Hielo perenne

Desde una esquina del Sur de Europa, y en mitad del tórrido verano, resulta difícil imaginar las enormes reservas de hielo perenne que existen más allá de las líneas del circulo polar Ártico y Antártico. Groenlandia y la Antártida almacenan hielo terrestre, mientras que el Ártico contiene gran cantidad de hielo marino. En todos los casos, se trata de bloques que han permanecido intactos durante cientos de miles de años. La acumulación es tal que en la zona central de Groenlandia la profundidad del hielo acumulado alcanza los 3 kilómetros de grosor.

La evolución de las masas de hielo perenne en las próximas décadas determinará, en buena medida, el alcance real del cambio climático que estamos viviendo. El objetivo que sugiere la comunidad científica, como expliqué en mi anterior entrada del blog, es no superar el umbral de 1,5ºC de subida media de la temperatura. Por encima un grado y medio de incremento hay una alta probabilidad de que el calentamiento se retroalimente y sea imparable, incluso en el hipotético caso de que dejáramos de emitir gases de efecto invernadero. La principal explicación a una posible desestabilización del sistema la encontramos en los polos.

Imagen cortesía de Climate Reality Project. Noroeste de Groenlandia. 13 de Junio de 2019

Con la subida progresiva de la temperatura se acelera el proceso de deshielo durante el verano polar. Parte del hielo perenne se funde y va a parar al océano en forma de agua. Además, muchos bloques se resquebrajan, formando grandes icebergs que flotan a la deriva en el océano. Podemos imaginarnos el proceso como un Lego enorme al que le vamos quitando piezas de los extremos; normalmente el efecto de quitar una pieza es insignificante, pero existe el riesgo de que alguna de las piezas esté actuando como pilar de carga, y al desprenderse provoque un derrumbamiento de parte de la estructura, que aceleraría aún más el proceso de deshielo. Sólo en la Antártida se almacena un volumen de hielo equivalente a una subida de 50 metros del nivel del mar, en caso de que llegara a derretirse completamente, valor suficiente para inundar todas las ciudades costeras de nuestro planeta. 

Por otro lado, el hielo antártico, igual que el de Groenlandia, se compone de agua dulce, por lo que un derretimiento acelerado conduciría a una alteración de las condiciones salinas del agua de los océanos, a un cambio de su PH y, en consecuencia, a la modificación de las corrientes marinas actuales, responsables en buena medida de los patrones climáticos actuales. Un efecto en cadena de consecuencias muy difíciles de predecir.

Imagen cortesía de Climate Reality Project. Plataforma de hielo perenne derritiéndose en Kangerlussuaq, Groenlandia 

Pero aún hay más. Las grandes superficies heladas contribuyen también de otro modo a la estabilidad del clima, a través del efecto albedo. El color blanco del hielo refleja la luz solar, sin absorber su energía en forma de calor. Con el derretimiento de los glaciares, disminuye la superficie terrestre capaz de reflejar energía solar, por lo que la capacidad de la Tierra para retener calor aumenta; este es otro de los efectos en cadena que podrían ser irreversibles si no nos mantenemos por debajo del umbral de seguridad de 1,5ºC.

Cerca de los polos, la vida es muy difícil para cualquier especie vegetal o animal. No sólo el agua permanece helada, sino que el propio suelo continental está permanentemente congelado hasta muchos metros de profundidad, dando lugar a enormes paisajes gélidos, la tundra y la taga. Si pensamos en el Hemisferio Norte, hay grandes extensiones continentales que se asientan sobre un suelo congelado de forma permanente: gran parte de Canadá y Alaska, la zona más septentrional de la península escandinava y, sobre todo, Siberia. Todas estas zonas se asientan sobre el permafrost, suelo permanentemente congelado con una actividad vital muy reducida. Durante siglos, los asentamientos humanos en las zonas más gélidas del planeta se han basado en un principio básico: el suelo helado es sólido como una roca, y constituye una base segura para construir sobre él. Pero la realidad está cambiando, y el permafrost ya no permanece impasible ante los veranos cada vez más largos y cálidos. La textura de un suelo que se descongela se parece mucho a la de los alimentos que sacamos del congelador, y poco a poco van perdiendo su rigidez, a la vez que se impregnan de líquido. El suela deja de ser terreno firme y seguro, y todas las infraestructuras construidas sobre él corren peligro de derrumbarse: casas, carreteras, incluso los bosques de coníferas ven como muchos de los troncos se tambalean o se vienen abajo directamente. 

