Efectos del Cambio Climático desde los Años 70

Este elemento es una expansión del contenido de los cursos y guías de Lawi. Ofrece hechos, comentarios y análisis sobre este tema. [aioseo_breadcrumbs]

Efectos del Cambio Climático desde los Años 70

Metano (1979-1980)

La controversia sobre las cifras del presupuesto de carbono del planeta, unida a la creciente preocupación por el calentamiento global debido al CO2, impulsó a los científicos a estudiar más de cerca los intercambios biológicos de carbono. En 1979, un equipo informó de que la quema de bosques aportaba a la atmósfera cantidades importantes de CO2 y también de otros gases de efecto invernadero. En particular, el gas metano (CH4) desempeñaba un papel importante en el balance global del carbono.(Hasta ahora se consideraba que la quema de biomasa no era importante como fuente global de gases traza atmosféricos, se señalaba; el nuevo análisis demostró que no es así). Y los científicos se habían dado cuenta recientemente de que el metano, molécula por molécula, era muchas veces más eficaz que el CO2 como gas de efecto invernadero.

El gas procedía principalmente de los seres vivos: las bacterias que acechan en todas partes, desde el suelo hasta el agua de mar, pasando por las tripas de los elefantes. Todo el mundo sabía que el “gas de los pantanos” burbujea sobre todo en los humedales. Ya en 1974, un geoquímico alemán había calculado que las ciénagas terrestres, y no los océanos, son la mayor fuente de metano en la atmósfera. Estas emisiones naturales eran mucho mayores que la cantidad de metano que se escapaba cuando los humanos extraían y quemaban gas natural. Mientras tanto, la gente empezaba a reconocer que los humedales del mundo estaban cambiando rápidamente bajo el impacto humano. Y eso no era todo.

Los estudios descubrieron que los animales podían ser una fuente importante tanto de CO2 como de metano. El metano, en particular, es producido por las bacterias de los intestinos del ganado y otros animales domésticos y luego eructado en el aire. El rápido aumento de la producción de carne y leche contribuyó significativamente al aumento del nivel de este gas en la atmósfera. (En décadas posteriores, los estudios determinaron que la cría de animales contribuía a más de una décima parte de las emisiones de gases de efecto invernadero de la humanidad. Uno de sus componentes era otro potente gas de efecto invernadero, el óxido nitroso, liberado por los fertilizantes utilizados en el cultivo de forraje). También los arrozales se habían extendido rápidamente, con el metano burbujeando desde el barro. Incluso las termitas, que se encuentran en cualquier lugar del planeta donde se descomponga la madera muerta, podrían ser una fuente importante de metano y CO2. (Investigaciones posteriores demostraron que las termitas son efectivamente un factor, pero contribuyen considerablemente menos que los animales domésticos o los arrozales). Las actividades humanas afectarían a estas liberaciones y captaciones de gas; la actividad de las bacterias del suelo y de las termitas, por ejemplo, era mayor en las zonas perturbadas por el cultivo o la quema. Y, por supuesto, estas cosas también se verían afectadas por el propio cambio climático. Todos estos efectos interconectados tendrían que ser tenidos en cuenta de alguna manera.

Un cálculo especialmente sugerente demostró que en las profundas capas de turba del permafrost que subyacen a las tundras del norte había una enorme reserva de carbono, quizá la mitad de la que hay en todos los bosques y selvas tropicales del mundo.(41) Cuando el calentamiento global alcanzara estos lechos de turba, podrían liberar una enorme cantidad de CO2. Las tundras empapadas, que cubren millones de kilómetros cuadrados y son muy sensibles a los cambios de temperatura, también podrían emitir cantidades masivas de metano. Un peligro similar apareció en un depósito aún más gigantesco de metano, al menos en parte de origen biológico, que estaba encerrado en hielos “clatados” en la mugre de los fondos marinos. El calentamiento global probablemente aumentaría la emisión de gases de efecto invernadero de todas estas fuentes. Eso planteaba la alarmante posibilidad de una retroalimentación amplificadora: más calentamiento del efecto invernadero, por tanto más emisión, y así sucesivamente.

Un fuerte indicio de que esto era una preocupación real apareció en los estudios del hielo de las perforaciones en los casquetes de Groenlandia y la Antártida. No sólo el CO2, sino también el metano en la atmósfera habían subido y bajado más o menos al mismo tiempo que las oscilaciones de temperatura. Mientras que en el caso del CO2 esto significaba principalmente observar la vida marina y tal vez los suelos y los bosques, en el caso del metano esto apuntaba a cambios en la forma en que la tundra, los humedales y los clatratos tomaban el gas cuando el clima se enfriaba, o lo liberaban en un período cálido. Invirtiendo la secuencia, si la abundancia de gases de efecto invernadero cambiaba debido a algo que ocurría en la biosfera (por ejemplo, las actividades humanas), el cambio climático seguiría.

