Cambio clim√°tico

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Cambio clim√°tico

Cambio clim√°tico

Imagen actual de la superficie de Venus, un planeta que anteriormente se pareció en muchos aspectos a la Tierra actual.[1]

Se llama cambio climático a la modificación del clima con respecto al historial climático a una escala global o regional. Tales cambios se producen a muy diversas escalas de tiempo y sobre todos los parámetros climáticos: temperatura, precipitaciones, nubosidad, etcétera. Son debidos tanto a causas naturales (Crowley y North, 1988) como antropogénicas (Oreskes, 2004).

El término suele usarse, de forma poco apropiada, para hacer referencia tan sólo a los cambios climáticos que suceden en el presente, utilizándolo como sinónimo de calentamiento global. La Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático usa el término cambio climático sólo para referirse al cambio por causas humanas:

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 de tiempo comparables
Artículo 1, párrafo 2

Como se produce constantemente por causas naturales se lo denomina también variabilidad natural del clima. En algunos casos, para referirse al cambio de origen humano se usa también la expresión cambio climático antropogénico.

Adem√°s del calentamiento global, el cambio clim√°tico implica cambios en otras variables como las lluvias globales y sus patrones, la cobertura de nubes y todos los dem√°s elementos del sistema atmosf√©rico. La complejidad del problema y sus m√ļltiples interacciones hacen que la √ļnica manera de evaluar estos cambios sea mediante el uso de modelos computacionales que simulan la f√≠sica de la atm√≥sfera y de los oc√©anos. La naturaleza ca√≥tica de estos modelos hace que en s√≠ tengan una alta proporci√≥n de incertidumbre (Stainforth et al., 2005)(Roe y Baker, 2007), aunque eso no es √≥bice para que sean capaces de prever cambios significativos futuros (Schnellhuber, 2008)(Knutti y Hegerl, 2008) que tengan consecuencias tanto econ√≥micas (Stern, 2008) como las ya observables a nivel biol√≥gico (Walther et al., 2002)(Hughes, 2001).

Contenido

Causas de los cambios clim√°ticos

Temperatura en la superficie terrestre al comienzo de la primavera de 2000.

El clima es un promedio, a una escala de tiempo dada, del tiempo atmosférico. Sobre el clima influyen muchos fenómenos; consecuentemente, cambios en estos fenómenos provocan cambios climáticos. Un cambio en la emisión del Sol, en la composición de la atmósfera, en la disposición de los continentes, en las corrientes marinas o en la órbita de la Tierra puede modificar la distribución de energía y el balance radiativo terrestre, alterando así profundamente el clima planetario.

Animación del mapa mundial de la temperatura media mensual del aire de la superficie.

Estas influencias se pueden clasificar en externas e internas a la Tierra. Las externas tambi√©n reciben el nombre de forzamientos dado que normalmente act√ļan de forma sistem√°tica sobre el clima, aunque tambi√©n los hay aleatorios como es el caso de los impactos de meteoritos (astroblemas). La influencia humana sobre el clima en muchos casos se considera forzamiento externo ya que su influencia es m√°s sistem√°tica que ca√≥tica pero tambi√©n es cierto que el Homo sapiens pertenece a la propia biosfera terrestre pudi√©ndose considerar tambi√©n como forzamientos internos seg√ļn el criterio que se use. En las causas internas se encuentran una mayor√≠a de factores no sistem√°ticos o ca√≥ticos. Es en este grupo donde se encuentran los factores amplificadores y moderadores que act√ļan en respuesta a los cambios introduciendo una variable m√°s al problema ya que no solo hay que tener en cuenta los factores que act√ļan sino tambi√©n las respuestas que dichas modificaciones pueden conllevar. Por todo eso al clima se le considera un sistema complejo. Seg√ļn qu√© tipo de factores dominen la variaci√≥n del clima ser√° sistem√°tica o ca√≥tica. En esto depende mucho la escala de tiempo en la que se observe la variaci√≥n ya que pueden quedar patrones regulares de baja frecuencia ocultos en variaciones ca√≥ticas de alta frecuencia y viceversa.

Variaciones solares

Artículo principal: Variación solar

El Sol es una estrella variable que presenta ciclos de actividad de once a√Īos. Ha tenido per√≠odos en los cuales no presenta manchas solares, como el m√≠nimo de Maunder que fue de 1645 a 1715 en los cuales se produjo una mini era de Hielo.

Variaciones de la luminosidad solar a lo largo del ciclo de las manchas solares.

La temperatura media de la Tierra depende, en gran medida, del flujo de radiación solar que recibe. Sin embargo, debido a que ese aporte de energía apenas varía en el tiempo, no se considera que sea una contribución importante para la variabilidad climática a corto plazo (Crowley y North, 1988). Esto sucede porque el Sol es una estrella de tipo G en fase de secuencia principal, resultando muy estable. El flujo de radiación es, además, el motor de los fenómenos atmosféricos ya que aporta la energía necesaria a la atmósfera para que éstos se produzcan.

Sin embargo, muchos astrof√≠sicos consideran que la influencia del Sol sobre el clima est√° m√°s relacionado con la longitud de cada ciclo, la amplitud del mismo, la cantidad de manchas de solares, la profundidad de cada m√≠nimo solar, y la ocurrencia de dobles m√≠nimos solares separados por pocos a√Īos. Ser√≠a la variaci√≥n en los campos magn√©ticos y la variabilidad en el viento solar (y su influencia sobre los rayos c√≥smicos que llegan a la tierra) quienes tienen una fuerte acci√≥n sobre distintos componentes del clima como las diversas oscilaciones oce√°nicas, los eventos el Ni√Īo y La Ni√Īa, las corrientes de chorro polares, la Oscilaci√≥n cuasi bianual de la corriente estratosf√©rica sobre el ecuador, etc. Por otro lado, a largo plazo las variaciones se hacen apreciables ya que el Sol aumenta su luminosidad a raz√≥n de un 10 % cada 1.000 millones de a√Īos. Debido a este fen√≥meno, en la Tierra primitiva que sustent√≥ el nacimiento de la vida, hace 3.800 millones de a√Īos, el brillo del Sol era un 70 % del actual.