Imagen cortesía de National Geographic. Coníferas derribadas en la taiga por el derretimiento del permafrost

Durante el mes de Junio de 2020, una ola de calor sin precedentes ha afectado a amplias zonas de Siberia. Existe una relación directa entre este hecho meteorológico, y el grave vertido de combustible que se ha producido en una central térmica cerca de la ciudad rusa de Norilsk. Parece ser que los depósitos de combustible colapsaron debido al daño en sus cimientos por la descongelación del permafrost.

Debido a sus características especiales, los suelos siberianos guardan en su interior las mayores reservas de metano del planeta, el famoso gas natural ruso que tanto interesa a Europa. Al derretirse el permafrost, la burbujas de metano tienden a aflorar a la superficie y a liberarse en la atmósfera. Y esta es la otra gran amenaza de desestabilización de nuestro clima. Si el ritmo de deshielo de permafrost sigue aumentando, una parte importante del metano almacenado acabaría liberándose a la atmósfera, provocando una aceleración del proceso de calentamiento del planeta, otro bucle del que sería muy difícil escapar aunque cesáramos nuestra actividad basada en la quema de combustibles fósiles.

Junio de 2020, Noruega. Desprendimiento de asentamiento costero debido al derretimiento del permafrost

Los paisajes helados que todos hemos visto en documentales tienen algo de mágico. Son desiertos blancos que parecen totalmente ajenos a las realidades de otras latitudes, y sin embargo, de su delicado equilibrio depende nuestro futuro. El objetivo de no sobrepasar el umbral de calentamiento que nos marca la ciencia es irrenunciable, no sólo para mantener la belleza de los paisajes helados, sino principalmente para garantizar la continuidad de la vida tal y como la conocemos. Hay mucho que cambiar para vislumbrar que estemos ante un objetivo realizable, por eso en mi próxima entrada hablaré de la ambición climática.

¿De verdad somos nosotros?

Afortunadamente, cada vez hay menos negacionistas del cambio climático: personas o asociaciones que niegan la evidencia científica a capa y espada, con argumentos a menudo infantiles. Es complicado negar la subida progresiva de las temperaturas en cualquier punto del planeta, y no hay modelos climáticos capaces de explicar algunos ciclos devastadores de sequía sin recurrir a la variable del calentamiento global. A menudo dichas sequías se interrumpen con bruscos episodios de lluvia torrencial, amplificadas por unos mares cada vez más cálidos, que poco a poco van devorando zonas costeras y deltas de grandes ríos.

Es obvio, la temperatura en superficie está subiendo y el clima está cambiando. Pero, ¿estamos realmente ante un cambio climático causado por la actividad humana, o se trata de una evolución natural, similar a otros cambios en el clima que ya se han producido en el pasado? Echemos la vista atrás para buscar la respuesta.

En pleno siglo XXI sabemos mucho acerca de la historia del clima, especialmente conocemos en detalle la evolución climática durante la era geológica actual, el Holoceno, y durante su predecesora, el Pleistoceno. Los científicos se basan en el estudio del hielo perenne de Groenlandia y de la Antártida, así como en los sedimentos marinos procedentes de conchas de antiguos crustáceos para determinar cómo ha ido evolucionando la temperatura y las condiciones atmosféricas durante los últimos cientos de miles de años.

En la Antártida se dan las condiciones climáticas más extremas del planeta: temperaturas gélidas combinadas con una ausencia casi total de precipitaciones hacen que la masa de hielo vaya creciendo muy lentamente  y permanezca intacta durante mucho tiempo, el hielo antártico es un testimonio de la historia ancestral de nuestro planeta. Extraer y analizar columnas de hielo es una de las misiones de las bases científicas de la Antártida, y la precisión con la que ayudan a reconstruir el clima del pasado es asombrosa.

Imágenes cortesía de la NASA: http://earthobservatory.nasa.gov/Features/Paleoclimatology_IceCores/

En los últimos cuatrocientos mil años nuestro planeta ha vivido cuatro eras glaciares, siguiendo ciclos periódicos, en las que la temperatura media de la superficie terrestre fue aproximadamente 6 grados inferior a la actual, y el nivel del mar estuvo 130 metros por debajo del que conocemos, un mundo muy diferente al que conocemos. Pequeñas variaciones en la órbita terrestre alrededor del sol y en la inclinación del eje de rotación explican cambios tan importantes. El ser humando ha sido capaz de sobrevivir a muchos períodos glaciares, pero las primeras civilizaciones no fueron posibles hasta bien entrado el Holoceno, la era geológica actual que comenzó hace “sólo” 12 mil años. Se trata de una época interglaciar caracterizada por un clima estable, las condiciones ideales para que el ser humano se haya organizado en sociedades complejas y haya dado lugar a las civilizaciones que nos han traído hasta el siglo XXI. Ninguna sociedad organizada y civilizada se ha enfrentado a un cambio climático tan significativo como el que estamos experimentando en la actualidad.