Gaia (1972-1980)

Los geocientíficos habían pensado en el carbono principalmente como algo relacionado con los volcanes y la meteorización de las rocas, pero desde principios de la década de 1970 comprendieron que la biología era un actor importante en el presupuesto global del carbono. De hecho, dominaba el juego en la escala temporal humana de los siglos. En cuanto a otros elementos químicos, por ejemplo el ciclo del azufre en los océanos y la atmósfera, los científicos seguían pensando que debía predominar la simple química mineral. Esto cambió durante un viaje de investigación por el Océano Atlántico en el que participó James Lovelock, un investigador de gran alcance y de mentalidad excepcionalmente independiente. Su doctorado era en medicina, pero su logro más notable en ese momento había sido inventar instrumentos para medir gases raros incluso en concentraciones minúsculas. En alta mar, Lovelock descubrió que uno de esos gases, el sulfuro de dimetilo (DMS), era un elemento principal en el ciclo global del azufre. La principal fuente de DMS era el plancton oceánico.

Lovelock ya estaba convencido de que, como dijo, “los gases atmosféricos son productos biológicos”. Su interés se vio estimulado en parte por los gases que encontró por todas partes en la atmósfera terrestre y que sin duda eran producidos por seres vivos: los contaminantes de la industria humana. Pero Lovelock basó su pensamiento más profundamente en la propiedad más fundamental de la biología, la marcha ascendente de la vida contra la entropía.

Ya en los años 60, Lovelock había propuesto medir los gases de la atmósfera marciana como forma de buscar rastros de vida. Los seres vivos, se dio cuenta, emiten gases que llevarían la atmósfera de su planeta a “un estado de desequilibrio”. Marte carecía del oxígeno libre de nuestro propio planeta precisamente porque Marte era estéril. En este punto del pensamiento de Lovelock, un equilibrio estable daba lugar a minerales muertos, mientras que el sistema de vida más minerales creaba un estado perpetuo de desequilibrio dinámico.

Lovelock tuvo problemas cuando intentó publicar estas ideas en 1966. En aquel momento se limitó a comentar que las ciencias físicas ignoraban habitualmente los efectos físicos de la vida “hasta la ceguera”. Mucho tiempo después, reflexionó que “la biología convencional y la ciencia planetaria mantenían la falsa suposición de que los organismos simplemente se adaptan a su entorno. Mis ideas sobre la detección de la vida reconocían que los organismos cambian su entorno… Ni mis críticos ni yo éramos conscientes de esta diferencia fundamental de punto de vista”. Las dificultades de Lovelock ilustraban lo difícil que era comprender que los seres vivos podían desempeñar un enorme papel en la geoquímica de su planeta.

En 1974, Lovelock elaboró una gran generalización en colaboración con Lynn Margulis, que tenía un profundo conocimiento de la microbiología (y compartía el gusto por las especulaciones de tamaño planetario con su antiguo marido, Carl Sagan). Su artículo se titulaba “Homeostasis atmosférica por y para la biosfera: La hipótesis Gaia”. Lovelock y Margulis proponían que el conjunto de seres vivos había tomado “el control del medio ambiente planetario” de forma que se mantuvieran las condiciones favorables para la propia vida. Esto llevó al límite la nueva forma de ver la atmósfera como algo susceptible de influencia biológica. Según la nueva hipótesis, la atmósfera era en conjunto “una parte componente de la biosfera”, de hecho un “artificio”. La retórica y el nombre, en honor a la diosa griega de la Tierra, daban a entender que se trataba de una guía intencionada e incluso sobrenatural, lo que disgustó a muchos científicos. Pero si se elimina cualquier implicación de propósito consciente, la idea de que la biología controlaba el contenido atmosférico era racionalmente defendible

Durante más de una década, la hipótesis Gaia no llevó a ninguna parte desde el punto de vista científico. La mayoría de los científicos la consideraban, en el mejor de los casos, visionaria. Luego, en 1987, Lovelock, en colaboración con Robert Charlson y otros, argumentó de forma plausible que el DMS que emitía el plancton oceánico podía influir en el clima, de forma similar a los aerosoles de azufre producidos por la industria humana. En el aire limpio sobre los océanos, las partículas de DMS eran una fuente importante de núcleos para la condensación de las gotas de agua que formarían las nubes. Esto sugería una autorregulación similar a la de Gaia. Tal vez si los océanos se calentaran, el plancton produciría más DMS… lo que haría más nubes y más reflexión de la luz solar de la atmósfera… lo que traería un enfriamiento compensatorio hacia la normalidad. Tal vez esta regulación biológica “ya ha contrarrestado la influencia del reciente aumento de CO2 y otros gases “de efecto invernadero”.” (Estudios realizados en años posteriores descubrieron que, efectivamente, podría haber un ligero efecto de enfriamiento, pero no lo suficiente como para contrarrestar el calentamiento por efecto invernadero). Por otro lado, también se podrían imaginar escenarios en los que el calentamiento global acabara con el plancton, lo que traería un círculo vicioso de aumento del calor.

