el calor aumentaran. Algunos cálculos del carbono oceánico dejaban de lado por completo no sólo las plantas sino toda la biota terrestre, es decir, todos los organismos de la tierra. Los biólogos de plantas -un tipo de especialista que apenas había interactuado con los científicos del clima- habían publicado pocos estudios sólidos sobre la fertilización del carbono. (Estaba bastante claro en los invernaderos, pero eso decía poco sobre lo que ocurriría en medio de las complejidades de un bosque real). La opinión predominante había sido establecida en los años 60 por Eugene Odum, el autor pionero del libro de texto de ecología dominante. En un ecosistema maduro, sostenía Odum, las ganancias y las pérdidas de carbono se equilibran precisamente entre sí. “Sin muchas pruebas de lo contrario”, señaló un periodista, “el paradigma de Odum se mantuvo durante varias décadas”. No fue hasta finales de la década de 1990 que los estudios de campo mostraron que los bosques estaban ganando masa de forma espectacular, presumiblemente gracias a la fertilización por el aumento de CO2 en la atmósfera, quizás potenciado por las temperaturas más cálidas.

Lo que estaba claro en 1973, como señaló Keeling, era que incluso con buenos datos sobre las condiciones pasadas y presentes, cualquier cálculo del efecto futuro de los fertilizantes sería poco fiable. Todo jardinero sabe que dar más fertilizante a una planta promoverá el crecimiento sólo hasta un cierto nivel. Nadie sabe dónde está ese nivel si se da más CO2 a los distintos tipos de plantas del mundo. “Por tanto, estamos prácticamente obligados a considerar la tasa de aumento de la biota como una incógnita”, advirtió Keeling. Como muestra de la incertidumbre, algunos cálculos aproximados sugerían que las plantas terrestres podrían no ser un sumidero de CO2 en absoluto. Como ya había sugerido Hutchinson en 1954, la deforestación y otras obras humanas aumentarían la descomposición de los suelos, por lo que la biota terrestre podría ser una importante fuente neta del gas.

Las incertidumbres se hicieron dolorosamente evidentes en noviembre de 1976 en un “Taller sobre los Ciclos Químicos Globales y su Alteración por el Hombre” celebrado en Dahlem, Alemania. El respetado meteorólogo Bert Bolin rompió con su anterior opinión de que las plantas no eran una fuente importante de CO2. Argumentó que la deforestación de los trópicos, más la descomposición de la materia vegetal en los suelos dañados por la agricultura, estaba liberando una cantidad neta muy grande de CO2 a la atmósfera, alrededor de una cuarta parte de la cantidad añadida por los combustibles fósiles. Dado que el nivel de la atmósfera no aumenta con tanta rapidez, se deduce que los océanos deben absorber el gas mucho más eficazmente de lo que se pensaba. Bolin admitió que “este resultado es difícil de conciliar con los modelos actuales del papel de los océanos”.

George Woodwell, un botánico que se había incorporado recientemente al Laboratorio de Biología Marina de Woods Hole para dirigir su Centro de Ecosistemas, fue aún más lejos con los cálculos que había iniciado independientemente de Bolin. Woodwell creía que la deforestación y la agricultura estaban emitiendo al aire tanto CO2 como el total procedente de la quema de combustibles fósiles, o incluso el doble. Su mensaje era que había que detener el ataque a los bosques, no sólo para preservar la naturaleza, sino también para evitar la alteración del clima.

Broecker y otros geoquímicos pensaron que Woodwell estaba haciendo extrapolaciones ridículas a partir de datos escasos. Defendiendo sus propios cálculos, los geoquímicos insistieron en que era imposible que los océanos absorbieran tanto carbono. “El tema dominó la conferencia de Dahlem”, recuerda Woodwell, “estimulando un gran debate”. Las creencias de la gente sobre las fuentes de CO2 se estaban conectando con sus creencias sobre las acciones (si es que hay alguna) que los gobiernos deberían tomar.(28)

Los investigadores trataron de resolver el problema científicamente, atacándolo desde muchas direcciones. En reuniones, talleres y publicaciones, los expertos se reunieron y discutieron, a veces con acritud pero siempre con educación. Como ocurre a veces en los debates científicos, las opiniones se dividieron en gran medida en función de las disciplinas: oceanógrafos y geoquímicos frente a biólogos. Los científicos físicos, como Broecker, señalaron que podían calibrar de forma fiable sus modelos de los océanos con datos sobre cómo las aguas absorben materiales radiactivos (la lluvia radioactiva de las pruebas de armas nucleares era especialmente útil). La biología de Woodwell era manifiestamente más complicada. Sus oponentes argumentaban que nadie sabía realmente lo que ocurría con las plantas del Amazonas y de Siberia. Cuando invocaba estudios de campo realizados en tal o cual mancha de árboles, sus oponentes sacaban a relucir estudios más ambiguos, o simplemente decían que los estudios de unas pocas hectáreas aquí y allá difícilmente podían extrapolarse a todos los bosques del mundo.

