English

26-01-2017 : Artículo

Cómo el mundo ha sobrepasado el umbral del carbono y por qué es importante

El año pasado fue la primera vez en varios millones de años que las concentraciones atmosféricas de CO2 sobrepasaron las 400 partes por millón. Al observar cómo era el clima de la tierra en anteriores épocas de altos niveles de CO2, los científicos pueden visualizar el preocupante futuro hacia el que nos dirigimos.

por

El pasado año pasará a la historia como el año en el que la atmósfera del planeta rompió un alarmante récord: 400 partes por millón de dióxido de carbono. La última vez que el aire del planeta estuvo formado por tanto CO2 fue hace millones de años, antes de que los primeros predecesores de los seres humanos empezaran a empuñar herramientas de piedra. Por aquel entonces el mundo era unos pocos grados más caliente y el hielo derretido había elevado el nivel del mar a decenas de metros más que el actual.

“Estamos en una nueva era”, afirma Ralph Keeling, director del programa de CO2 de la Scripps Institution of Oceanography en San Diego, y añade: “Y avanza a pasos agigantados. Pronto llegaremos a las 410 partes por millón”.

No hay nada particularmente mágico en el número 400, pero para los científicos y los defensores medioambientales que lidian con la invisible e intangible amenaza del aumento de los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera, este objetivo simbólico ha sido una clara línea roja en una zona de peligro del cambio climático.

Cuando los científicos (concretamente el padre de Ralph Keeling) empezaron a medir sistemáticamente el CO2 atmosférico en 1958, en el prístino observatorio en la cima del Mauna Loa, en Hawái, el nivel de CO2 era de 316 partes por millón (ppm), un poco más alto que el nivel preindustrial de 280 ppm. El número 400 fue simplemente el siguiente gran número redondo que se cernía sobre nuestro futuro.

Pero a medida que los seres humanos seguían extrayendo el carbono del suelo y quemando combustible, los niveles de CO2 se acercaban cada vez más rápido a dicha barrera. En mayo del 2013, en el momento del habitual máximo anual de CO2, el aire superó brevemente la marca de 400 ppm por primera vez en varios millones de años. Pero en el 2014 se mantuvo por encima de las 400 ppm durante todo el mes de abril. En el 2015, el promedio anual fue superior a las 400 ppm. Y en septiembre del 2016, el habitual mínimo anual subió por encima de las 400 ppm por primera vez, manteniendo las concentraciones de aire por encima de la simbólica línea roja durante todo el año.

Las concentraciones de dióxido de carbono en la atmósfera de la Tierra han aumentado rápidamente desde que comenzaron las mediciones hace casi 60 años, aumentando de 316 partes por millón (ppm) en 1958 a más de 400 ppm hoy en día. SCRIPPS INSTITUTION OF OCEANOGRAPHY

Las temperaturas globales han aumentado en paralelo, estableciendo el 2016 como el año más caluroso desde que se iniciaron los registros en 1880: el 2016 fue un 1,1 °C (2 °F) más caliente que los niveles preindustriales. El Acuerdo de París del 2015, el tratado climático internacional más reciente, está tratando de mantener el aumento de temperatura global muy por debajo de los 2 °C, con la esperanza de limitarlo a 1,5 °C.

Al actual ritmo de crecimiento, los niveles de CO2 llegarán a 500 ppm en 50 años, lo que nos llevará a alcanzar un aumento de temperatura de tal vez más de 3 °C (5,4 °F), un nivel que los científicos del clima afirman que podría provocar fenómenos meteorológicos extremos y aumentos del nivel del mar, poner en peligro la provisión de alimentos a escala mundial, provocar incontrolables migraciones en masa e incluso destruir la selva amazónica a causa de sequías e incendios.

Cada hito ha dado a los científicos y ecologistas un motivo para reiterar sus preocupaciones acerca de lo que los seres humanos están haciendo al clima. “Alcanzar las 400 ppm es un fuerte recordatorio de que el mundo todavía no está en el camino de limitar las emisiones de CO2 ni, por lo tanto, los efectos del cambio climático”, constató Annmarie Eldering, científica adjunta de la misión satelital del Orbiting Carbon Observatory-2, un proyecto que la NASA lleva a cabo en el Jet Propulsion Laboratory. “Sobrepasar esta marca debería motivarnos para centrar nuestros esfuerzos en reducir las emisiones en todo el mundo”.