Uno de los hallazgos más relevantes del estudio de las columnas de hielo antárticas es la enorme correlación entre la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera y las variaciones en la temperatura del planeta. Los períodos glaciares siempre han ido acompañados de una concentración baja de CO2, en torno a 180 partes por millón (ppm), mientras que los períodos interglaciares, más cálidos, han alcanzado picos de 280 ppm de dicho gas. De hecho, una parte importante (no la única) que explica  la oscilación de temperaturas entre las eras glaciares y los períodos interglaciares es la diferente capacidad de efecto invernadero de la atmósfera, dependiendo de la proporción de dióxido de carbono que contenía en cada momento.

Evolución de CO2 atmosférico y las temperaturas en los últimos 400.000 años

Como comenté en la anterior entrada del blog, los seres humanos hemos alterado significativamente la concentración de CO2 y otros gases de efecto invernadero en la atmósfera desde que comenzó la revolución industrial. La concentración de 280 ppm anterior a la era industrial ha ido subiendo progresivamente, hasta aumentar a 400 ppm, y la diferencia sigue aumentando año tras año. Proporcionalmente, estamos hablando de unas variaciones similares a las que se producen antes y después de una era glaciar, aunque en un plazo de tiempo mucho menor. La anterior gráfica basada en el estudio de los bloques de hielo antárticos sólo incluye los valores preindustriales, pero si añadimos el efecto de los dos últimos siglos, es imposible ignorar el aumento brusco que se produce en los últimos doscientos años.

Evolución de CO2 atmosférico considerando el aumento durante la era industrial

¿A qué se debe una alteración tan significativa y disruptiva de la composición de la atmósfera? Sin duda alguna, los científicos la atribuyen a la quema de combustibles fósiles, ya que no existe ninguna otra fuente de origen natural que pueda explicarla: no se ha detectado en los últimos doscientos años una actividad volcánica inusual, ni cambios importantes en la energía radiada por el Sol. Tampoco se han observado alteraciones de la órbita terrestre o del movimiento de rotación que hayan podido alterar el balance energético de la atmósfera. Sin embargo, los datos de quema de combustibles fósiles, bien conocidos por la actividad económica que llevan asociada, sí justifican sobradamente el aumento en la concentración de CO2.

Y, como siempre ha sucedido en el pasado, el aumento de la concentración de gases de efecto invernadero lleva asociado un aumento progresivo y proporcional de la temperatura en superficie, capaz de alterar la dinámica habitual de las masas de aire y las corrientes oceánicas y, por tanto, capaz también de alterar del clima a escala global. Hasta ahora, la temperatura en la superficie terrestre se ha incrementado una media de 1ºC en todo el planeta.

Es duro de aceptar, pero sí, somos nosotros los responsables. Hay evidencias científicas de sobra para asegurar que hemos sido las últimas generaciones de seres humanos, especialmente quienes vivimos en países con un alto nivel de desarrollo, los causantes de la alteración de las condiciones de vida en el planeta. Los cambios que hemos inducido en la atmósfera, y que seguimos generando a un ritmo cada vez mayor, están poniendo en peligro la continuidad de muchas especies de seres vivos y van a poner a prueba la supervivencia de nuestra civilización, al menos tal y como la conocemos. La tentación de buscar culpables con nombres y apellidos es fuerte, pero no olvidemos que las sociedades actuales se mueven, se calientan, se iluminan y se alimentan gracias, principalmente, a la quema de combustibles fósiles: carbón, petróleo y gas. Somos cada uno de nosotros, con nuestras actividades cotidianas, quienes vamos añadiendo más presión al sistema, gramo a gramo de CO2. Somos también cada uno, cada una, los que debemos estar dispuestos a asumir cambios individuales y colectivos para revertir la situación. La buena noticia es que AÚN ESTAMOS A TIEMPO. 

El Confinamiento y la Crisis Climática

Varias personas me han preguntado si el confinamiento ha logrado aliviar el cambio climático, ya que la contaminación de las ciudades ha desaparecido casi por completo. A menudo se confunde el problema del calentamiento global con la mala calidad del aire en las zonas urbanas.

