4 El CO2 durante las glaciaciones
Es frecuente considerar al CO2 como el factor director de los cambios climáticos que suceden y han sucedido durante el Cuaternario. Pero es la modificación en el reparto estacional de la radiación solar que llega a la Tierra la que ha dirigido los ciclos climáticos de glaciaciones e interglaciares de los dos últimos millones de años. Estas modificaciones orbitales dirigen los ciclos glaciales durante el Cuaternario, aunque todavía no sabemos los mecanismos y el encadenamiento preciso de sus efectos, ya que las modificaciones de insolación afectan en formas y en tiempos diferentes a cada latitud
Es probable que las glaciaciones comiencen cuando veranos con baja intensidad solar en las latitudes altas del hemisferio norte permiten que las nevadas del invierno perduren y que el hielo se vaya acumulando en Canadá y en la región finoescandinava. Por el contrario, el deshielo de los grandes mantos de hielo glaciares se produce cuando aumenta la intensidad solar veraniega.
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Diversos ciclos largos, de unos 20.000, 40.000 y 100.000 años de período, correspondientes a la precesión de los equinoccios (las fechas de mayor y menor lejanía de la Tierra al Sol), a los cambios en la inclinación del eje terrestre y a la excentricidad de la órbita alrededor del Sol, interfieren entre sí y modulan el clima en escalas de tiempo de decenas de miles de años. Se les llama ciclos de Milankovitch, en honor del investigador serbio cuyas ideas tardaron muchos años en aceptarse. Como resultado de estos cambios orbitales se producen ciclos largos glaciales, de unos 100.000 años, e interglaciales, de entre 10.000 y 20.000 años..
Estas variaciones térmicas, de origen orbital, influyen a su vez en la modificación de otros muchos factores climáticos, como son principalmente el albedo (la reflectividad de la luz solar debido a la mayor o menor blancura de los paisajes y de los mares helados); las corrientes oceánicas, que transportan calor de unas latitudes a otras; los gases invernadero, como el vapor de agua, el CO2, o el metano, que calientan las capas bajas de atmósfera.
Apuntaré aquí que el incremento del vapor de agua en el aire es con mucha diferencia el que más efecto invernadero añade: entre un 60% y un 80%. Desgraciadamente sólo se pueden trazar gráficas teóricas y no empíricas de su evolución cuaternaria pues no existen, como para otros gases, restos que lo conserven. Por el contrario, gracias al análisis del aire atrapado en las burbujas de las capas del hielo antiguo que recubre Groenlandia y la Antártida, se conoce con bastante exactitud cómo fue variando a lo largo de los últimos ciclos glaciales la concentración de algunos de los otros gases invernadero, el CO2, el metano, el óxido nitroso, así como también se puede saber la evolución de los sulfatos, sales y polvo conservados en los hielos.
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Durante el último ciclo glacial, las catas en el hielo indican que desde que acabó el interglacial Eemiense, hace 115.000 años, hasta el último máximo de frío, hace 22.000 años, la concentración de CO2 bajó desde unas 280 ppm hasta unas 200 ppm. El descenso de la concentración de CO2 no fue uniforme sino que después de algunos eventos de calentamiento aumentaba en unas 20 ppm y posteriormente disminuía otra vez. Probablemente el océano era el que absorbía o soltaba CO2 siguiendo el ritmo térmico.
Si se compara la evolución de las temperaturas y la evolución de las concentraciones de CO2 en los últimos ciclos glaciales, se observa que casi siempre los cambios térmicos precedieron a los cambios en el CO2. Así, durante la entrada en la última glaciación, hace 115.000 años, al final del Eemiense, el descenso térmico fue mucho más rápido que el descenso de la concentración de CO2 , que se mantuvo alta durante unos cuantos miles de años más, a pesar de que el frío de la glaciación entrante ya se había hecho notar.
La diferencia de unas 80 ppm en la concentración de CO2 entre el Eemiense y el último máximo glacial no es suficiente como para explicar por sí sola la bajada de temperatura. El incremento de pérdida de radiación infrarroja en el techo de la troposfera provocada por la disminución de 80 ppm en la concentración atmosférica de CO2 sería de unos 2,4 W/m2, lo que teóricamente supondría una bajada de temperatura troposférica, sin otros efectos de feedback añadidos —como el del aumento del albedo debido a los mantos de hielo—, de sólo 0,7ºC. Sin embargo, la temperatura media global durante la última glaciación era unos 7ºC inferior a la actual.