Las variaciones en el campo magn√©tico solar y, por tanto, en las emisiones de viento solar, tambi√©n son importantes, ya que la interacci√≥n de la alta atm√≥sfera terrestre con las part√≠culas provenientes del Sol puede generar reacciones qu√≠micas en un sentido u otro, modificando la composici√≥n del aire y de las nubes as√≠ como la formaci√≥n de √©stas. Algunas hip√≥tesis plantean incluso que los iones producidos por la interacci√≥n de los rayos c√≥smicos y la atm√≥sfera de la Tierra juegan un rol en la formaci√≥n de n√ļcleos de condensaci√≥n y un correspondiente aumento en la formaci√≥n de nubes. De este modo, la correlaci√≥n entre la ionizaci√≥n c√≥smica y formaci√≥n de nubes se observa fuertemente en las nubes a baja altura y no en las nubes altas (cirrus) como se cre√≠a, donde la variaci√≥n en la ionizaci√≥n es mucho m√°s grande (Svensmark, 2007).

Véase también: Sol

Variaciones orbitales

Artículo principal: Variaciones orbitales

Si bien la luminosidad solar se mantiene pr√°cticamente constante a lo largo de millones de a√Īos, no ocurre lo mismo con la √≥rbita terrestre. √Čsta oscila peri√≥dicamente, haciendo que la cantidad media de radiaci√≥n que recibe cada hemisferio fluct√ļe a lo largo del tiempo, y estas variaciones provocan las pulsaciones glaciares a modo de veranos e inviernos de largo per√≠odo. Son los llamados per√≠odos glaciales e interglaciales. Hay tres factores que contribuyen a modificar las caracter√≠sticas orbitales haciendo que la insolaci√≥n media en uno y otro hemisferio var√≠e aunque no lo haga el flujo de radiaci√≥n global. Se trata de la precesi√≥n de los equinoccios, la excentricidad orbital y la oblicuidad de la √≥rbita o inclinaci√≥n del eje terrestre.

V√©ase tambi√©n: √ďrbita

Impactos de meteoritos

En raras ocasiones ocurren eventos de tipo catastr√≥fico que cambian la faz de la Tierra para siempre. El √ļltimo de tales acontecimientos catastr√≥ficos sucedi√≥ hace 65 millones de a√Īos. Se trata de los impactos de meteoritos de gran tama√Īo. Es indudable que tales fen√≥menos pueden provocar un efecto devastador sobre el clima al liberar grandes cantidades de CO2, polvo y cenizas a la atm√≥sfera debido a la quema de grandes extensiones boscosas. De la misma forma, tales sucesos podr√≠an intensificar la actividad volc√°nica en ciertas regiones. En el suceso de Chichulub (en Yucat√°n, M√©xico) hay quien relaciona el per√≠odo de fuertes erupciones en volcanes de la India con el hecho de que este continente se sit√ļe cerca de las ant√≠podas del cr√°ter de impacto. Tras un impacto suficientemente poderoso la atm√≥sfera cambiar√≠a r√°pidamente, al igual que la actividad geol√≥gica del planeta e, incluso, sus caracter√≠sticas orbitales.

Influencias internas

La deriva continental

Pangea

La Tierra ha sufrido muchos cambios desde su origen hace 4.600 millones de a√Īos. Hace 225 millones todos los continentes estaban unidos, formando lo que se conoce como Pangea, y hab√≠a un oc√©ano universal llamado Panthalassa. Esta disposici√≥n favoreci√≥ el aumento de las corrientes oce√°nicas y provoc√≥ que la diferencia de temperatura entre el Ecuador y el Polo fuera much√≠simo menor que en la actualidad. La tect√≥nica de placas ha separado los continentes y los ha puesto en la situaci√≥n actual. El Oc√©ano Atl√°ntico se ha ido formando desde hace 200 millones de a√Īos.

La deriva continental es un proceso sumamente lento, por lo que la posici√≥n de los continentes fija el comportamiento del clima durante millones de a√Īos. Hay dos aspectos a tener en cuenta. Por una parte, las latitudes en las que se concentra la masa continental: si las masas continentales est√°n situadas en latitudes bajas habr√° pocos glaciares continentales y, en general, temperaturas medias menos extremas. As√≠ mismo, si los continentes se hallan muy fragmentados habr√° menos continentalidad.


La composición atmosférica

Artículo principal: Atmósfera terrestre

La atmósfera primitiva, cuya composición era parecida a la nebulosa inicial, perdió sus componentes más ligeros, el hidrógeno diatómico (H2) y el helio (He), para ser sustituidos por gases procedentes de las emisiones volcánicas del planeta o sus derivados, especialmente dióxido de carbono (CO2), dando lugar a una atmósfera de segunda generación. En dicha atmósfera son importantes los efectos de los gases de invernadero emitidos de forma natural en volcanes. Por otro lado, la cantidad de óxidos de azufre y otros aerosoles emitidos por los volcanes contribuyen a lo contrario, a enfriar la Tierra. Del equilibrio entre ambos efectos resulta un balance radiativo determinado.

Con la aparici√≥n de la vida en la Tierra se sum√≥ como agente incidente el total de organismos vivos, la biosfera. Inicialmente, los organismos aut√≥trofos por fotos√≠ntesis o quimios√≠ntesis capturaron gran parte del abundante CO2 de la atm√≥sfera primitiva, a la vez que empezaba acumularse ox√≠geno (a partir del proceso abi√≥tico de la fot√≥lisis del agua). La aparici√≥n de la fotos√≠ntesis oxig√©nica, que realizan las cianobacterias y sus descendientes los plastos, dio lugar a una presencia masiva de ox√≠geno (O2) como la que caracteriza la atm√≥sfera actual, y aun superior. Esta modificaci√≥n de la composici√≥n de la atm√≥sfera propici√≥ la aparici√≥n de formas de vida nuevas, aer√≥bicas que se aprovechaban de la nueva composici√≥n del aire. Aument√≥ as√≠ el consumo de ox√≠geno y disminuy√≥ el consumo neto de CO2 lleg√°ndose al equilibrio o cl√≠max, y form√°ndose as√≠ la atm√≥sfera de tercera generaci√≥n actual. Este delicado equilibrio entre lo que se emite y lo que se absorbe se hace evidente en el ciclo del CO2, la presencia del cual fluct√ļa a lo largo del a√Īo seg√ļn las estaciones de crecimiento de las plantas.

