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 Estabilidad climática de la Tierra
Iván Paz*
Al día de hoy, corriendo el año 2010, sabemos que el clima1de la Tierra
esta cambiando, por tanto resulta evidente el llamado cambio
climático2¿Cómo? Pues a través de muchas de las variables
meteorológicas que se miden día a día; la temperatura y la precipitación
son los ejemplos más claros, sobre todo cuando se presentan los
llamados eventos extremos3 como inundaciones, olas de calor y de frío,
huracanes de categorías mayores y fuera de la temporada, etc. Así, los
registros de la temperatura de los últimos 150 años muestran un
incremento sostenido. Según el tercer reporte del IPCC 4las
temperaturas atmosféricas comenzaron a aumentar a partir del año de
1861, y en los últimos 140 años, se ha registrado un aumento promedio
en el periodo de 0.8 ºC.
Si bien sabemos que la Tierra ha experimentado muchos periodos de
cambios ambientales significativos (eras cálidas como el Jurácico5y
edades frías6de la cuales se tienen registros), se ha estimado que el
equilibrio climático de nuestra era, se mantendría aún por varios cientos
de años (Berger, A. & Loutre, M. F., 2002). Existen evidencias
geológicas de que el clima terrestre ha permanecido estable (con
pequeñas variaciones hacia arriba o debajo en los valores promedio)
durante los últimos 10,000 años, que comprenden el periodo conocido
por los geólogos como Holeoceno (para ser más precisos los últimos
11,784 años, desde el fin de la última glaciación) durante el cual se
forman y se desarrollan las civilizaciones humanas.
Sin embargo, en estos últimos doscientos y cincuenta y tantos años, los
grupos humanos sufren el mayor conjunto de transformaciones
socioeconómicas, tecnológicas y culturales de la historia de la
humanidad desde el Neolítico (entre los 7000a.C. y los 4000a.C.).
Según algunos teóricos es precisamente el inicio de la Revolución
Industrial, desde la segunda mitad del siglo XVIII hasta principios del
XIX lo que marca la entrada a una nueva era: el Antropoceno7, en la
cual las acciones humanas se han convertido en el principal motor de los
cambios en el ambiente. Desde entonces las actividades humanas se
han desarrollado, necesitando cada vez más recursos energéticos,
mayor suministro de materia prima y de territorio hasta llevar al sistema
Tierra fuera de su estabilidad ambiental establecida en el Holeoceno,
durante el cual los cambios ocurrían naturalmente (en periodos largos
de miles de años) y la capacidad de regulación de la Tierra mantenía las
condiciones aptas para el desarrollo humano. Recursos como agua
potable, minas y bosques se consideraban inagotables; y la temperatura
y los flujos biogeoquímicos (de materia orgánica e inorgánica en el
ambiente) se mantenía estables y adecuados para el lento crecimiento
de la población y la demanda de satisfactores para la vida.
Con los cambios presentes y los niveles actuales de demanda en cada
sector surgen preguntas: ¿Son estos cambios reversibles? ¿O la presión
de la actividad humana llevará el sistema climático hasta un nuevo
estado de equilibrio que podría no ser propicio para la vida en la Tierra,
al
menos
como
la
conocemos?
Estas son preguntas vitales para nosotros. Sobre este punto mucho se
ha hablado; con seguridad hemos escuchado frecuentemente sobre el
tema: las compañías de noticias han dedicado importantes espacios y
los gobiernos instauran políticas sobre el mismo. Pero ¿cuál es el estado
del sistema Tierra? ¿Qué tan cerca o lejos nos encontramos de un
cambio abrupto de dimensiones catastróficas?
Límites Planetarios
Para afrontar el reto de mantener la estabilidad de los ciclos del sistema,
un grupo de científicos encabezados por Johan Rockström del Stockholm
Resilience Center, Suecia, han propuesto un marco de estudio para los
procesos terrestres considerados clave dentro de la dinámica del
sistema que han nombrado límites planetarios8 .
Estas fronteras o umbrales pretenden definir el espacio de operación
seguro para la humanidad con respecto al sistema de la Tierra, es decir,
el rango de valores en que deben permanecer los procesos terrestres,
para que la estabilidad del sistema se mantenga. Estos umbrales se
asocian en general con los subsistemas biofísicos que componen la
Tierra (como los ecosistemas) y con procesos biogeoquímicos terrestres
(como la llegada y salida de radiación solar). No obstante, para saber
cómo pueden alterarse estos límites resta aún la siguiente pregunta
¿cómo responde el sistema Tierra en conjunto a los cambios en cada
elemento? La respuesta aún no se conoce con absoluta precisión.
Aunque los sistemas complejos terrestres a veces responden de manera
suave a variaciones en sus parámetros (temperatura y CO2 por
ejemplo), en este momento las evidencias climáticas parecieran apuntar
en dirección opuesta (con un incremento acelerado de CO2 y de
temperatura) . Ocurre que muchos subsistemas de la Tierra reaccionan
en forma no lineal9 y en ocasiones de forma abrupta siendo
particularmente sensibles a variaciones alrededor de valores umbrales
en ciertas variables clave. Si estos límites se traspasan, fenómenos
importantes como los monzones (vientos estacionales producidos por el
cambio en el flujo de viento del ecuador) podrían cambiar hacia un
nuevo estado de equilibrio, donde la distribución energética podría traer
consecuencias desastrosas para grandes sectores de la humanidad.