Modelos informáticos que mantienen estable la insolación modificando la concentración de CO2 muestran lo mismo: que los ciclos glaciales e interglaciales no pueden explicarse por los cambios en la concentración atmosférica de CO2 , aunque estos cambios contribuyesen también a ellos.
5 Más frío: más aridez
Continuamente los medios de comunicación nos insisten, en textos e imágenes de mensaje equivocado, que el calor trae la aridez y el frío trae la humedad, pero la historia del clima muestra que, con excepciones, lo correcto es más bien lo contrario.
Durante las glaciaciones del Cuaternario, el frío -del que la baja concentración de CO2 era en parte culpable-, vino acompañado, a escala global, aunque con excepciones, por una mayor aridez, debido sobre todo a la ralentización del ciclo evaporación/precipitación. Durante los tiempos fríos el desierto del Sahara era bastante más extenso que el actual. Avanzaba hacia el sur y se prolongaba por todo el Oriente Próximo y el Suroeste de Asia.
En general, del estudio de los yacimientos de polen, del análisis de los paleosuelos y de los sedimentos glaciales, se deduce que hubo un gran empobrecimiento en la biomasa terrestre durante la glaciación. En Europa se extendían por sus latitudes medias extensas áreas de permafrost (suelo pemanentemente congelado) sobre el cual sólo podía crecer una vegetación de tundra. Incluso las tierras ribereñas del norte del Mediterráneo estuvieron ocupadas por una vegetación esteparia y seca.
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En África tropical, en donde durante la glaciación la bajada térmica fue de unos 5ºC, las selvas del Congo y de la costa del Golfo de Guinea se sabanizaron en su mayor parte y apenas quedaron unos retazos de selva cerrada en las riberas de los ríos y en algunos lugares costeros favorecidos por la topografía. En las altas mesetas de África oriental, los estudios polínicos indican una reducción de las precipitaciones de un 30 %, lo que parece concordar con las estimaciones derivadas de las fluctuaciones del nivel de los lagos. En la Amazonia la temperatura bajó unos 6ºC. Con el enfriamiento, las precipitaciones se redujeron y, en consecuencia, la extensión selvática perdió terreno a costa también de un incremento de las sabanas.
6 El CO2 y la temperatura
Ha habido épocas recientes de más calor que ahora, que no pueden ser atribuidas al CO2 pues el nivel de éste era inferior al actual. Por citar tres, de diferente intensidad y escala, una de ellas fue el anterior interglacial Eemiense (hace unos 125.000 años), otra la del óptimo climático del Holoceno Medio (hace unos 6.000 años) y la tercera fue el Optimo Climático Medieval (hacia el año 1.000 de nuestra era).
El Eemiense
El anterior interglacial, el Eemiense, ocurrió entre hace 127.000 y 115.000 años. La concentración de CO2 no llegaba entonces a las 300 ppm pero la temperatura era posiblemente superior a la actual en casi todo el planeta. Se cree que en los momentos álgidos de aquel interglacial las temperaturas a escala global eran entre 1ºC y 2ºC superiores a las actuales. En nuestro entorno, el análisis de la temperatura del agua en el Mar de Alborán indica que era unos 2ºC o 3ºC más alta que la de hoy.
El nombre que se le da en Europa a este penúltimo interglacial procede del valle del río Eem, en Holanda, en donde se encontraron sedimentos de aquella época que contenían fósiles de fauna templada y pólenes de árboles frondosos.
Lo más interesante es que el nivel del mar quedaba entonces entre 4 y 6 metros por encima de la cota actual. Las terrazas de coral, como las de la península de Huon, en Papua-Nueva Guinea, muestran que alcanzó su cota más alta -y los hielos continentales su volumen mínimo- entre el 125.000 y el 120.000 antes del presente.
El alto nivel del mar durante la mayor parte del Eemiense implicaba cambios en las líneas de costa. Es posible que Escandinavia quedase convertida en una gran isla al quedar sumergida parte de Finlandia, con lo que se unían el Báltico y el Artico. Es posible también que el istmo de Jutlandia en Dinamarca quedase también convertido aislado por el mar.