Las corrientes oce√°nicas

Artículo principal: Corrientes oceánicas
Temperatura del agua en la Corriente del Golfo.

Las corrientes oce√°nicas, o marinas, son un factor regulador del clima que act√ļa como moderador, suavizando las temperaturas de regiones como Europa. El ejemplo m√°s claro es la corriente termohalina que, ayudada por la diferencia de temperaturas y de salinidad, se hunde en el Atl√°ntico Norte.

Véase también: Corriente del Golfo

El campo magnético terrestre

Artículo principal: Campo magnético terrestre

De la misma forma que el viento solar puede afectar al clima de forma directa, las variaciones en el campo magn√©tico terrestre pueden afectarlo de manera indirecta ya que, seg√ļn su estado, detiene o no las part√≠culas emitidas por el Sol. Se ha comprobado que en √©pocas pasadas hubo inversiones de polaridad y grandes variaciones en su intensidad, llegando a estar casi anulado en algunos momentos. Se sabe tambi√©n que los polos magn√©ticos, si bien tienden a encontrarse pr√≥ximos a los polos geogr√°ficos, en algunas ocasiones se han aproximado al Ecuador. Estos sucesos tuvieron que influir en la manera en la que el viento solar llegaba a la atm√≥sfera terrestre.

Véase también: Paleomagnetismo

Los efectos antropogénicos

El ser humano es hoy uno de los agentes climáticos de importancia, incorporándose a la lista hace relativamente poco tiempo. Su influencia comenzó con la deforestación de bosques para convertirlos en tierras de cultivo y pastoreo, pero en la actualidad su influencia es mucho mayor al producir la emisión abundante de gases que producen un efecto invernadero: CO2 en fábricas y medios de transporte y metano en granjas de ganadería intensiva y arrozales. Actualmente tanto las emisiones de gases como la deforestación se han incrementado hasta tal nivel que parece difícil que se reduzcan a corto y medio plazo, por las implicaciones técnicas y económicas de las actividades involucradas.

Los aerosoles de origen antropogénico, especialmente los sulfatos provenientes de los combustibles fósiles, ejercen una influencia reductora de la temperatura (Charlson et al., 1992). Este hecho, unido a la variabilidad natural del clima, es la causa que explica el "valle" que se observa en el gráfico de temperaturas en la zona central del siglo XX.

Véase también: Efecto invernadero (clima)

Retroalimentaciones y factores moderadores

La Tierra vista desde el Apolo 17.
Emisiones globales de di√≥xido de carbono discriminadas seg√ļn su origen.

Muchos de los cambios clim√°ticos importantes se dan por peque√Īos desencadenantes causados por los factores que se han citado, ya sean forzamientos sistem√°ticos o sucesos imprevistos. Dichos desencadenantes pueden formar un mecanismo que se refuerza a s√≠ mismo (retroalimentaci√≥n o "feedback positivo") amplificando el efecto. Asimismo, la Tierra puede responder con mecanismos moderadores ("feedbacks negativos") o con los dos fen√≥menos a la vez. Del balance de todos los efectos saldr√° alg√ļn tipo de cambio m√°s o menos brusco pero siempre impredecible a largo plazo, ya que el sistema clim√°tico es un sistema ca√≥tico y complejo.

Un ejemplo de feedback positivo es el efecto albedo, un aumento de la masa helada que incrementa la reflexión de la radiación directa y, por consiguiente, amplifica el enfriamiento. También puede actuar a la inversa, amplificando el calentamiento cuando hay una desaparición de masa helada. También es una retroalimentación la fusión de los casquetes polares, ya que crean un efecto de estancamiento por el cual las corrientes oceánicas no pueden cruzar esa región. En el momento en que empieza a abrirse el paso a las corrientes se contribuye a homogeneizar las temperaturas y favorece la fusión completa de todo el casquete y a suavizar las temperaturas polares, llevando el planeta a un mayor calentamiento al reducir el albedo.

La Tierra ha tenido per√≠odos c√°lidos sin casquetes polares y recientemente se ha visto que hay una laguna en el Polo Norte durante el verano boreal, por lo que los cient√≠ficos noruegos predicen que en 50 a√Īos el √Ārtico ser√° navegable en esa estaci√≥n. Un planeta sin casquetes polares permite una mejor circulaci√≥n de las corrientes marinas, sobre todo en el hemisferio norte, y disminuye la diferencia de temperatura entre el ecuador y los Polos.

También hay factores moderadores del cambio. Uno es el efecto de la biosfera y, más concretamente, de los organismos fotosintéticos (fitoplancton, algas y plantas) sobre el aumento del dióxido de carbono en la atmósfera. Se estima que el incremento de dicho gas conllevará un aumento en el crecimiento de los organismos que hagan uso de él, fenómeno que se ha comprobado experimentalmente en laboratorio. Los científicos creen, sin embargo, que los organismos serán capaces de absorber sólo una parte y que el aumento global de CO2 proseguirá.

Hay también mecanismos retroalimentadores para los cuales es difícil aclarar en que sentido actuarán. Es el caso de las nubes. El climatólogo Roy Spencer (escéptico del cambio climático vinculado a grupos evangélicos conservadores[2] ) ha llegado a la conclusión, mediante observaciones desde el espacio, de que el efecto total que producen las nubes es de enfriamiento.[3] Pero este estudio solo se refiere a las nubes actuales. El efecto neto futuro y pasado es difícil de saber ya que depende de la composición y formación de las nubes.

Cambios clim√°ticos en el pasado

Artículo principal: Paleoclimatología

Los estudios del clima pasado (paleoclima) se realizan estudiando los registros fósiles, las acumulaciones de sedimentos en los lechos marinos, las burbujas de aire capturadas en los glaciares, las marcas erosivas en las rocas y las marcas de crecimiento de los árboles. Con base en todos estos datos se ha podido confeccionar una historia climática reciente relativamente precisa, y una historia climática prehistórica con no tan buena precisión. A medida que se retrocede en el tiempo los datos se reducen y llegado un punto la climatología se sirve solo de modelos de predicción futura y pasada.