¿Desastrosas? Si, desastrosas. No solo se podría llegar a tener un clima
no propicio para la Tierra sino que durante el proceso veríamos cómo
algunas actividades del hombre resultarían más y más difíciles; un
ejemplo, no despreciable, son los tiempos de maduración de la uva, que
al aumentar la temperatura se aceleran cambiando el sabor y calidad de
los vinos.
La mayoría de estos umbrales pueden ser definidos por un valor crítico
para una o más variables de control (como la concentración de dióxido
de carbono en la atmósfera o la cantidad de fósforo en los océanos). Sin
embargo, no todos los procesos o subsistemas tienen umbrales bien
definidos. Pensemos en el caso de la temperatura, a la que se le puede
establecer un umbral simplemente en grados centígrados. Esto mismo
no puede hacerse con la extinción de especies. Y aunque muchas de las
actividades humanas como el uso del suelo y la degradación del agua
pueden controlarse, sus variaciones pueden incrementar el riesgo de
que se traspasen umbrales de otros procesos debido a las
interrelaciones del sistema climático.
Los investigadores suecos han establecido nueve procesos importantes
para el equilibrio del sistema Tierra y sobre los cuales parece
imprescindible establecer límites de operación, estos son: cambio
climático, acidificación del océano, disminución del ozono estratosférico,
los ciclos de fósforo y nitrógeno, uso de agua dulce, uso de suelo,
pérdida de la biodiversidad (marina y terrestre), dispersión de aerosoles
y contaminación química (tanto atmosférica como de los suelos).
Pero ¿en qué estado se encuentra ahora nuestro planeta? Los científicos
citados estiman, aún cuando se requiere más investigación al respecto,
que pronto estaremos cerca de los límites para el uso mundial de agua
dulce, incluso hay quienes se aventuran a decir que este será uno de los
principales problemas futuros. Situaciones similares se tienen en el
cambio de uso del suelo, la acidificación del océano y la variación en el
ciclo global de fósforo.
El análisis de científicos asociados al grupo de trabajo10 de Johan
Rockström, sugieren11 que tres de los procesos del sistema -el cambio
climático, la tasa de pérdida de biodiversidad y la interferencia con el
ciclo del nitrógeno- ya han transgredido sus límites. En los últimos dos
procesos las variables de control son la tasa de pérdida de especies y la
velocidad a la que N2 se pierde del ambiente para convertirse en
nitrógeno reactivo para uso humano. Estas tasas de cambio son las que
no pueden continuar sin afectar la capacidad de recuperación de los
principales componentes del funcionamiento del sistema Tierra.
Respecto al cambio climático este se encuentra aún en discusión en los
distintos foros internacionales.
1
El clima se determina con valores estadísticos medidos de las variables
del tiempo atmosférico (que comprende todos los fenómenos que
ocurren en la atmósfera), recopilados de manera sistemática en una
región durante un período representativo de 30 años o más según la
latitud. Las variables principales son: temperatura, humedad, presión,
vientos y precipitación.
2
La Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático
en su Artículo 1, párrafo 2, a la letra dice
Por "cambio climático" se
entiende un cambio de clima atribuido directa o indirectamente a la
actividad humana que altera la composición de la atmósfera mundial y
que se suma a la variabilidad natural del clima observada durante
períodos comparables
3
En comunicación personal, J. Rubén G. Cárdenas define un evento
extremo como aquel que rebasa una probabilidad determinada de que
suceda. Para estimarlo se utiliza el comportamiento temporal en las
llamadas series de tiempo de alguna variable en particular, por ejemplo,
la temperatura. También puede hacerse con el período de retorno del
evento, por ejemplo el caso de las inundaciones que ocurren
periódicamente si estas ocurren antes de lo esperado el fenómeno
también se considera extremo.
4
Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático, IPCC por sus siglas
en inglés.
5
Que comenzó hace 200 millones de años y terminó hace 150 millones
de años aproximadamente.
6
Se estima que la última era glaciar comenzó hace 100.000 años y
terminó hace 12.000. Durante esta la especie humana estuvo cerca de
la extinción.
7
Si bien el Antropoceno no tiene fecha precisa se considera que inicia
con la revolución industrial y abarca hasta nuestros días.
8
Publicado en la referencia número [2].
9
Los sistemas no lineales son aquellos que responden o tienen salidas de
magnitudes del sistema que difieren mucho entre si (un valor muy
grande y uno pequeño) con pequeñas variaciones en las entradas del
sistema. A diferencia de los sistemas lineales donde variaciones de
cierta magnitud en la entrada del sistema producen salidas de magnitud
similar: (supongamos, por ejemplo, que siempre que aumentamos un
grado la temperatura, aumentara un milímetro la precipitación,
independientemente de si lo hacemos de 10 a 11 grados que de 30 a 31
10
Referencia [4] Stockholm Resilience Centre.
11
Referencia [2].
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Iván
Paz,
Email
:
[email protected].
Físico,
Posgrado
en
Ciencias
de
la
Tierra,
UNAM
Profesor de Tiempo Completo Academia de Música Fermatta,
Depto. de Tecnología Musical (Relaciones entre Ciencia y Arte).
Referencias
*Liou, K.,
An Introduction to Atmospheric Radiation , International
Geophisics Series, Vol. 84, 2002.
*Foley, Jonathan,
Boundaries for a Healthy Planet , Scientific
American, abril 2010.
*IPCC Intergovernmental Panel on Climate Change.
http://www.ipcc.ch/publications_and_data/ar4/wg1/es/faq-2-1.html
*Stockholm Resilience Centre
http://www.stockholmresilience.org/
contactus.4.aeea46911a3127427980003509.html
Imagen del icono tomada de
http://sociocomunitaria.wordpress.com/2010/06/30/cambio-climatico/