A los finlandeses se les asusta ahora con lo mismo, conque se les puede inundar medio país, pero no se les explica que aquellos calores veraniegos venían motivados porque la insolación estival, debido a razones orbitales, llegaba a ser 60 W/m2 más potente que la actual, mientras que el incremento reciente del CO2 apenas la potencia en 1 o 2 W/m2.
El óptimo del Holoceno Medio
La última glaciación terminó hace unos 11.500 años. Desde entonces los humanos crecimos, nos multiplicamos y nos dispersamos por todos los confines del planeta, que se hizo mucho más habitable desde entonces. A este interglacial lo llamamos Holoceno (en griego: todo nuevo).
La primera mitad del Holoceno, también por razones orbitales, y no por los niveles de CO2 (unos 280 ppm), fue más caliente que el clima que tenemos ahora. Y mucho más húmeda en las zonas hoy áridas de África. El período culminante de temperatura óptima y humedad ocurrió entre el 9.000 y el 6.000 antes del presente.
La razón del calentamiento y de la humedad en esta época del Holoceno era que, en el hemisferio norte, la diferencia de insolación entre las estaciones, era bastante mayor que la actual. Más insolación que la actual en verano y menos insolación que la actual en invierno. Los cambios de este reparto estacional de la radiación solar en los trópicos repercutieron en la evolución de algunas características importantes de la circulación atmosférica y, sobre todo, de la humedad sahariana. Para el geógrafo francés Leroux, la explicación hay que buscarla más lejos: en los cambios circulatorios atmosféricos que afectan a toda la zona atlántica y que se originan primordialmente en el Ártico, en donde los cambios del reparto estacional de la insolación han sido a lo largo del Holoceno más importantes que en el Trópico.
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Durante este período el clima africano fue especialmente mucho más húmedo que el actual. El mayor calor veraniego formaba bajas presiones térmicas en el Sahara que atraían vientos húmedos del Atlántico. El Sahara y su franja meridional, el Sahel, no eran las tierras de arena que hoy conocemos, sino zonas que gozaban de períodos prolongados de humedad, con numerosos lagos y zonas marismáticas que hoy aparecen completamente desecadas. El lago Chad era entonces enorme.
En la zona de los macizos del Hoggar y del Tibesti, en el centro del Sahara, aparecen miles de figuras en pinturas rupestres de aquella época que muestran escenas con girafas y otros mamíferos de la sabana. Innumerables pinturas rupestres en la meseta de Tassili, en el corazón del Sahara argelino, indican que en áreas hoy superáridas y recubiertas de dunas pastaba una fauna típica de sabana. En el noroeste del Sahara, en la zona que al parecer se mantuvo más árida, aparecen grandes yacimientos de conchas de caracoles, restos de la alimentación de sus habitantes. Y en el este, muy lejos de las orillas del Nilo, no faltan monumentos megalíticos, en una región que actualmente es hiperárida e inhabitable.
Período Cálido Medieval
En una escala de tiempo más pequeña, con cambios climáticos menos agudos y menos extensos, la relación entre la marcha de las temperaturas y la de los niveles de CO2 se difumina por completo.
Las variaciones climáticas seculares de los últimos milenios se relacionan por algunos investigadores con el comportamiento de las corrientes marinas profundas y superficiales, que variarían en ciclos milenarios. Otros atribuyen los cambios a las variaciones en la actividad del Sol, que afectarían tanto a la radiación solar recibida en la Tierra, como a la radiación cósmica entrante, la cual, a su vez, modificaría la nubosidad.
Sea por la razón que fuese, en este último milenio existieron dos períodos, al menos en Europa, con diferencias térmicas apreciables: un Período Cálido Medieval y una Pequeña Edad de Hielo posterior, al que ha seguido el calentamiento reciente.
El clima en Europa durante el Período Cálido Medieval (también llamado Optimo Climático Medieval), entre el año 700 y el 1300, parece que fue más cálido que el actual. A los catastrofistas del calentamiento no les gusta nada referirse a esta época. El anterior informe del IPCC, en el 2001, intentó gráficamente darlo por inexistente.
Creen los historiadores medievales que entre el año 1000 y el 1300 la población de Europa se multiplicó por tres o cuatro. Coincidió probablemente con un clima óptimo que favoreció la actividad agrícola y la cultura árabe en España. El apogeo del período debió alcanzarse hacia el año 1100. Fue una época de clima tan suave que el cultivo de la vid se extendió por el sur de Inglaterra. Los glaciares suizos se retiraron a cotas más altas.