La paradoja del Sol débil

A partir de los modelos de evoluci√≥n estelar se puede calcular con relativa precisi√≥n la variaci√≥n del brillo solar a largo plazo, por lo cual se sabe que, en los primeros momentos de la existencia de la Tierra, el Sol emit√≠a el 70% de la energ√≠a actual y la temperatura de equilibrio era de -41 ¬ļC. Sin embargo, hay constancia de la existencia de oc√©anos y de vida desde hace 3.800 millones de a√Īos, por lo que la paradoja del Sol d√©bil s√≥lo puede explicarse por una atm√≥sfera con mucha mayor concentraci√≥n de CO2 que la actual y con un efecto invernadero m√°s grande.

El efecto invernadero en el pasado

Variaciones en la concentración de dióxido de carbono.

La atm√≥sfera influye fundamentalmente en el clima; si no existiese, la temperatura en la Tierra ser√≠a de -20 ¬ļC, pero la atm√≥sfera se comporta de manera diferente seg√ļn la longitud de onda de la radiaci√≥n. El Sol por su alta temperatura emite radiaci√≥n a un m√°ximo de 0,48 micr√≥metros (Ley de Wien) y la atm√≥sfera deja pasar la radiaci√≥n. La Tierra tiene una temperatura mucho menor, y reemite la radiaci√≥n absorbida a una longitud mucho m√°s larga, infrarroja de unos 10-15 micr√≥metros, a la que la atm√≥sfera ya no es transparente. El CO2 que est√° actualmente en la atm√≥sfera, en una proporci√≥n de 367 ppm, absorbe dicha radiaci√≥n. Tambi√©n lo hace y en mayor medida el vapor de agua). El resultado es que la atm√≥sfera se calienta y devuelve a la tierra parte de esa energ√≠a por lo que la temperatura superficial es de unos 15¬ļC, y dista mucho del valor de equilibrio sin atm√≥sfera. A este fen√≥meno se le llama el efecto invernadero y el CO2 y el H2O son los gases responsables de ello. Gracias al efecto invernadero podemos vivir. Para ver un c√°lculo pormenorizado sobre esta cuesti√≥n ir a: Balance radiativo terrestre.

La concentración en el pasado de CO2 y otros importantes gases invernadero como el metano se ha podido medir a partir de las burbujas atrapadas en el hielo y en muestras de sedimentos marinos observando que ha fluctuado a lo largo de las eras. Se desconocen las causas exactas por las cuales se producirían estas disminuciones y aumentos aunque hay varias hipótesis en estudio. El balance es complejo ya que si bien se conocen los fenómenos que capturan CO2 y los que lo emiten la interacción entre éstos y el balance final es difícilmente calculable.

Se conocen bastantes casos en los que el CO2 ha jugado un papel importante en la historia del clima. Por ejemplo en el proterozoico una bajada importante en los niveles de CO2 atmosférico condujo a los llamados episodios Tierra bola de nieve. Así mismo aumentos importantes en el CO2 condujeron en el periodo de la extinción masiva del Pérmico-Triásico a un calentamiento excesivo del agua marina lo que llevó a la emisión del metano atrapado en los depósitos de hidratos de metano que se hallan en los fondos marinos lo que aceleró el proceso de calentamiento hasta el límite y condujo a la Tierra a la peor extinción en masa que ha padecido.

Véase también: Efecto invernadero (clima)

El CO2 como regulador del clima

Echuca: T¬ļ diaria promedio del aire en casilla meteo, de 1881 a 1992; en NASA

Es remarcable, que la Estación Meteorológica local posee datos de termometría del aire, a 15 dm del suelo, desde 1881 a 1992, sin acceso a la "mancha de calor" urbana, clásica de otras Estaciones invadidas por la isla de calor de la urbanización.

Durante las √ļltimas d√©cadas las mediciones en las diferentes estaciones meteorol√≥gicas indican que el planeta se ha ido calentando. Los √ļltimos 10 a√Īos han sido los m√°s calurosos desde que se llevan registros,[cita requerida] y algunos cient√≠ficos predicen que en el futuro ser√°n a√ļn m√°s calientes. La mayor√≠a de los expertos est√°n de acuerdo que los humanos ejercen un impacto directo sobre este proceso, generalmente conocido como el efecto invernadero. A medida que el planeta se calienta, disminuye globalmente el hielo en las monta√Īas y las regiones polares, por ejemplo lo hace el de la banquisa √°rtica o el casquete glaciar de Groenlandia, aunque el hielo ant√°rtico, seg√ļn predicen los modelos, aumenta ligeramente.

Dado que la nieve tiene un elevado albedo devuelve al espacio la mayor parte de radiaci√≥n que incide sobre ella. La disminuci√≥n de dichos casquetes tambi√©n afectar√°, pues, al albedo terrestre, lo que har√° que la Tierra se caliente a√ļn m√°s. El calentamiento global tambi√©n ocasionar√° que se evapore m√°s agua de los oc√©anos. El vapor de agua act√ļa como el mejor "gas invernadero", al menos en el muy corto plazo. As√≠ pues, habr√° un mayor calentamiento. Esto produce lo que se llama efecto amplificador. De la misma forma, un aumento de la nubosidad debido a una mayor evaporaci√≥n contribuir√° a un aumento del albedo. La fusi√≥n de los hielos puede cortar tambi√©n las corrientes marinas del atl√°ntico norte provocando una bajada local de las temperaturas medias en esa regi√≥n. El problema es de dif√≠cil predicci√≥n ya que, como se ve, hay retroalimentaciones positivas y negativas.

Naturalmente, hay efectos compensadores. El CO2 juega un importante papel en el efecto invernadero: si la temperatura es alta, se favorece su intercambio con los oc√©anos para formar carbonatos. Entonces el efecto invernadero decae y la temperatura tambi√©n. Si la temperatura es baja, el CO2 se acumula porque no se favorece su extracci√≥n con lo que aumenta la temperatura. As√≠ pues el CO2 desempe√Īa tambi√©n un papel regulador.