LA MEDIDA MODERNA

En la década de 1950, el científico Charles David Keeling (el padre de Ralph Keeling) eligió el volcán Mauna Loa para medir el CO2, puesto que es un buen lugar para analizar grandes promedios atmosféricos. Por encima de los 3.400 metros (11.155 pies) en medio del océano, el Mauna Loa permite tomar muestras de masas de aire bien mezcladas por las entradas y salidas de CO2 de alturas mucho más bajas y zonas muy lejanas. Y por la ubicación, ya que al ser un volcán está rodeado por una gran cantidad de lava pura, lo que ayuda a eliminar las oscilaciones de las mediciones procedentes de la “respiración” de las plantas cercanas.

El inicio de los trabajos de Keeling fue muy oportuno: en la década de 1950 fue también cuando las emisiones generadas por el hombre realmente empezaron a aumentar, pasando de unos 5.000 millones de toneladas de CO2 al año en el 1950 a más de 35.000 millones de toneladas por año a día de hoy. Las fuentes naturales de CO2, desde incendios forestales hasta la respiración y la descomposición de la tierra y las plantas, son mucho más grandes que eso, unas 30 veces mayores que lo que la humanidad produce cada año. Pero los sumideros naturales, como el crecimiento de plantas y los océanos, tienden a absorberlos. El exceso producido por la sed de energía de la humanidad es lo que hace que la concentración de CO2 en el aire aumente sin parar. Una vez en el aire, este gas puede permanecer ahí durante milenios.

La denominada curva Keeling que marca esta subida tiene una ondulación anual porque todo el planeta inhala y exhala como si fuera un gigantesco ser vivo. En el hemisferio norte (donde se ubica el observatorio de Mauna Loa, y también la mayoría de superficie terrestre y plantas terrestres del planeta), en primavera el aire se llena del CO2 liberado por los microbios terrestres del derretimiento de la nieve, y en otoño el CO2 ha sido absorbido por el gran crecimiento de vida vegetal del verano; lo que explica los máximos y mínimos anuales en mayo y septiembre, respectivamente.

Mientras que el Mauna Loa se ha convertido en el estándar global para los niveles de CO2, las mediciones tomadas en otros lugares han confirmado los resultados de Mauna Loa. La red de estaciones marinas de la NOAA , e incluso una estación de vigilancia en el remoto y prístino Antártico sobrepasaron la barrera de las 400 ppm en el 2016. El Orbiting Carbon Observatory-2 de la NASA muestra el planeta rondando las 400 ppm, con una variación de un lugar a otro, principalmente gracias a los patrones de circulación atmosférica.

Las concentraciones atmosféricas de CO2 se sitúan ahora por encima de las 400 ppm cada año en todo el mundo [izquierda], y el año pasado superaron las 400 ppm en el Polo Sur. NOAA

VISIÓN A LARGO PLAZO

En la visión de conjunto, las 400 ppm representan una concentración relativamente moderada de CO2 para el planeta Tierra.

Hace unos 500 millones de años, cuando el número de seres vivos en los océanos se disparó y las criaturas empezaron a pisar la tierra, la antigua atmósfera era rica en dióxido de carbono, con niveles alrededor de 7.000 ppm. La tierra era muy diferente en aquel entonces: el Sol era más frío, nuestro planeta se encontraba en una fase distinta de sus ciclos orbitales y los continentes estaban agrupados de forma diferente, con distintas corrientes oceánicas y diferente cantidad de hielo sobre la tierra. Quizá el planeta fuera unos 10 °C (18 °F) más cálido que hoy, aunque parece sorprendentemente frío en relación con el nivel de gases de efecto invernadero, y con tantos factores en juego, el vínculo entre el CO2 y la temperatura no siempre es fácil de ver. Pero los investigadores han confirmado que el CO2 ha sido realmente  el factor más importante del termostato del planeta en los últimos 500 millones de años: a modo de ejemplo, las grandes capas de hielo continental se formaron y los niveles del mar disminuyeron cuando las emisiones atmosféricas de CO2 eran bajas.

Gracias a las estremecedoras fuerzas de movimiento lento como las placas tectónicas, la formación de montañas y la erosión de las rocas —que absorben el CO2—, la concentración atmosférica de CO2 en general disminuyó alrededor de 13 ppm por un millón de años, con unas pocas oscilaciones importantes. A medida que las grandes plantas evolucionaron y se extendieron hace unos 350 millones de años, por ejemplo, sus raíces excavaron en el suelo y aceleraron los procesos de erosión que atrapan el carbono atmosférico en rocas como la caliza. Esto podría haber desencadenado un enorme descenso en los niveles de CO2 y una glaciación hace 300 millones de años. Finalmente le siguió un período de enorme actividad volcánica, como la separación del supercontinente, lo que liberó suficiente CO2 como para doblar su concentración en el aire.