Lo más notable, por su connotación climática fue la expansión vikinga por el Atlántico Norte. Pueblos de origen escandinavo dejaron sus hogares para aventurarse en tierras lejanas. Los vikingos de Suecia cruzaron el Báltico y se establecieron en tierras eslavas.
Los vikingos de Dinamarca ocuparon y se hicieron fuertes en el sur de Gran Bretaña y en Normandía. Hacia el año 800 navegaron hacia el sur por la costa de Francia y de la Península Ibérica y entraron en el Mediterráneo arrebatando Sicilia a los árabes.
Los vikingos de Noruega se aventuraron aún más. Después de ocupar gran parte de las islas británicas y sus islas septentrionales, entre el año 870 y el 930 se asentaron en Islandia. Aprovecharon un período en el que las aguas de aquellos mares se libraban del hielo y gozaban de un clima más cálido. Más tarde siguieron la aventura viajera y al mando de Erik el Rojo, que había sido expulsado de Islandia por criminal, arribaron a lo que llamaron exageradamente Groenlandia, tierra verde, en donde lograron crear en algunos fiordos y durante unos siglos una colonia relativamente boyante, que alcanzó a tener unos 5.000 miembros.
Al final, hacia el año 1300, el clima de nuevo se fue enfriando. El estrecho que separa Groenlandia de Islandia comenzó a cerrarse con mayor frecuencia debido al avance de la banquisa ártica marina. La navegación se hizo cada vez más difícil. La incomunicación, el frío y el acoso de los inuit -que tuvieron que bajar desde el Artico persiguiendo a las focas y, a su vez, huyendo del frío- acabó con el asentamiento de los vikingos. El último obispo murió hacia 1378. Los viajes a Vinland fueron desde entonces sólo recuerdos y leyendas. Durante muchos inviernos de los siglos siguientes el avance de la banquisa hacía que la propia Islandia quedase toda ella rodeada por hielos, trayendo zozobras y tiempos difíciles, según narran las crónicas históricas islandesas.
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Se llama Pequeña Edad del Hielo a este período entre el siglo XIV y el XIX, en el que las temperaturas medias bajaron sensiblemente, haciendo más duras las condiciones para la vida humana. De aquellos fríos, durante los cuales los glaciares nórdicos y alpinos avanzaron por los valles tragándose tierras de labor y viviendas de asustados campesinos, nos recuperamos en el reciente siglo XX. Por eso algunos climatólogos atrevidos denominan Optimo Climático Moderno al período actual, en el que, además, la actividad solar, ha aumentado.
El calentamiento actual
Los registros de las temperaturas indican que la temperatura media global, medida a dos metros del suelo, se ha elevado unas seis o siete décimas en un siglo. Este calentamiento no ha sido regular sino que ha ocurrido primordialmente durante dos períodos, 1915-1945 y 1975-1998.
Durante el primero de ellos las emisiones antrópicas de CO2 eran muy escasas y no pudieron tener una influencia relevante en el calentamiento. Entre estos dos períodos de calentamiento se produjo entre 1945 y 1975 un período de leve enfriamiento que fue más importante en el hemisferio norte. Algunos lo atribuyen a la influencia de los sulfatos emitidos por la quema de carbón. Los sulfatos, al reflejar la luz solar, habrían reducido la entrada neta de radiación solar en la troposfera. Es una teoría que no casa bien con el hecho de que el enfriamiento, aunque más leve, también se manifestó en el hemisferio sur, de atmósfera mucho más limpia, y tampoco con el hecho de que la emisión de sulfatos en China e India fue posteriormente cuando más se intensificó.
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Tampoco es verdad que la temperatura media global haya aumentado peligrosamente en las dos últimas décadas y que las medidas sean de extrema urgencia. En estas décadas el evento más influyente desde Enero de 1990 fue la erupción del volcán Pinatubo, en Filipinas, en Junio de 1991, que inyectó grandes cantidades de gases de azufre en la estratosfera. Los aerosoles sulfatados que se formaron permanecieron allí arriba, a más de 15 km de altitud, durante muchos meses, oscureciendo la atmósfera y enfriando el aire troposférico subyacente. La temperatura media global descendió unas 6 décimas de grado en superficie. El segundo evento importante fue el fenómeno oceánico de El Niño de 1997-98, en el Pacífico, que elevó la temperatura media global y la llevó al máximo del período. Luego la temperatura media global descendió pero subió algo en el 2001. Desde entonces, en estos últimos seis años la temperatura global no ha aumentado nada y estos últimos meses, por la influencia de una Niña, ha tendido más bien a enfriarse.