Aparece la vida en la Tierra

Con la aparición de las cianobacterias, en la Tierra se puso en marcha la fotosíntesis oxigénica. Las algas, y luego también las plantas, absorben y fijan CO2, y emiten O2. Su acumulación en la atmósfera favoreció la aparición de los organismos aerobios que lo usan para respirar y devuelven CO2. El O2 en una atmósfera es el resultado de un proceso vivo y no al revés. Se dice frecuentemente que los bosques y selvas son los "pulmones de la Tierra", aunque esto recientemente se ha puesto en duda ya que varios estudios afirman que absorben la misma cantidad de gas que emiten por que quizá solo serían meros intercambiadores de esos gases. En cualquier caso, en el proceso de creación de estos grandes ecosistemas forestales ocurre una abundante fijación del carbono que sí contribuye apreciablemente a la reducción de los niveles atmosféricos de CO2.

M√°ximo Jur√°sico

Actualmente los bosques tropicales ocupan la regi√≥n ecuatorial del planeta y entre el Ecuador y el Polo hay una diferencia t√©rmica de 50 ¬ļC. Hace 65 millones de a√Īos la temperatura era muy superior a la actual y la diferencia t√©rmica entre el Ecuador y el Polo era de unos pocos grados. Todo el planeta ten√≠a un clima tropical y apto para quienes formaban la c√ļspide de los ecosistemas entonces, los dinosaurios. Los ge√≥logos creen que la Tierra experiment√≥ un calentamiento global en esa √©poca, durante el Jur√°sico inferior con elevaciones medias de temperatura que llegaron a 5 ¬įC. Ciertas investigaciones[4] [5] indican que esto fue la causa de que se acelerase la erosi√≥n de las rocas hasta en un 400%, un proceso en el que tardaron 150.000 a√Īos en volver los valores de di√≥xido de carbono a niveles normales. Posteriormente se produjo tambi√©n otro episodio de calentamiento global conocido como M√°ximo t√©rmico del Paleoceno-Eoceno.

Las glaciaciones del Pleistoceno

El hombre moderno apareci√≥ hace unos tres millones de a√Īos. Desde hace unos dos millones, la tierra ha sufrido per√≠odos glaciares donde gran parte de Norteam√©rica, Sudam√©rica y Europa quedaron cubiertas bajo gruesas capas de hielo durante muchos a√Īos. Luego r√°pidamente los hielos desaparecieron y dieron lugar a un per√≠odo interglaciar en el cual vivimos. El proceso se repite cada cien mil a√Īos aproximadamente. La √ļltima √©poca glaciar acab√≥ hace unos quince mil a√Īos y dio lugar a un cambio fundamental en los h√°bitos del hombre con el descubrimiento de la agricultura y de la ganader√≠a. La mejora de las condiciones t√©rmicas provoc√≥ el paso del Paleol√≠tico al Neol√≠tico hace unos cinco mil a√Īos.

No fue hasta 1941 que el matemático y astrónomo serbio Milutin Milankovitch propuso la teoría de que las variaciones orbitales de la Tierra causaban las glaciaciones del Pleistoceno.

Calcul√≥ la insolaci√≥n en latitudes altas del hemisferio norte a lo largo de las estaciones. Su tesis afirma que es necesaria la existencia de veranos fr√≠os, en vez de inviernos severos, para iniciarse una edad del hielo. Su teor√≠a no fue admitida en su tiempo, hubo que esperar a principios de los a√Īos cincuenta, Cesare Emiliani que trabajaba en un laboratorio de la Universidad de Chicago, present√≥ la primera historia completa que mostraba el avance y retroceso de los hielos durante las √ļltimas glaciaciones. La obtuvo de un lugar ins√≥lito: el fondo del oc√©ano, comparando el contenido del is√≥topo pesado ox√≠geno-18 (0-18) y de ox√≠geno-16 (0-16) en las conchas fosilizadas.

El mínimo de Maunder

Desde que en 1610 Galileo inventara el telescopio, el Sol y sus manchas han sido observados con asiduidad. No fue sino hasta 1851 que el astr√≥nomo Heinrich Schwabe observ√≥ que la actividad solar variaba seg√ļn un ciclo de once a√Īos, con m√°ximos y m√≠nimos. El astr√≥nomo solar Edward Maunder se percat√≥ que desde 1645 a 1715 el Sol interrumpe el ciclo de once a√Īos y aparece una √©poca donde casi no aparecen manchas, denominado m√≠nimo de Maunder. El Sol y las estrellas suelen pasar un tercio de su vida en estas crisis y durante ellas la energ√≠a que emite es menor y se corresponde con per√≠odos fr√≠os en el clima terrestre.

Las auroras boreales o las australes causadas por la actividad solar desaparecen o son raras.

Ha habido 6 m√≠nimos solares similares al de Maunder desde el m√≠nimo egipcio del 1300 a. C. hasta el √ļltimo que es el de Maunder. Pero su aparici√≥n es muy irregular, con lapsos de s√≥lo 180 a√Īos, hasta 1100 a√Īos, entre m√≠nimos. Por t√©rmino medio los periodos de escasa actividad solar duran unos 115 a√Īos y se repiten aproximadamente cada 600. Actualmente estamos en el M√°ximo Moderno que empez√≥ en 1780 cuando vuelve a reaparecer el ciclo de 11 a√Īos. Un m√≠nimo solar tiene que ocurrir como muy tarde en el 2900 y un nuevo per√≠odo glaciar, cuyo ciclo es de unos cien mil a√Īos, puede aparecer hacia el a√Īo 44.000, si las acciones del hombre no lo impiden.

El cambio clim√°tico actual

Artículo principal: Calentamiento global
Esquema ilustrativo de los principales factores que provocan los cambios clim√°ticos actuales de la Tierra. La actividad industrial y las variaciones de la actividad solar se encuentran entre los m√°s importantes.

Combustibles fósiles y calentamiento global

A finales del siglo XVII el hombre empez√≥ a utilizar combustibles f√≥siles que la Tierra hab√≠a acumulado en el subsuelo durante su historia geol√≥gica. La quema de petr√≥leo, carb√≥n y gas natural ha causado un aumento del CO2 en la atm√≥sfera que √ļltimamente es de 1,4 ppm al a√Īo y produce el consiguiente aumento de la temperatura. Se estima que desde que el hombre mide la temperatura hace unos 150 a√Īos (siempre dentro de la √©poca industrial) √©sta ha aumentado 0,5 ¬ļC y se prev√© un aumento de 1 ¬ļC en el 2020 y de 2¬ļC en el 2050.