Los datos clave procedían de las mediciones del carbono en la madera vieja. (Para ello se utilizó el hecho de que los nuevos isótopos radiactivos circulaban por la atmósfera y las plantas, mientras que las emisiones de los combustibles fósiles hacía tiempo que habían perdido toda radiactividad). En 1978, Minze Stuiver utilizó las mediciones isotópicas para estimar que dos tercios del CO2 añadido a la atmósfera hasta 1950 habían procedido de la tala de bosques. Pero la industria y la población mundial se habían multiplicado de forma explosiva. La situación había cambiado y ahora casi todo el nuevo carbono procedía de los combustibles fósiles. Los modelos oceánicos eran aproximadamente correctos.

Esto no significaba que los bosques no fueran importantes. La forma en que la curva de CO2 de Keeling oscilaba hacia arriba y hacia abajo con las estaciones mostraba claramente que el crecimiento primaveral y la descomposición otoñal de la materia vegetal desempeñaban un papel enorme en el presupuesto de carbono de la atmósfera. Sin embargo, la media anual del gas emitido por las plantas en descomposición o quemadas parece equilibrarse con la cantidad absorbida por otras plantas. Tal vez la deforestación se equilibró con un crecimiento más vigoroso debido a la fertilización por el aumento de CO2 en la atmósfera – “una compensación fortuita de efectos opuestos.”

Woodwell negó esto, y a lo largo de la década de 1980, continuó insistiendo en que la deforestación tropical y otros asaltos a la biosfera estaban contribuyendo con tanto carbono neto al aire como la quema de combustibles fósiles. Calificando el dióxido de carbono como “una gran amenaza para el orden mundial actual”, pidió no sólo que se detuviera la quema de bosques, sino que se procediera a una reforestación agresiva para absorber el exceso de carbono. Salvar los bosques, más por el bien de la vida silvestre que del clima, era una idea popular en el creciente movimiento ecologista -un movimiento en el que Woodwell había sido líder durante mucho tiempo. Sin embargo, otros científicos fueron concluyendo que sus afirmaciones eran exageradas (examine más sobre todos estos aspectos en la presente plataforma online de ciencias sociales y humanidades). Finalmente, Woodwell tuvo que admitir que la deforestación no añadía tanto CO2 a la atmósfera como pensaba.

Basado en la experiencia de varios autores, mis opiniones, perspectivas y recomendaciones se expresarán a continuación (o en otros lugares de esta plataforma, respecto a las características en 2026 o antes, y el futuro de esta cuestión):

Quedaba una importante lección. Como escribió un equipo dirigido por Broecker en 1979, las afirmaciones de Woodwell de que la destrucción de plantas liberaba enormes cantidades de CO2 habían sido una “conmoción para los que nos dedicamos al cálculo del carbono global”. El intenso reexamen provocado por la afirmación había llamado la atención sobre “el potencial de la biosfera”. Broecker y otros interesados en la geoquímica de los océanos se sintieron especialmente frustrados por lo que empezaron a llamar el “sumidero perdido” de carbono. Las únicas áreas tan poco conocidas que podían ocultar una característica tan enorme del sistema eran las biológicas. Desde finales de los años setenta, estaba claro que nadie podría predecir el futuro del clima global con mucha precisión hasta que pudiera decir cómo los sistemas vivos del planeta afectaban al nivel de CO2.

Siguiendo su propio consejo, Broecker empezó a considerar el agua de mar como un contenedor no sólo de sustancias químicas sino de vida. En un par de artículos fundamentales de 1982, llamó la atención sobre lo que más tarde se denominó una “bomba” biológica de carbono El plancton que crece abundantemente en las aguas superficiales utiliza el carbono para construir sus cuerpos y caparazones. Después de morir, los fragmentos acaban descendiendo al fondo del océano, donde el carbono queda enterrado en los sedimentos. Se podría suponer que añadir más plancton reduciría inmediatamente la cantidad de CO2 en la atmósfera. Sin embargo, investigaciones posteriores demostraron que el efecto a corto plazo no es directo. Cuando las criaturas fabrican carbonato de calcio para sus caparazones, alteran la compleja química del agua de mar, lo que en realidad acaba liberando más gas al aire. Los científicos tenían mucho que estudiar en los numerosos cambios bioquímicos que se producen cuando el plancton florece y se disuelve.

Al estudiar todo esto, Broecker y sus colegas no se concentraron en lo que significaba para el presupuesto de carbono contemporáneo. Lo que más les interesaba era lo que el enterramiento de carbono durante miles de años podía significar para las oscilaciones entre épocas glaciales y períodos cálidos. A largo plazo, cuanto más carbono se enterrara, menos debería haber en la atmósfera. ¿Podría el estudio de los cambios en el contenido de CO2 de la atmósfera conducirles al “santo grial” de la investigación geoquímica, el mecanismo que dominaba los ciclos de la edad de hielo?(33) Los estudios del hielo antiguo extraído de las perforaciones en los casquetes de Groenlandia y la Antártida apoyaron poderosamente esta esperanza. Resultó que, durante las pasadas glaciaciones, el nivel de CO2 en la atmósfera había sufrido grandes oscilaciones, más o menos en consonancia con el aumento y el descenso de las temperaturas globales. Nadie pudo pensar en ningún efecto físico o químico lo suficientemente fuerte como para causar esto. Eso dejaba a la biosfera, y sobre todo a los océanos. La biología de los océanos podría ser la clave para explicar cómo las temperaturas globales y el CO2 habían cambiado juntos a lo largo de los milenios.