Algunos esperaban que la hipótesis Gaia pudiera poner un fundamento científico a la creencia tradicional en la autorregulación ecológica, el benéfico “equilibrio de la naturaleza”. (véase más arriba) A largo plazo, las especies que dañaban su ecosistema quedaban automáticamente abatidas (un pensamiento preocupante, dado que la humanidad era una de esas especies). Para otros, la hipótesis era engañosa, no era ciencia sino misticismo. Si la atmósfera de la Tierra había permanecido favorable a la vida durante los últimos mil millones de años, la mayoría de los científicos no veían ninguna lógica ni prueba que les obligara a pensar que esa estabilidad se debiera a algo más que a la pura buena suerte. El propio Lovelock admitió que la hipótesis podría no demostrarse nunca de forma definitiva. En cualquier caso, añadió más tarde, la interferencia humana podría ser lo suficientemente grande como para forzar el sistema global más allá del punto en el que la naturaleza podría mantener un equilibrio. Lo que sí consiguió la hipótesis Gaia fue animar a los científicos a investigar cómo la biología podía aparecer en todos los rincones de la química atmosférica, lo que a su vez afectaba a todo, desde las nubes hasta la meteorización de las rocas. “La ciencia de Gaia es ahora parte de la sabiduría convencional”, se jactaba Lovelock en 1991 con una exageración sólo parcial, “y se llama ciencia del sistema terrestre; sólo el nombre Gaia es controvertido”. Tanto para los científicos como para el público, el debate promovió la comprensión de que la vida interactúa con el clima de formas imprevisibles y perturbadoras.

Todo está conectado con todo lo demás: de una filosofía elevada pero nebulosa, este punto de vista había evolucionado hasta convertirse en un requisito científico para analizar el planeta. La respuesta definitiva a la cuestión del cambio climático sería un conjunto de predicciones sobre los niveles de gases, las temperaturas y las precipitaciones, y su impacto en los ecosistemas y la sociedad humana. Eso sólo podría conseguirse mediante cálculos con un modelo que incorporara todos los factores significativos y sus interacciones. En un taller celebrado en Jackson Hole, Wyoming, en 1985, se empezó a trazar ese modelo. Los participantes proyectaron bocetos en una pared y garabatearon sobre ellos hasta llegar a un consenso sobre cuáles serían los subsistemas más importantes del modelo. El resultado, que se conoció en la comunidad de modelistas como el “diagrama de cableado”, tenía más de tres docenas de flechas que conectaban un número aún mayor de cajas. Otros diagramas similares esbozados una década antes habían ignorado la biología, pero aquí era el centro. Las casillas estaban muy simplificadas (“nubosidad”, “reciclaje de nutrientes”, “uso humano de la tierra”, “producción biológica marina” y otras similares), y la comunidad estaba muy lejos de saber cómo calcular lo que ocurría en la mayoría de ellas. Incluso si los científicos hubieran sabido todo eso, los ordenadores que podían manejar los cálculos estaban a décadas de distancia.

A partir de la década de 1980, diversos expertos realizaron un amplio trabajo sobre cómo los sistemas agrícolas y económicos humanos, así como los ecosistemas naturales, podrían interactuar con el calentamiento global y el aumento de los niveles de CO2. Esos estudios quedan en su mayoría fuera del ámbito de estos ensayos geofísicos y no se tratan aquí.

Retroalimentación del calentamiento global

Al igual que las nubes que llegan desde el horizonte anunciando la posibilidad de una tormenta, la perspectiva del calentamiento global atrajo cada vez más la atención de científicos alejados de la meteorología tradicional. Empezaron a trabajar para organizar grandes estudios de campo a largo plazo en docenas de temas especializados de agricultura, silvicultura, etc., para ver cómo el clima podría interactuar con los numerosos ecosistemas del planeta. Había muy poco dinero para apoyar todos esos estudios, pero algunas preguntas importantes fueron respondidas, al menos parcialmente.

La pregunta más antigua era si un cambio en la vegetación, especialmente un cambio causado por los humanos, podía alterar los climas regionales. La respuesta es ahora cierta: sí. En varios lugares, los pastizales sobrepastoreados con suelos desecados se habían calentado de forma demostrable más que los pastos menos utilizados. Y el calentamiento dificultaría aún más el retorno de la hierba. Algunos bosques tropicales que habían sido talados mostraban una disminución apreciable de las precipitaciones, ya que la humedad ya no se evaporaba de nuevo al aire desde las hojas de los árboles – en Brasil, la lluvia huía del arado.Por otra parte, un trabajo publicado en 2004 ofrecía un panorama más complejo: en algunas circunstancias, la deforestación podía traer más tormentas de lluvia cuando el aire se elevaba desde el suelo más caliente. Estos estudios regionales eran demasiado escasos para poder ofrecer una imagen clara de cómo los numerosos tipos de vegetación en total podían afectar al clima global. Los estudios sí mostraron que allí donde se alteraba la vegetación podían producirse graves retroalimentaciones con un potencial de cambio regional duradero y autosostenible. La deforestación y otros cambios deliberados en el uso de la tierra parecían tener menos probabilidades de marcar una gran diferencia fuera de la región que se estaba alterando.

Esto deja abierta la cuestión de los cambios involuntarios, ya que la vegetación reacciona en todas partes a los gases de efecto invernadero. Por ejemplo, algunos científicos señalaron que si el cambio climático animaba a los bosques a crecer más al norte, los pinos oscuros absorberían más luz solar que la tundra nevada y calentarían el aire, lo que contribuiría al calentamiento global.