Además del dióxido de carbono (CO2), existen otros gases de efecto invernadero responsables del calentamiento global , tales como el gas metano (CH4) óxido nitroso (N2O), Hidrofluorocarbonos (HFC), Perfluorocarbonos (PFC) y Hexafluoruro de azufre (SF6), los cuales están contemplados en el Protocolo de Kioto.

A principios del siglo XXI el calentamiento global parece irrefutable, a pesar de que las estaciones meteorol√≥gicas en las grandes ciudades han pasado de estar en la periferia de la ciudad, al centro de √©sta y el efecto de isla urbana tambi√©n ha influido en el aumento observado. Los √ļltimos a√Īos del siglo XX se caracterizaron por poseer temperaturas medias que son siempre las m√°s altas del siglo.[cita requerida]

Planteamiento de futuro

Tal vez el mecanismo de compensaci√≥n del CO2 funcione en un plazo de cientos de a√Īos, cuando el Sol entre en un nuevo m√≠nimo. En un plazo de miles de a√Īos, tal vez se reduzca la temperatura, desencaden√°ndose la pr√≥xima glaciaci√≥n, o puede que simplemente no llegue a producirse ese cambio.

En el Cret√°cico, sin intervenci√≥n humana, el CO2 era m√°s elevado que ahora y la Tierra estaba 8 ¬ļC m√°s c√°lida.

Clima de planetas vecinos

Como se ha dicho el dióxido de carbono cumple un papel regulador fundamental en nuestro planeta sin embargo el CO2 no puede conjugar cualquier desvío e incluso a veces puede fomentar un efecto invernadero desbocado mediante un proceso de retroalimentación.

  • Venus tiene una atm√≥sfera cuya presi√≥n es 94 veces la terrestre, y est√° compuesta en un 97% de CO2. La inexistencia de agua impidi√≥ la extracci√≥n del anh√≠drido carb√≥nico de la atm√≥sfera, √©ste se acumul√≥ y provoc√≥ un efecto invernadero intenso que aument√≥ la temperatura superficial hasta 465 ¬įC, capaz de fundir el plomo. Quiz√° la menor distancia al Sol haya sido determinante para sentenciar al planeta a sus condiciones infernales que vive en la actualidad. Hay que recordar que peque√Īos cambios pueden desencadenar un mecanismo retroalimentador y si √©ste es suficientemente poderoso se puede llegar a descontrolar dominando por encima de todos los dem√°s factores hasta dar unas condiciones extremas como las de Venus. Toda una advertencia sobre el posible futuro que podr√≠a depararle a la Tierra.
  • En Marte la atm√≥sfera tiene una presi√≥n de s√≥lo seis hectopascales y aunque est√° compuesta en un 96 % de CO2, el efecto invernadero es escaso y no puede impedir ni una oscilaci√≥n diurna del orden de 55 ¬ļC en la temperatura, ni las bajas temperaturas superficiales que alcanzan m√≠nimas de -86 ¬įC en latitudes medias. Pero parece ser que en el pasado goz√≥ de mejores condiciones llegando a correr el agua por su superficie como demuestran la multitud de canales y valles de erosi√≥n. Pero ello fue debido a una mayor concentraci√≥n de di√≥xido de carbono en su atm√≥sfera. El gas provendr√≠a de las emanaciones de los grandes volcanes marcianos que provocar√≠an un proceso de desgasificaci√≥n semejante al acaecido en nuestro planeta. La diferencia sustancial es que el di√°metro de Marte mide la mitad que el terrestre. Esto quiere decir que el calor interno era mucho menor y se enfri√≥ hace ya mucho tiempo. Sin actividad volc√°nica Marte estaba condenado y el CO2 se fue escapando de la atm√≥sfera con facilidad dado que adem√°s tiene menos gravedad que en la Tierra lo que facilita el proceso. Tambi√©n es posible que alg√ļn proceso de tipo mineral absorbiera el CO2 y al no verse compensado por las emanaciones volc√°nicas provocara su disminuci√≥n dr√°stica. El caso es que el planeta se enfri√≥ progresivamente a causa de ello hasta congelar el poco CO2 en los actuales casquetes polares.

Materia multidisciplinar

En el estudio del cambio climático hay que considerar cuestiones pertenecientes a los más diversos campos de la Ciencia: Meteorología, Física, Química, Astronomía, Geografía, Geología y Biología tienen muchas cosas que decir constituyendo este tema un campo multidisciplinar. Las consecuencias de comprender o no plenamente las cuestiones relativas al cambio climático tienen profundas influencias sobre la sociedad humana debiendo abordarse éstas desde puntos de vista muy distintos a los anteriores, como el económico, sociológico o el político.

Océanos

El papel de los oc√©anos en el calentamiento global es complejo. Los oc√©anos sirven de ‚Äúestanque‚ÄĚ para el CO2, absorbiendo parte de lo que tendr√≠a que estar en la atm√≥sfera. El incremento del CO2 ha dado lugar a la acidificaci√≥n del oc√©ano. Adem√°s, a medida que la temperatura de los oc√©anos asciende, les cuesta mas absorber el exceso de CO2.

El calentamiento global esta proyectado para causar diferentes efectos en el océano como por ejemplo, el ascenso del nivel del mar, el deshielo de los glaciares y el calentamiento de la superficie de los océanos… Otros posibles efectos incluyen los cambios en la circulación del océano.

Con el ascenso de la temperatura global el agua en los oc√©anos se expande. El agua de la tierra o de los glaciares pasa a estar en los oc√©anos, como por ejemplo el caso de Groenlandia o ‚Äú las capas de hielo del Ant√°rtico‚ÄĚ. Las predicciones muestran que antes del 2050 el volumen de los glaciares disminuir√° en un 60%. Mientras, el estimado total del deshielo glacial sobre Groenlandia es -239¬Ī23 km3/a√Īo (sobre todo en el este de Groenlandia).