Niveles de CO2 en los últimos 400 millones de años. La última vez que los niveles de CO2 fueron tan elevados como hoy fue hace unos 3 millones de años. FOSTER ET AL/DESCENT INTO THE ICEHOUSE

La última vez que el planeta tuvo una concentración de 300 a 400 ppm de CO2 en la atmósfera fue en pleno Plioceno, hace 3 millones de años —suficientemente reciente para que el planeta no sea radicalmente diferente de lo que es actualmente. Entonces, las temperaturas eran de 2 °C a 3 °C (de 3,6 °F a 5,4 °F) por encima de las temperaturas preindustriales (más de 10 °C más caliente en el Ártico), y los niveles del mar eran al menos de 15 a 25 metros más altos. Los bosques crecieron en el norte de Canadá y en todo el mundo abundaban las praderas; el Sáhara probablemente estaba cubierto de vegetación. El Homo habilis (que significa “hombre hábil”), la primera especie de la línea Homo y probablemente la primera que utilizó herramientas de piedra, sabe cómo era ese clima, ya que llegó a la escena hace 2,8 millones de años. (El Homo sapiens no apareció hasta hace 400.000 años.)

Para encontrar una era en la que el aire del planeta estuviera constantemente por encima de 400 ppm tenemos que mirar mucho más atrás, hasta la época caliente del Mioceno, hace unos 16 millones de años, o inicios del Oligoceno, hace unos 25 millones de años, cuando la tierra era un lugar muy distinto y su clima era totalmente diferente de lo que podemos imaginarnos hoy en día.

Hay mucha controversia sobre las temperaturas y los niveles de CO2 de hace millones de años. Pero la evidencia es mucho más firme en los últimos 800.000 años, cuando los núcleos de hielo muestran que las concentraciones de CO2 quedaron atrapadas entre 180 y 290 ppm, situándose en alrededor de 280 ppm durante unos 10.000 años antes del impacto de la revolución industrial. (Ha habido ocho ciclos glaciales durante los últimos 800.000 años, impulsados principalmente por oscilaciones en la órbita de la tierra que se producen en espacios de tiempo de 41.000 y 100.000 años). Este es el punto de referencia respecto al cual los científicos generalmente observan el actual aumento sin precedentes de CO2.

Por desgracia, este actual aumento de CO2 también se está acelerando a un ritmo inusual. A finales de la década de 1950, la tasa anual de crecimiento era de unos 0,7 ppm al año; entre 2005-2014 era de aproximadamente 2,1 ppm al año.

Las concentraciones atmosféricas de CO2 se han disparado en las últimas décadas debido a que los países industrializados siguen lanzando a la atmósfera el dióxido de carbono y las emisiones aumentan vertiginosamente en los países en vías de desarrollo. NOAA / SCRIPPS INSTITUTION OF OCEANOGRAPHY

Los registros del Paleolítico sugieren que generalmente lleva mucho más tiempo cambiar las concentraciones de CO2 en la atmósfera, aunque los investigadores no pueden saber lo que sucedió en plazos tan cortos, como décadas, en el pasado lejano; los cambios más rápidos que observan eran de una magnitud más lenta en comparación con lo que está sucediendo en la actualidad. Esto se asocia normalmente a un importante acontecimiento, como una extinción masiva, señala Dana Royer, climatólogo de la Universidad Wesleyana (Wesleyan University). Durante la extinción a finales del Triásico hace 200 millones de años, por ejemplo, los valores de CO2 aumentaron de unas 1.300 ppm a 3.500 ppm, a consecuencia de erupciones volcánicas masivas en lo que hoy es el Atlántico central. Esto duró entre 1.000 y 20.000 años. Hoy posiblemente podríamos cambiar nuestra atmósfera en miles de partes por millón en solo un par de cientos de años. Nunca ha habido nada similar, como revelan los registros de muestras de hielo, indica Keeling.

ESCENARIOS DEL FUTURO

Aunque 400 parece un gran y alarmante número por ahora, las concentraciones de CO2 podrían fácilmente pasar de 500 ppm en las próximas décadas, e incluso llegar a 2.000 hacia el año 2250, si no se consigue controlar las emisiones de CO2.

Predecir los futuros niveles de CO2 en la atmósfera es complicado; incluso sabiendo lo que ocurrirá con las emisiones antropogénicas, que dependen de las políticas internacionales y el desarrollo tecnológico, la red de fuentes y sumideros naturales del planeta es enorme y está interrelacionada. Algunas plantas crecen más rápido en un mundo rico en carbono; la deforestación saca algunas plantas de la ecuación; el océano almacena distintas cantidades dependiendo de su temperatura y su circulación.