Resultaba especialmente llamativo que el plancton sólo pudiera crecer allí donde obtuviera suficientes oligoelementos como el hierro y el fósforo. Así, el ciclo global del carbono dependía del afloramiento de las corrientes oceánicas portadoras de nutrientes y de los vientos que arrastraban el polvo mineral hacia el mar. Los patrones de afloramiento, vientos y erosión no eran los mismos durante los periodos glaciares que durante los periodos cálidos como el actual. Además, los cambios de temperatura afectan directamente al crecimiento del plancton. Era un caso escandalosamente enmarañado de interacciones entre la actividad biológica y el clima.

Broecker y otros científicos se lanzaron a realizar cálculos cada vez más elaborados sobre las conexiones entre el CO2 de la atmósfera, la química de las distintas capas de las aguas oceánicas, el plancton que habita en esas capas y los climas pasados, presentes y futuros. La biología y la química tenían tantas complejidades y trampas que las preguntas se multiplicaban más rápido que las respuestas, pero una cosa estaba clara. En el futuro, a medida que el CO2 procedente de los combustibles fósiles se disolviera en el océano -con niveles ya muy superiores a los encontrados en mediciones que se remontan a medio millón de años- se producirían graves cambios químicos. En particular, el agua de mar carbonatada disolvería más fácilmente los compuestos que forman las conchas. Nadie puede saber si eso pondría en peligro a las criaturas marinas y qué resultaría finalmente de todo esto.

Los procesos biológicos en tierra son más fáciles de investigar, y los avances son constantes. Por ejemplo, en 1983, un estudio pionero modelizó 69 ecosistemas regionales por separado y concluyó que los cambios en el uso de la tierra desde el siglo XVIII habían provocado una liberación neta de carbono de los suelos, confirmando así la conclusión de Stuiver de que, hasta aproximadamente 1960, la humanidad había liberado más carbono a la atmósfera por la tala de bosques y similares que por la quema de combustibles fósiles. Las incertidumbres eran lo suficientemente grandes como para que si se asumía el nivel razonable más bajo para algunos factores y el nivel razonable más alto para otros, fuera posible equilibrar el presupuesto global de carbono.

A pesar de estos esfuerzos, la discusión sobre el destino del CO2 seguía sin resolverse. Como se quejaba un par de autores, “a partir de la escasa información estadística y de las afirmaciones a menudo mal documentadas de la literatura, es extremadamente difícil calcular” lo que estaba ocurriendo entre la biosfera y la atmósfera. Woodwell insistía en que, si no ahora, sí en el futuro, el calentamiento global haría que la vegetación liberara cantidades abrumadoras de CO2. A lo largo de la década de 1980, el debate continuó mientras los científicos aportaban una gran cantidad de nuevos datos y nuevas ideas, que no servían tanto para resolver el problema del carbono como para revelar cada vez más complicaciones. Las complicaciones no eran sólo científicas. Al reclamar una vez más el fin de la deforestación, Woodwell señaló que el objetivo chocaba con poderosas fuerzas económicas, por no hablar de la corrupción. Los cambios necesarios, dijo, “requieren avances políticos más que conocimientos científicos o técnicos”.

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La historia del carbono desaparecido continúa en una sección posterior.

Datos verificados por: Raymont
A continuación se examinará el significado.

¿Cómo se define? Concepto de Biosfera

Véase la definición de Biosfera en el diccionario.

Definición de Biosfera en Ciencias

[rtbs name=”ciencias”]La superficie total habitable de tierra, aire y agua. [rtbs name=”crisis-del-agua”] Dentro de la biosfera la unidad básica de análisis o estudio es el ecosistema.

Revisor: Lawrence

Características de Biosfera

[rtbs name=”medio-ambiente”]

Recursos

Traducción de Biosfera

Inglés: Biosphere
Francés: Biosphère
Alemán: Biosphäre
Italiano: Biosfera
Portugués: Biosfera
Polaco: Biosfera

Tesauro de Biosfera

Medio Ambiente > Medio natural > Entorno físico > Biosfera

Véase También

• Biodiversidad
• Protección de la flora
• Zoología
  • Sistemática zoológica
• Protección de la fauna
  • Protección de los animales
  • Regulación de la caza
• Parque zoológico
• Zona protegida
  • Reserva natural
  • Parque nacional

• Especie en peligro de extinción

• Biodiversidad
  • Recurso vegetal
  • Recurso animal
  • Especie protegida

Recursos

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Traducción al Inglés

Traducción al inglés de Biosfera: Biosphere

Véase También

Bibliografía

• Información acerca de “Biosfera” en el Diccionario de Ciencias Sociales, de Jean-Francois Dortier, Editorial Popular S.A.

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