De todas maneras, las capas de hielo de la Ant√°rtida se prev√© que van a aumentar en el siglo XXI debido a un aumento de las precipitaciones. Seg√ļn el Informe Especial sobre los pron√≥sticos de Misi√≥n del IPCC, el pron√≥stico A1B para mediados del 2090 por ejemplo, el nivel global del mar alcanzar√° 0,25-0,44m sobre los niveles de 1990. Est√° aumentando 4mm/a√Īo. Desde 1990 el nivel del mar ha aumentado una media de 1,70mm/a√Īo; desde 1993, los alt√≠metros del sat√©lite TOPEX/Poseidon indican una media de 3mm/a√Īo.

El nivel del mar ha aumentado m√°s de 120m desde el m√°ximo de la √ļltima glaciaci√≥n alrededor de 20000 a√Īos atr√°s. La mayor parte de ello ocurri√≥ hace 7000 a√Īos. La temperatura global baj√≥ despu√©s del Holoceno Clim√°tico causando un descenso del nivel del mar de 0,7¬Ī0,1m entre los a√Īos 4000 y 2500 antes del presente.

Desde hace de 3000 a√Īos hasta el principio del siglo XIX el nivel del mar era casi constante con s√≥lo peque√Īas fluctuaciones. Sin embargo, el per√≠odo c√°lido medieval puede haber causado cierto incremento del nivel del mar; se han encontrado pruebas en el oc√©ano Pac√≠fico de un aumento de quiz√°s 0,9m sobre el nivel actual en 700BP.

En un art√≠culo publicado en 2007, el climat√≥logo James Hansen (Hansen et al., 2007) afirmaba que el hielo de los polos no se derrite de una forma gradual y lineal sino que oscila repentinamente de un estado a otro seg√ļn los registros geol√≥gicos. Es preocupante que los pron√≥sticos de GEIs con los que el IPCC trabaja habitualmente (BAU GHG o business as usual Greenhouse gases en sus siglas en ingl√©s) puedan causar unos aumentos del nivel del mar considerable. Este siglo (Hansen, 2007) difiere de las estimaciones del IPCC (IPCC, 2001)(IPCC, 2007, pp. 12-14). √Čste predice una peque√Īa o una nula contribuci√≥n al aumento del nivel del mar en el siglo XXI en Groelandia y la Ant√°rtida; sin embargo, los an√°lisis y proyecciones no tienen en cuenta la f√≠sica no lineal de la desintegraci√≥n de la capa de hielo en deshielo, las corrientes de hielo, y las placas erosionantes de hielo. Tampoco se corresponden con las pruebas paleoclim√°ticas presentadas para la ausencia del retraso perceptible entre la fuerza de la capa de hielo y el aumento del nivel del mar.

El aumento de la temperatura

Desde 1961 hasta 2003 la temperatura global del oc√©ano ha subido 0,10 ¬įC desde la superficie hasta una profundidad de 700m. Hay una variaci√≥n entre a√Īo y a√Īo y sobre escalas de tiempo m√°s largas con observaciones globales de contenido de calor del oc√©ano mostrando altos √≠ndices de calentamiento entre 1991 y 2003, pero algo de enfriamiento desde 2003 hasta 2007. La temperatura del oc√©ano Ant√°rtico se elev√≥ 0,17 oC entre los a√Īos 50 y 80. Casi el doble de la media para el resto de los oc√©anos del mundo. Aparte de tener efectos para los ecosistemas (por ej. Derritiendo el hielo del mar, afectando al crecimiento de las algas bajo su superficie), el calentamiento reduce la capacidad del oc√©ano de absorber el CO2.

Sumideros de carbono y acidificación

Se ha comprobado que los oc√©anos del mundo absorben aproximadamente un tercio de los incrementos de CO2 atmosf√©rico (Siegenthaler y Sarmiento, 1993), lo que hace que constituyan el sumidero de carbono m√°s importante. El gas se incorpora bien como gas disuelto o bien en los restos de diminutas criaturas marinas que caen al fondo para convertirse en creta o piedra caliza. La escala temporal de ambos procesos es diferente, y tiene su origen en el ciclo del carbono. La incorporaci√≥n de dicho gas al oc√©ano plantea problemas ecol√≥gicos por la acidificaci√≥n del mismo (Dore et al., 2009). Pero ¬Ņc√≥mo se origina esa acidificaci√≥n?

El origen del mecanismo es que el agua de mar y el aire est√°n en constante equilibrio en cuanto a la concentraci√≥n de CO2. El gas se incorpora al agua en forma de ani√≥n carbonato, seg√ļn la siguente reacci√≥n (Dore et al., 2009):

CO2 + H2O ‚áĆ H2CO3 ‚áĆ HCO3‚ąí + H+ ‚áĆ CO32‚ąí + 2H+

La liberación de dos protones (H+) es la que provoca el cambio de pH en el agua. Así, un incremento de dicho gas en la atmósfera comportará un aumento de su concentración en el océano (y una rebaja del pH), mientras que un descenso de su concentración en la atmósfera provocará la liberación del gas desde el océano (y un aumento del pH). Es un mecanismo de tampón que atempera los cambios en la concentración de dióxido de carbono producidos por factores externos, como pueda ser el vulcanismo, la acción humana, el aumento de incendios, etc.[6]

A una escala muchísimo más lenta, el ión carbonato disuelto en el océano acaba precipitando, asociado con un catión de calcio, formando piedra caliza. Esta piedra caliza acaba incorporándose a la corteza terrestre, y al cabo del tiempo regresa a la atmósfera por las emisiones volcánicas, en forma de CO2 una vez más, dentro del ciclo geoquímico del carbonato-silicato.[6] Otra posibilidad es que emerja a la superficie terrestre por procesos tectónicos.

La acidificaci√≥n tiene su origen, pues, en el r√°pido tamponamiento del aumento atmosf√©rico de CO2. A lo largo de la historia de la Tierra, el ciclo geoqu√≠mico del carbono ha equilibrado esta acidificaci√≥n, pero act√ļa m√°s lentamente y nada puede hacer para moderar acidificaciones intensas provocadas por aumentos bruscos del di√≥xido de carbono en el aire.