Una revisión de 1989 de los estudios climáticos por ordenador concluyó que la siguiente generación de modelos tendría que incluir representaciones detalladas de la vegetación. A mediados de la década de 1990, los biólogos y los modelizadores discutían todo tipo de detalles: por ejemplo, la forma en que el aumento de los niveles de CO2 afectaría a la evaporación de la humedad de las hojas. Los pequeños agujeros (estomas) de cada hoja admiten el CO2 que la fotosíntesis utiliza como materia prima. Al aumentar el nivel del gas en la atmósfera, los estomas se cerrarían un poco y, por tanto, saldría menos agua. Eso podría tener un impacto sorprendentemente grande en la cantidad de humedad en el aire, afectando a las precipitaciones a miles de kilómetros de distancia. Pero nada influye tanto en la vegetación del mundo como los seres humanos, por lo que los modelos tendrían que incluir también las fuerzas sociales y económicas.

Algunos científicos se aferraron a la antigua opinión de que los sistemas naturales se autoestabilizaban y consideraron que las retroalimentaciones biológicas eran más tranquilizadoras que alarmantes. Sostenían que la fertilización por el aumento de CO2 en la atmósfera beneficiaría tanto a la agricultura y la silvicultura que compensaría cualquier posible daño del cambio climático. El efecto de la fertilización fue confirmado por las mediciones de campo del intercambio de carbono en varios bosques, y por los estudios de las consecuencias de soplar CO2 adicional en los cultivos, los pastizales, etc. En el conjunto del planeta, la biomasa sí parecía estar absorbiendo más CO2 que en décadas anteriores. (Esto se determinó en 2017 mediante ingeniosas mediciones en núcleos de hielo de la Antártida. La absorción (véase su concepto jurídico) terrestre de carbono, había aumentado un 30% durante el siglo XX). Sin embargo, los mismos estudios arrojaron algunos resultados inquietantes. Las cifras eran a menudo muy diferentes de lo que el puñado de estudios anteriores, más primitivos, había sugerido. Y las consecuencias de la fecundación no eran sencillas. Por ejemplo, en algunas circunstancias el CO2 extra podría beneficiar a las malas hierbas y a las plagas de insectos más que a los cultivos deseables, y los propios cultivos serían menos nutritivos.

En cualquier caso, a medida que el nivel del gas siguiera aumentando, las plantas llegarían a un punto (nadie podría predecir cuándo) en el que no podrían beneficiarse de más fertilizantes de carbono; el aumento del crecimiento de las plantas se nivelaría. A finales de la década de 1980, algunos expertos predijeron que el calentamiento acabaría fomentando la descomposición, con una emisión neta de gases de efecto invernadero, lo que provocaría un calentamiento aún mayor. ¿Podría haber una retroalimentación positiva que se prolongara exponencialmente? Otros atacaron la cuestión, reduciendo las estimaciones. Acallaron los temores de un horrible desbordamiento, pero descubrieron que la actividad biológica en la tundra y otros suelos que se calientan se sumaría a los gases de efecto invernadero en la atmósfera. Por ejemplo, un estudio de 1995 sobre datos de laboratorio confirmó que la descomposición del suelo en general podría “proporcionar una retroalimentación positiva en el ciclo global del carbono”.

A estas alturas, la mayoría de los especialistas en paleobiología, geoquímica y otros campos similares ya estaban convencidos de que los sistemas naturales no siempre se autoestabilizaban: tanto los sistemas biológicos como los físicos eran susceptibles de retroalimentación positiva. Los estudios sobre el polen fósil confirmaron la creciente sospecha de que, a medida que cambiaba el clima, conjuntos enteros de especies podían adoptar configuraciones nunca vistas hasta entonces, por lo que algunos empezaron a prever la extinción de especies y el empobrecimiento, quizá el fracaso total, de ecosistemas vitales. En un estudio autorizado, un grupo internacional de 19 expertos estimó que para 2050, entre el 15 y el 37% de todas las especies de una amplia muestra de regiones estarían “comprometidas con la extinción”.

Algunas personas sugirieron resolver el problema del efecto invernadero utilizando la biología de forma deliberada. ¿Quizás podríamos manipular la “bomba biológica” del plancton muerto que cae en el fondo del océano, llevándose el carbono con él? El plancton no prosperaba sin oligoelementos, que escasean en el medio del océano. Durante décadas se había hablado de mejorar la productividad biológica de las regiones oceánicas estériles mediante la adición de nutrientes, algo así como los tradicionales fertilizantes de nitrato y fosfato utilizados por los agricultores. Los estudios realizados a finales de los años 80 y 90 sugirieron que el hierro era el fertilizante clave. Al verter compuestos de hierro donde faltaba el elemento, podríamos estimular la floración del plancton. ¿Podría la bomba biológica enterrar el carbono tan rápidamente como nuestras industrias lo emiten? El pionero de la teoría, John Martin, bromeó con acento de Strangelove: “¡Denme medio camión cisterna de hierro y les daré una edad de hielo!”