Desde que en 1979 se realizan mediciones satelitarias que permiten hacer comparaciones latitudinales mejor que antes, se ha observado que la tendencia térmica ha sido muy desigual en unas zonas y en otras. Ha habido un calentamiento en el Ártico y en las latitudes medias, pero este calentamiento no se ha manifestado ni en la Antártida, ni tampoco en la zona tropical.
Por otra parte, una de las inconsistencias más importantes entre lo observado en las últimas décadas y lo que hubiera debido ocurrir según los modelos que pronostican el calentamiento global son las diferencias de temperatura en la vertical de la troposfera, especialmente en la zona tropical. En esta región, según los modelos, el calentamiento debería ser mucho mayor en superficie que en la troposfera media y alta. Sin embargo los datos observados no lo señalan.
Los errores se deben probablemente a una de las mayores incertidumbres del funcionamiento del clima: cómo afecta el calentamiento superficial a la humedad del aire y a la nubosidad en diferentes zonas y niveles del planeta. Se sabe, por ejemplo, que, en la troposfera tropical, en unas zonas el aire asciende muy húmedo y en otras desciende muy seco. En algunos sitios el aire asciende en poderosas torres de nubes cumuliformes llevando hacia arriba el vapor de agua que acaba condensándose y que en forma de agua líquida precipita al suelo. Dependiendo de la mayor o menor violencia de las ascensiones, se forman nubes con más o menos agua precipitable. Algunas gotitas sobrantes se congelan en la alta troposfera y forman cirroestratos que se despegan de los cúmulos, se extienden en la horizontal y tienen un efecto de calentamiento extenso y notable, pues retienen la radiación infrarroja y apenas reflejan la radiación solar (su efecto invernadero es mayor que su efecto albedo).
Según la teoría de Richard Lindzen, si aumenta la temperatura del mar, aumenta la violencia de las ascensiones y las gotas de las nubes son más gordas, por lo que precipitan más y más rápido y dejan seca la alta troposfera, sin posibilidad de que se formen esos extensos cirroestratos desgajados de las columnas ascendentes. Por lo tanto se produce un feedback negativo. A más temperatura del agua del mar, menos cirros y, por lo tanto, enfriamiento. Una teoría que algunos dicen que se cumple y otros que no.
Lo que está claro es que las variaciones de la humedad del aire y del tipo de nubes en los trópicos, y fuera de los trópicos, dependen no sólo de la evaporación provocada por la temperatura, sino también de las precipitaciones. Con lo mal que se entiende aún la formación de las nubes y de las precipitaciones, y, sobre todo, con lo mal que se sabe pronosticar la lluvia, es difícil atribuir a un determinado incremento del CO2 un determinado aumento de la temperatura. En realidad, sin ningún otro efecto de feedback, como los cambios de la nubosidad y de la concentración de vapor de agua en el aire, los modelos indican que el calentamiento provocado por la duplicación del CO2 (que se alcanzará dentro de muchas décadas) sería tan sólo de apenas 1ºC. Todo el calentamiento extra tan temido sería causado por efectos indirectos, aún mal conocidos y mal modelizados.
7 Conclusión
El CO2 es un gas esencial de los que se sirve la vida. El CO2 y el agua son los dos ingredientes de la fotosíntesis, el proceso en el que se crea la materia orgánica. Por lo tanto, el incremento anual del CO2 del aire, entre una y dos millonésimas partes de su volumen total, no ha entrañado ni entraña ningún riesgo especial ni para la vida de las plantas, ni para la salud de los animales.
Es cierto que el CO2 es un gas invernadero y contribuye a un calentamiento del aire en la troposfera pero el proceso es lento e incierto, porque infinidad de otros factores mal comprendidos, como la nubosidad y las corrientes oceánicas, juegan un papel en el proceso. Además ahí están los datos que suavizan las urgencias: durante los últimos diez años la tendencia de la temperatura global media superficial ha sido nula, con una bajada en los últimos meses.
Antón Uriarte Cantolalla
(Visto en
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