La temperatura de la superficie terrestre está subiendo y los patrones climáticos están cambiando rápidamente por la acumulación de gases de efecto invernadero en la atmósfera, principalmente dióxido de carbono (CO2). El CO2 no es un contaminante, ya que existe de forma natural, y en realidad no es el causante de los problemas respiratorios que padecen muchas personas por la contaminación. La combustión de carbón, petróleo o gas natural es perjudicial para la salud de las personas porque libera también otras sustancias nocivas para los seres vivos. Sin embargo, el dióxido de carbono generado con la quema de combustibles fósiles sí es el principal responsable de la subida global de las temperaturas. Para comprenderlo mejor, hay que entender cómo funciona el ciclo del carbono, que, en cierto modo, es también el ciclo de la vida en nuestro planeta.

El carbono es un elemento químico básico, uno de los más abundantes en nuestro planeta, y constituye la base estructural de cualquier forma de vida. A través de la fotosíntesis, el CO2 que existe en la atmósfera de forma natural en estado gaseoso, es absorbido por las plantas; el carbono es utilizado para generar nutrientes que hacen desarrollarse el tejido vegetal, mientras que el oxígeno es devuelto a la atmósfera. Posteriormente, el carbono capturado por las plantas pasa a los animales a través de las cadenas de alimentación de los ecosistemas, y se fija en los suelos mediante los procesos de descomposición de la materia orgánica realizados por las bacterias y los hongos. Igualmente, hay intercambio de carbono con los océanos a través del oleaje y las mareas, transmitiéndose primero al fitoplancton, y después a todos los seres vivos marinos. De forma mucho más lenta, parte del carbono almacenado en los suelos acaba depositándose también en el fondo de los océanos en forma de sales carbonatadas, que en realidad constituyen la gran reserva de este elemento que existe en el mundo.

Flujos existentes en el ciclo del carbono. HardvardX, The Climate Energy-Challenge. https://edx.org

Dentro del anterior ciclo natural, los combustibles fósiles son depósitos de carbono de origen orgánico que existen en la corteza terrestre; en el caso del carbón proceden de la descomposición de materia vegetal en humedales, y en el del petróleo y el gas natural su origen está en las algas marinas. Son depósitos sometidos a condiciones de altas presiones y temperatura. Son, en definitiva, acumulaciones de energía fotosintética concentrada que contienen parte del carbono capturado a la atmósfera durante cientos de miles de años.

Cuando los extraemos y los quemamos para aprovechar su energía estamos rompiendo el ciclo natural del carbono bruscamente, y devolviéndolo a la atmósfera nuevamente en forma de CO2. Llevamos haciéndolo casi 200 años, a un ritmo cada vez mayor, de forma que la concentración actual de CO2 en la atmósfera es de más de 400 partes por millón, casi un 50% más si lo comparamos con los niveles preindustriales. El carbón, el petróleo, el gas natural que quemamos hoy permanecerá décadas, e incluso cientos de años, antes de volver a ser absorbido y entrar de nuevo en su ciclo natural.

Curva de Keeling. Evolución de la concentración de CO2 en el observatorio de Mauna Loa, Hawai

Todo este carbono extra, en forma de gases de efecto invernadero, es el causante de la subida global de las temperaturas, de la alteración de los patrones climáticos y de la subida del nivel del mar, entre otros efectos. Incluso en el supuesto de que frenáramos de golpe el uso de combustibles fósiles, las temperaturas continuarían subiendo hasta que el dióxido de carbono extra ya emitido fuera absorbido por los sumideros naturales antes mencionados: los bosques y los océanos.

Se estima que en 2020 las emisiones de CO2 bajarán un 8% (1) en el mundo, debido al parón que nos ha impuesto el COVID-19. Es una bajada muy fuerte, sin precedentes desde la Segunda Guerra Mundial, pero la concentración acumulada de este gas seguirá aumentando, aunque a un ritmo más bajo. El confinamiento al que parte de la humanidad ha estado sometida supondrá apenas un pequeño alivio al problema y no revertirá la subida de las temperaturas. Sin embargo, un descenso tan fuerte en el ritmo de emisiones supone romper bruscamente la tendencia imparable de las últimas décadas, y abre una ventana de oportunidad, un posible punto de inflexión hacia un abandono progresivo y decidido del uso de combustibles fósiles como fuente de energía. Esta es la esencia del Green New Deal tan debatido últimamente, esta es también nuestra esperanza, y quizás una de las últimas oportunidades que tendremos antes de que un cambio climático acelerado nos conduzca inevitablemente al colapso. Ojalá sea así.

 

(1): Según estudio de la Agencia Internacional de la Energía (IEA) publicado por el portal británico Carbon Brief.

https://www.carbonbrief.org/iea-coronavirus-impact-on-co2-emissions-six-times-larger-than-financial-crisis