Los científicos empezaron a planificar experimentos para ver cuánto carbono podían enviar al fondo marino con un chorro de fertilizante. Bastante, en las circunstancias adecuadas, según los estudios realizados después de 2001. Pero los detalles de estas circunstancias eran tan oscuros y complejos como todo lo demás en los océanos. Muchos advirtieron que, en vista de lo poco que sabíamos sobre los ecosistemas oceánicos, este tipo de intromisión podría empeorar las cosas. Por ejemplo, ¿qué pasaría si fertilizar el plancton les hiciera emitir más metano u otros potentes gases de efecto invernadero?

Mientras tanto, Broecker y algunos otros especialistas dedicados intentaron desentrañar la enmarañada historia biológica y química de los océanos a través de los períodos glaciares, siguiendo minerales trazadores como el cadmio. Las ideas iniciales de Broecker estaban equivocadas, como se dio cuenta “casi antes de que se secara la tinta de la publicación”. Esa fue la historia de mucho de lo que siguió. Como admitió en el año 2000, “el premio aún no se ha entendido”. Los oceanógrafos estaban empezando a darse cuenta de que el plancton a la deriva formaba comunidades tan complejas como una selva tropical. Sólo una pequeña fracción de las especies marinas había sido identificada. El cambio climático afectaría profundamente a estas comunidades, pero nadie podía decir cómo.

Además, a medida que se disolvían cantidades crecientes de CO2 en los océanos, las aguas superficiales se volvían más ácidas. A muchas criaturas les resultaría cada vez más difícil fabricar sus conchas. A menos que la humanidad restringiera sus emisiones, en los siglos futuros los océanos se volverían inevitablemente más ácidos de lo que habían sido durante cientos de millones de años. Combinado con el calentamiento, podría reducir algunos de los ecosistemas más grandiosos y productivos del planeta a una fea ruina. Ya en las próximas décadas, el aumento de la acidez parecía que iba a mermar gravemente las especies clave, lo que no sólo dañaría los arrecifes de coral y las pesquerías, sino que podría reducir la capacidad de la “bomba” biológica para secuestrar el CO2 en las profundidades del océano. Además de cambiar los ecosistemas, la acidez afectaría directamente a la forma en que las conchas de plancton absorben el carbono y posteriormente se disuelven, o no se disuelven, a medida que las conchas vacías se hunden en el fondo marino. Explorar cómo la química y la temperatura del agua del mar afectaban a cada una de las especies importantes, así como las interacciones entre la miríada de criaturas, y las consecuencias para el movimiento del carbono, era un proyecto que llevaría muchas décadas.

Los intentos de equilibrar el presupuesto de carbono actual siguieron siendo el centro de atención durante la década de 1990. Persistió el debate sobre cuestiones como si los bosques tropicales eran una fuente o un sumidero neto de carbono. Mientras tanto, algunos seguían presentando argumentos de que el exceso de CO2 se hundía sobre todo en los océanos, a los que se oponían otros que presentaban argumentos igualmente persuasivos de que el gas iba a parar sobre todo a las plantas. Sólo más datos podrían resolver estas cuestiones. Especialmente útiles fueron las mediciones periódicas de los niveles de CO2 en muchos lugares, realizadas por el gobierno de EE.UU. (para ser precisos, la NOAA, con análisis principalmente a cargo de Keeling en Scripps). Se recogieron frascos de aire en una serie de estaciones que iban desde el Polo Sur hasta un témpano de hielo en el Océano Ártico. Las variaciones de una estación a otra decían mucho sobre los movimientos del gas. Otra forma poderosa de interpretar estas cifras vino de la mano de nuevos y precisos datos sobre el oxígeno en la atmósfera. El nivel de oxígeno se altera fraccionadamente allí donde la quema de combustible emite CO2 y donde las plantas emiten o captan el gas, pero el nivel de oxígeno no se ve afectado cuando el CO2 es captado en los océanos. Las ingeniosas y minuciosas mediciones fueron obra de Ralph Keeling, hijo de Charles David. A lo largo de la década de 1990, las distintas cifras tendieron a converger, lo que sugiere que ninguno de los polemistas tenía toda la razón o estaba totalmente equivocado.

Las razones de la antigua confusión se explicaron en parte por los nuevos estudios, que demostraron que la absorción (véase su concepto jurídico) de carbono por parte de los bosques y los suelos variaba de forma errática y masiva. Una región que había absorbido carbono en general durante una década podía ser una fuente importante de carbono en la siguiente. En particular, parecía que gran parte del “carbono perdido” había sido absorbido por los bosques del hemisferio norte en algunas décadas, pero no en otras. La absorción (véase su concepto jurídico) podría depender de varias cosas, como las fluctuaciones meteorológicas globales provocadas por los fenómenos de El Niño en el sur del Océano Pacífico.