Si se ignoran por completo las preguntas sobre lo que la sociedad puede hacer para reducir las emisiones de gases contaminantes, y lo que el planeta puede hacer para absorberlas, y nos centramos en observar de forma puramente matemática hacia dónde nos lleva la curva de Keeling, los niveles superan las 500 ppm hacia el 2050.

El informe más reciente del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC), del 2013, hizo una estimación más realista de lo que podría suceder y sobre cuáles serían las consecuencias para las temperaturas.

En el escenario más pesimista del IPCC, en el que la población se dispara, la tecnología se estanca y las emisiones siguen aumentando, la atmósfera llega a la inquietante cifra de 2.000 ppm hacia el 2250. (Todos los escenarios del IPCC presuponen que el impacto del ser humano sobre la atmósfera se estabiliza en el 2300). Eso nos ofrece una atmósfera vista por última vez durante el Jurásico, cuando los dinosaurios deambulaban por la Tierra, y provoca un apocalíptico aumento de temperatura de quizá 9 °C (16 °F).

En el siguiente escenario más pesimista, las emisiones llegan a su máximo hacia el 2080 y luego disminuyen, lo que conduce a una atmósfera de aproximadamente 700 ppm y probables aumentos de temperatura de más de 3 °C.

En el escenario más optimista, en el que es ahora cuando las emisiones llegan a su máximo (2010-2020) y empiezan a disminuir, con los seres humanos realmente absorbiendo más carbono del aire del que producen hacia el 2070, la atmósfera reduce el carbono por debajo de las 400 ppm en algún momento entre el 2100 y el 2200 y el aumento de la temperatura se mantiene por debajo de 1 °C a largo plazo.

Estos gráficos del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático muestran las concentraciones de CO2 proyectadas [izquierda] y los aumentos de temperatura proyectados en diferentes escenarios de emisiones, hasta el 2500. IPCC

DESACELERACIÓN

Si las emisiones antropogénicas se redujeran a cero mañana por arte de magia, la concentración de CO2 en la atmósfera se empezaría a nivelar de inmediato, aunque probablemente se tardaría alrededor de una década en observar dicha desaceleración en el contexto del ciclo natural del carbono, según Keeling.

Incluso con cero emisiones, volviendo a los niveles preindustriales de 280 ppm es “una especie de proposición de 10.000 años”, afirma Keeling. Las concentraciones atmosféricas descenderían de forma relativamente rápida al inicio, ya que la superficie de los océanos absorbería una gran cantidad del exceso de carbono en el aire (eso se llevaría a cabo en unos 100 años); luego cierta cantidad de carbono atmosférico llegaría al océano profundo (en aproximadamente 1.000 años); a continuación, el ciclo del carbono del planeta —por ejemplo, la erosión de las rocas— absorbería la mayor parte del resto a lo largo de unos 10.000 años.

Es alentador ver que, desde el 2014, las emisiones totales han permanecido básicamente iguales a pesar del continuo crecimiento de la economía mundial, principalmente gracias a la reducción de la quema de carbón en China. Pero las constantes emisiones están muy lejos de la reducción de emisiones, emisiones cero, o incluso “emisiones negativas” (en las que la humanidad utiliza la tecnología para absorber más de lo que se emite).

Emisiones reales trazadas según las proyecciones del IPCC sobre las emisiones de CO2 y los aumentos de temperatura hasta el 2100. Global Carbon Project

La organización sin ánimo de lucro Global Carbon Project calcula que la trayectoria actual de las emisiones del planeta está en vías de cumplir los compromisos nacionales asumidos en el marco del Acuerdo de París para el 2030, pero no cumple el objetivo a largo plazo de estabilizar el sistema climático por debajo de los 2 °C por encima de los niveles preindustriales. Esto nos sitúa en algún lugar de la zona media de las proyecciones del IPCC; aunque ahora es difícil saber hacia qué camino a largo plazo vamos, aunque el escenario más optimista, con las emisiones empezando a disminuir considerablemente en los próximos años, se encuentra con toda probabilidad fuera del alcance.

“Si la humanidad quiere preservar un planeta similar al que era la cuna de la civilización y al que la vida en la Tierra se ha adaptado… el CO2 deberá reducirse… a un máximo de 350 ppm”, ha dicho James Hansen, gurú del clima de la Universidad de Columbia (Columbia University). Cruzamos esa línea en torno a 1990, y nos supondrá un esfuerzo descomunal dar marcha atrás.

, ,