El cierre de la circulación térmica

Se especula que el calentamiento global podr√≠a, via cierre o disminuci√≥n de la circulaci√≥n t√©rmica, provocar un enfriamiento localizado en el Atl√°ntico Norte y llevar al enfriamiento o menor calentamiento a esa regi√≥n. Esto afectar√≠a en particular a areas como Escandinavia y Gran Breta√Īa, que son calentadas por la corriente del Atl√°ntico Norte. Mas significadamente, podr√≠a llevar a una situaci√≥n oce√°nica de anoxia.

La posibilidad de este colapso en la circulaci√≥n no es clara; hay ciertas pruebas para la estabilidad de la corriente del Golfo y posible debilitamiento de la corriente del Atl√°ntico Norte. Sin embargo, el grado de debilitamiento, y si ser√° suficiente para el cierre de la circulaci√≥n, est√° en debate todav√≠a. Sin embargo no se ha encontrado ning√ļn enfriamiento en el norte de Europa y los mares cercanos.

Cultura popular

  • Cine:
    • ¬ęUna verdad inc√≥moda¬Ľ: El pol√≠tico norteamericano Al Gore trata el tema del cambio clim√°tico, concretamente el calentamiento global en esta pel√≠cula documental, basada en una serie de conferencias que ha dado por todo el mundo. Ha recibido cr√≠ticas por parte de algunos autores, como el profesor dan√©s Bj√łrn Lomborg.
    • ¬ęLa gran estafa del calentamiento global¬Ľ: Documental de Martin Durkin producido por la cadena brit√°nica Channel 4 que cuestiona la influencia del hombre y el CO2 en el calentamiento global.[7] La obra ha recibido cr√≠ticas por algunos sectores como el Ofcom, el regulador de los medios de comunicaci√≥n brit√°nicos, por determinar que no ha cumplido las reglas de imparcialidad y veracidad b√°sicas.[8]
    • ¬ęEl d√≠a de ma√Īana¬Ľ: Adem√°s del documental de Al Gore, hay pel√≠culas de ciencia ficci√≥n que han marcado un impacto en la cultura popular sobre el Cambio Clim√°tico. Tal es el caso de este filme presentado en 2004 bajo la direcci√≥n de Roland Emmerich. Ha recibido criticas de algunos autores como Myles Allen por su falta de rigor cient√≠fico.[9]

Véase también

Referencias

  1. ‚ÜĎ Venus se parec√≠a mucho a la Tierra. Diario Qu√©, consultado el 29 de julio de 2009.
  2. ‚ÜĎ Kintisch, Eli (24 de febrero de 2006). ¬ęEvangelicals, Scientists Reach Common Ground on Climate Change¬Ľ (en ingl√©s). Science. Vol. 311. n.¬ļ 5764. pp. 1082-1083. AAAS. ISSN 0028-0836DOI 10.1126/science.311.5764.1082a. Consultado el 6 de julio de 2009.
  3. ‚ÜĎ Desaparici√≥n de los cirros: el calentamiento podr√≠a adelgazar las nubes que atrapan el calor. RAM, Revista del Aficionado a la Meteorolog√≠a. Consultado el 29 de julio de 2009.
  4. ‚ÜĎ Open University
  5. ‚ÜĎ Open.ac.uk/Earth-Sciences
  6. ‚ÜĎ a b Jaramillo, V√≠ctor J.. ¬ęEl ciclo global del carbono¬Ľ. M√©xico: Instituto Nacional de Ecolog√≠a. Consultado el 1 de agosto de 2009.
  7. ‚ÜĎ Channel 4. ¬ęThe Great Global Warming Swindle from Channel4.com¬Ľ (en ingl√©s). Consultado el 12 de julio de 2009. ¬ęA film that challenges the commonly-held view that mankind is responsible for global warming and argues it may be all down to the effect of the sun‚Äôs radiation.¬Ľ
  8. ‚ÜĎ P√öBLICO (21 de julio de 2008 20:35). ¬ęEl timo de 'El gran timo del calentamiento global'¬Ľ. Consultado el 12 de julio de 2009. ¬ęEl regulador de los medios de comunicaci√≥n brit√°nicos ha determinado que el documental no fue objetivo ni imparcial.¬Ľ
  9. ‚ÜĎ Allen, Myles (27 de mayo de 2004). ¬ęFilm: Making heavy weather¬Ľ (en ingl√©s). Nature. Vol. 429. n.¬ļ 6990. pp. 347-348. McMillan. ISSN 0028-0836DOI 10.1038/429347a. Consultado el 6 de julio de 2009.
  10. ‚ÜĎ Allen, Myles (20 de enero de 2005). ¬ęA novel view of global warming¬Ľ (en ingl√©s). Nature. Vol. 433. n.¬ļ 7023. pp. 198. McMillan. ISSN 0028-0836DOI 10.1038/433198a. Consultado el 6 de julio de 2009.

Bibliografía

  • Crowley, Thomas J.; North, Gerald R. (1988), "Abrupt Climate Change and Extinction Events in Earth History" (en english), Science 240 (4855): 996-1002, doi:10.1126/science.240.4855.996, ISSN 1095-9203 
  • Hughes, Lesley (2001), "Biological consequences of global warming: is the signal already apparent?" (en english), Trends in Ecology and Evolution 15 (2): 56-61, doi:10.1016/S0169-5347(99)01764-4, ISSN 0169-5347 
  • Oreskes, Naomi (2004), "Beyond the Ivory Tower. The Scientific Consensus on Climate Change" (en english), Science 306 (5702): 1686, doi:10.1126/science.1103618, ISSN 1095-9203 
  • Roe, Gerard H.; Baker, Marcia B. (2007), "Why Is Climate Sensitivity So Unpredictable?" (en english), Science 318 (5850): 629-632, doi:10.1126/science.1144735, ISSN 1095-9203 

Bibliografía complementaria

  • James Trefil (2005). Gestionemos la naturaleza. Antoni Bosch editor. ISBN 978-84-95348-20-3.
  • Manuel Vargas Y√°√Īez, et al. (2008). Cambio Clim√°tico en el Mediterr√°neo espa√Īol. Instituto Espa√Īol de Oceanograf√≠a. ISBN 84-95877-39-2.
  • William F. Ruddiman (2008). Los tres jinetes del cambio clim√°tico. Turner. ISBN 978-84-7506-852-7.

Enlaces externos

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