A principios del siglo XXI se estableció que, en general, la humanidad estaba emitiendo siete mil millones de toneladas métricas de carbono cada año por la quema de combustibles fósiles y una o dos más por la tala de bosques tropicales (que resultaron ser una fuente neta de CO2 a pesar de la fertilización). Alrededor de la mitad se quedó en la atmósfera, y los océanos absorbieron una cuarta parte, lo que dejó aproximadamente dos mil millones de toneladas al año que los ecosistemas terrestres debían absorber de alguna manera. Algunos estudios apuntan al rápido crecimiento de los bosques del hemisferio norte, mientras que otros sitúan la principal absorción (véase su concepto jurídico) en los bosques tropicales. Un estudio puede revelar pruebas de la absorción (véase su concepto jurídico) de carbono en las turberas, otro puede señalar a los suelos desérticos del mundo como “el largamente buscado sumidero de carbono”, o puede ser algo totalmente distinto. En 2011, un equipo internacional zanjó en gran medida la cuestión con un importante estudio en el que se concluía que los bosques (principalmente en las zonas templadas) podrían dar cuenta de todo el carbono que falta.

A largo plazo, el paleoclimatólogo William Ruddiman se atrevió a afirmar que la humanidad había estado alterando el clima durante miles de años, ya que la expansión de la agricultura producía cada vez más CO2 y metano. Las mediciones en los núcleos de hielo mostraron que estos gases no habían disminuido en los últimos milenios, como sí lo habían hecho en un punto comparable de todos los períodos interglaciares anteriores. Diversos estudios señalaron las emisiones de los arrozales, la deforestación, etc., como la razón por la que el mundo no se había enfriado como normalmente lo hacía en esta etapa del ciclo glacial. Tras una década de controversia, la opinión científica convergió en aceptar la teoría de Ruddiman. En cualquier caso, nadie discutía ahora que la actividad humana, y sus interacciones con el resto de la biosfera, era actualmente responsable de cambios masivos en el ciclo global del carbono. Tampoco ningún científico dudaba de que en el futuro se produjeran cambios aún mayores, a medida que aumentaran las emisiones y los sistemas biológicos respondieran.

De cara al futuro, los expertos aún no han resuelto cuestiones básicas como si los bosques tropicales, al absorber o liberar dióxido de carbono, tienen más probabilidades de retrasar el calentamiento global o de acelerarlo. En cada ecosistema, el balance de carbono dependerá en gran medida de lo que hagan los seres humanos. Además de la deforestación y la reforestación, era importante tener en cuenta los efectos de la fertilización, incluida la fertilización global no sólo por el CO2 sino también por nuestras crecientes emisiones de gases nitratos. Los expertos también empezaron a debatir cómo las prácticas agrícolas y otros usos de la tierra por parte de los seres humanos afectaban al almacenamiento de carbono en el suelo y, de hecho, podían cambiar directamente cosas como las precipitaciones, como se observaba desde los tiempos de Colón. Estos cambios, señaló un científico, “pueden ser al menos tan importantes en la alteración del tiempo como los cambios en los patrones climáticos asociados a los gases de efecto invernadero” (si no a nivel global, sí a nivel regional, que es lo que preocupa a la mayoría de la gente). Todas estas incertidumbres plantearon graves problemas a los negociadores internacionales, cuando intentaron asignar la responsabilidad a determinadas naciones por lo que añadían o restaban al efecto invernadero.

A finales de la década de los 90, los modelos basados en gran medida en la especulación y en el juego de manos empezaron a dar paso a modelos cuantitativos basados en datos sólidos. En el año 2000 apareció un resultado clave, publicado por un equipo de investigadores que había conseguido acoplar modelos informáticos de la atmósfera, los océanos, la vegetación y los suelos. Sus resultados preliminares eran inquietantes. Al parecer, el calentamiento dificultaría la absorción (véase su concepto jurídico) de carbono por parte del planeta e incluso podría provocar un aumento de las emisiones. En concreto, sus bosques tropicales simulados se secaron y empezaron a emitir grandes cantidades de CO2. La mejor estimación del equipo era que, hacia mediados de siglo, la biosfera del planeta en su conjunto pasaría de ser un absorbente neto a un gran emisor de carbono, lo que aceleraría el cambio climático. La importancia del mecanismo de fertilización se puso de manifiesto en un estudio que demostró que si no hubiera habido fertilización en el pasado, ahora habría mucho más CO2 en la atmósfera y el correspondiente aumento del calentamiento.

A medida que avanzaban las investigaciones, los resultados seguían siendo desalentadores. Un modelo de 2004 estimó que durante el siglo XXI se produciría aproximadamente medio grado más de calentamiento que si no hubiera retroalimentación del suelo. Pero había muchas incógnitas sobre cómo el calentamiento podría cambiar el ciclo global del carbono; si no teníamos suerte, podría elevar el calentamiento futuro de, por ejemplo, tres grados a cuatro o incluso más. Un número creciente de grupos elaboró modelos que acoplaban los cambios climáticos con los cambios en los suelos, la vegetación y los océanos. Hasta ese momento, los modelos habían tratado sobre todo la vida vegetal como un elemento de la física, algo con una rugosidad y reflectividad de la superficie, a través de la cual el agua y los gases fluían en función de la temperatura, etc. Pero ahora los modelizadores comprendieron que el ciclo del carbono era una cuestión clave, y empezaron a incorporar la fisiología de las plantas y muchos otros detalles. Lo más típico era un modelo francés que trazaba el agua a través de 11 niveles de suelo (de varios tipos de suelo diferentes), incluyendo la transferencia a las plantas, la evaporación o la escorrentía, teniendo en cuenta el crecimiento y la muerte de las hojas y las raíces, incluyendo la absorción (véase su concepto jurídico) o liberación de carbono, e incluso la competencia entre las diferentes especies a medida que el clima cambiaba. Un ejemplo de las complejas luchas de los modelizadores fue un experimento de 2010 en el que no se asignó a las regiones áridas del mundo suficiente vegetación para mantener el suelo. La atmósfera del modelo se llenó de polvo, y eso fertilizó los océanos y provocó enormes floraciones de plancton, un desastre presumiblemente distinto al futuro de nuestro planeta real.

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):

La peor preocupación era la selva amazónica, sostenida por lluvias que eran en gran parte agua evaporada de la propia selva. Los modelizadores descubrieron que el calentamiento combinado con la deforestación desenfrenada podría convertir todo el sistema en un bosque reseco de matorrales asolado por los incendios. La preocupación se redobló cuando prodigiosas sequías azotaron el Amazonas en 2005 y 2010, liberando grandes cantidades de carbono a la atmósfera. Sin embargo, los científicos no disponían de datos suficientes para decir con seguridad lo que ocurriría en la cuenca del Amazonas, ni en las muchas otras regiones con características especiales. Algunos científicos advirtieron que los modelos aún no habían incorporado factores como los incendios forestales y las plagas de insectos, que ya estaban aumentando notablemente, reduciendo la capacidad de las plantas y los suelos para absorber el carbono. Los informes de los paneles oficiales restaron importancia a los escenarios extremos. En la tierra o en el mar, había muchas otras retroalimentaciones biológicas que aún no se habían tenido en cuenta y que podían ser favorables o desfavorables. Pero, en general, todo el mundo estaba de acuerdo en que una fracción cada vez mayor del CO2 emitido por la humanidad permanecería en el aire, lo que aumentaría considerablemente el calentamiento global. Una gran colaboración internacional que comparó diversos modelos encontró muchas diferencias, pero todos los equipos predijeron retroalimentaciones positivas.

Los estudios de campo también fueron ominosos. Un estudio masivo del Amazonas, que cubría tres décadas de observaciones en 321 parcelas, descubrió que la región había estado absorbiendo carbono de forma mucho más lenta que en el pasado. (La cuenca del Amazonas en Brasil, con una deforestación e incendios desenfrenados, ya emitía más carbono del que absorbía). Otro estudio a largo plazo de las plantas confirmó la preocupación de que la fertilización por CO2 estaba limitada por la disponibilidad de otros nutrientes: la absorción (véase su concepto jurídico) de carbono sería menor de lo que la mayoría de los modelos habían supuesto. Los estudios globales por satélite y muchos tipos de estudios sobre el terreno (algunos de los cuales reclutan investigadores en decenas de países de todo el mundo) lo confirmaron en 2020: desde la década de 1980 el efecto de fertilización había disminuido, y más rápido de lo esperado. A medida que el calentamiento continuara, los bosques tropicales, en particular, dejarían de absorber carbono por completo y se convertirían en emisores netos.

La buena noticia es que mientras los árboles y el suelo de los bosques tropicales absorbían cada vez menos carbono, los bosques boreales de Canadá y Siberia se expandían y absorbían más. El efecto neto era positivo, frenando el aumento del CO2. Nadie puede decir cuánto tiempo continuará esto. La tundra era aún más desconcertante. Ya en 2003, una medición de una ciénaga del Ártico mostró un fuerte aumento de las peligrosas emisiones de metano desde 1970, y estudios posteriores en Siberia confirmaron que esto ocurría en todo el Ártico. Había indicios de que, si el calentamiento continuaba, a mediados de siglo la tundra en proceso de descongelación aumentaría considerablemente la carga de gases de efecto invernadero en la atmósfera. Pero los científicos ofrecieron sus conclusiones de forma provisional, ya que sólo disponían de un conjunto de observaciones de un sistema tortuosamente complejo. Por ejemplo, los estudios publicados en 2020 concluyeron que las emisiones de metano serían menores de lo esperado porque los microbios que se alimentan de metano oxidarían el gas antes de que pudiera escapar. Mientras tanto, los estudios sobre el permafrost real informaron de que, a medida que el suelo se descongelaba, se desplomaba y formaba estanques, por lo que el movimiento del agua y la exposición del carbono enterrado durante mucho tiempo provocaban emisiones mucho mayores de lo esperado.

En los océanos, hubo nuevas pruebas de que, si bien el clima tenía efectos importantes sobre el plancton, éste actuaba a su vez sobre el clima. Las criaturas no sólo sacan el CO2 de la atmósfera y lo secuestran en las profundidades, sino que, por ejemplo, pueden afectar directamente a la nubosidad a través de los aerosoles que emiten. Los estudios tenían que tener en cuenta no sólo los cambios de temperatura, sino también la creciente acidez del agua del mar. Hasta la década de 2020, los biólogos discutían sobre las enormes diferencias en sus estimaciones de esos factores en la ecuación climática. En este caso, al igual que con algunas de las complejas interacciones en los suelos y demás, no estaba claro si la suma de las retroalimentaciones ayudaría o perjudicaría al clima.

Las personas que no querían preocuparse por el calentamiento global se sintieron alentadas por los estudios que descubrieron que la vegetación estaba “reverdeciendo” en todo el mundo. Las plantas crecían más abundantemente debido al aumento de la fertilización con CO2 (junto con un clima más cálido en algunas regiones). El crecimiento adicional no sólo mejoró el rendimiento de los cultivos, sino que también almacenó más carbono en las plantas vivas y sus productos de descomposición, compensando parte del aumento de las emisiones industriales. Sin embargo, la fertilización no fue un beneficio exclusivo, ya que ayudó tanto a las malas hierbas como a los cultivos y los propios cultivos fertilizados fueron menos nutritivos. Además, cuando la fertilización aumentó el crecimiento de la vegetación oscura alrededor del Ártico, eso hizo que se absorbiera más luz solar, aumentando el bucle de retroalimentación del calentamiento del Ártico.

Muchos de los otros efectos nuevos que descubrieron los investigadores también eran malas noticias. Por ejemplo, un estudio demostró que la fertilización debida al aumento del nivel de CO2 en la atmósfera potenciaba el crecimiento de la vegetación oscura alrededor del Ártico, lo que hacía que absorbiera más luz solar y amplificaba el bucle de retroalimentación del calentamiento del Ártico. Otros estudios descubrieron que la emisión de carbono por parte de los microbios en los suelos del Ártico, y por parte de los bosques tropicales en la respiración nocturna, aumentaría a medida que aumentaran las temperaturas globales. En palabras de un equipo, “el aumento de las temperaturas estimulará la pérdida neta de carbono del suelo hacia la atmósfera, impulsando una retroalimentación positiva entre el carbono terrestre y el clima que podría acelerar el cambio climático”. Por otro lado, en todo el mundo la vegetación estaba “reverdeciendo”, creciendo más abundantemente debido al aumento de la fertilización por CO2 junto con el calentamiento en algunas regiones. Esto almacenó carbono adicional en las plantas vivas y sus productos de descomposición, compensando al menos parte de las emisiones del suelo. Sin embargo, la fertilización no fue un beneficio absoluto, ya que ayudó tanto a las malas hierbas como a los cultivos, y los propios cultivos fertilizados fueron seriamente menos nutritivos.

Muchos de los otros efectos nuevos que descubrieron los biólogos eran inequívocamente malos. Por ejemplo, los estudios descubrieron que la emisión de carbono por parte de los microbios en los suelos del Ártico aumentaría con el aumento de las temperaturas globales, y lo mismo para los bosques tropicales en la respiración nocturna. Como dijo un equipo, “el aumento de las temperaturas estimulará la pérdida neta de carbono del suelo a la atmósfera, impulsando una retroalimentación positiva entre el carbono terrestre y el clima que podría acelerar el cambio climático”. La predicción se confirmó en 2018: las observaciones realizadas en todo el mundo detectaron una tendencia sostenida de pérdida de carbono en el suelo. Muchos otros estudios obtuvieron resultados inquietantes, al tiempo que siguieron demostrando que teníamos mucho que aprender sobre la forma en que el aumento de las temperaturas podría afectar a las emisiones de gases de efecto invernadero de los sistemas biológicos.

Desde el año 2000 se han producido avances revolucionarios en la comprensión. La imagen tradicional relativamente estable en la que los diferentes efectos del cambio climático se sumaban de forma lineal estaba dando paso a ideas sobre efectos que interactuaban y se multiplicaban entre sí. La dinámica de los ecosistemas es compleja y no lineal, y pueden surgir fenómenos inesperados a medida que empujamos al planeta hacia este estado climático desconocido. Cualquier sorpresa sería probablemente desagradable, dado que los ecosistemas naturales y la agricultura humana estaban bien adaptados al clima actual.

Estas preocupaciones se vieron reforzadas por los estudios detallados de los núcleos de hielo que revelaron cómo los niveles de CO2 y metano en la atmósfera habían subido y bajado a medida que las edades de hielo iban y venían. Ambos gases se movían casi exactamente en tándem con la temperatura. Una vez que algo provocaba un poco de calentamiento o enfriamiento, el planeta había respondido con un fuerte aumento o descenso de los niveles de gases de efecto invernadero, lo que llevaba a un mayor calentamiento o enfriamiento, y así sucesivamente. Era una fuerte confirmación de que los gases desempeñaban un potente papel en el cambio climático a través de las retroalimentaciones, cuyo motor principal, ahora estaba claro, se encontraba en la biosfera.

Datos verificados por: Chris

Recursos

Notas y Referencias

Véase También

▷ Esperamos que haya sido de utilidad. Si conoces a alguien que pueda estar interesado en este tema, por favor comparte con él/ella este contenido. Es la mejor forma de ayudar al Proyecto Lawi.