sábado, 27 de agosto de 2022

 Vocabulario fake del Cambio Climático: Sostenible no es lo mismo que soportable.

Iosu Marruedo. Biólogo

 

Paradójicamente, hoy en día todo se anuncia como sostenible. Desarrollo sostenible, consumo sostenible, parques y edificios sostenibles ....   Existe un uso muy extendido de este término, la mayoría de las veces, con la finalidad de presentar el sustantivo al que califican como algo de buena calidad, moderno, natural y duradero e inducir a su consumo (es decir, puro marketing).

El concepto de sostenibilidad (sostenible) procede del campo de la Ecología y expresa la idea de estabilidad o equilibrio entre las necesidades de una especie y la disponibilidad de recursos de su entorno.

Decimos que un Sistema es sostenible cuando se utilizan los recursos naturales (de materia y energía) por debajo de su capacidad de renovación, se produce un volumen de residuos inferior a la capacidad de acogida del medio y se realizan actividades de acuerdo con la capacidad asimiladora de dicho medio. Los Sistemas sostenibles perduran en el tiempo de manera indefinida, adaptándose y transitando por diferentes estados de equilibrio, pues poseen mecanismos de autoregulación que impiden que se pueda acabar con los recursos disponibles.

Los Ecosistemas Naturales son ejemplo de sostenibilidad, ya que presenta la capacidad de autorregularse y de mantener los elementos que lo constituyen a lo largo del tiempo (siempre y cuando no haya una intervención externa drástica, por ej. un incendio).

La división clásica de los grandes Sistemas Naturales del planeta enumera estos cuatro: Hidrosfera (masas de agua continentales, subterraneas, mares y océanos), Atmósfera, Biosfera (conjunto de poblaciones de seres vivos), Litosfera (con los suelos como interfaz).

Cada uno de estos Sistemas puede dividirse a su vez en Subsistemas cuya interacción da lugar a los grandes ecosistemas del planeta (ej. tundra, taiga, pluvisilva .... ).

A ellos se suelen añadir dos Sistemas artificiales creados por el Ser Humano:

a) la Tecnosfera, término creado por el geólogo Vladimir Vernadsky, que refiere el ambiente artificial creado por el Ser Humano, mediante las tecnologías y la Ciencia, para el desarrollo de sus actividades y la satisfación de sus necesidades 

b)  la Sociosfera, entramado de tradiciones, culturas, creencias .... que media en las relaciones del Ser Humano con el resto de Sistemas. 

En la siguiente Tabla se resumen las principales diferencias existentes entre los Sistemas Naturales y los artificiales:

Los ecosistemas naturales desde su nacimiento, atraviesan una fase juvenil (la energía se invierte principalmente en crecer, en aumentar la biomasa y biodiversidad) seguida de una fase de madurez (equilibrio, estabilidad o climax) en la que la mayor parte de la energía se invierte ahora ya no en seguir creciendo, sino en mantener las estructuras y las relaciones, adaptar, reparar y conservar, estando todo ello sometido a mecanismos de autoregulación.

Los ecosistemas artificiales, creados por el Ser Humano, carecen de mecanismos de autoregulación. Por ello, es casi imposible que evolucionen hacia una fase de madurez, estable, sostenible, perdurable.

Por ej. un parque como Senda Viva (parque de la Naturaleza en Navarra) nunca podrá ser sostenible aunque se anuncie como Naturaleza, porque necesita de la intervención humana constante; es un ecosistema artificial que carece de sistemas propios de autoregulación. Pero funciona. Los visitantes acuden y disfrutan. Esto sería un ecosistema soportable. Funciona mientras lo podamos pagar.

Todo lo que podemos pagar es soportable. Pero seríamos ingenuos si creyeramos que todo lo soportable es también sostenible.

El Sistema de Libre Mercado (uno de los elementos clave de la Sociosfera Humana), nunca podrá ser sostenible (pero sí soportable, aunque solo lo sea en algunas zonas del planeta llamadas países desarrollados). El dogma del crecimiento infinito (perpetuo) de los beneficios, llevado a la práctica, priva al sistema de Libre Mercado de los mecanismos de autorregulación que podrían conducirlo hacia un estado de cierta estabilidad; pero claro, al igual que en los sistemas naturales, alcanzar la estabilidad, ser sostenible significa aceptar límites al crecimiento. 

Y este es el problema. Nadie hoy por hoy, está dispuesto a aceptar límites al crecimiento ( al consumo, al grado de confort en el hogar, a la temperatura del aire acondicionado). Caiga quien caiga. Mientras lo pueda pagar.

La crisis financiera de 2008 (donde quedó demostrada la falacia de que el mercado se regula a sí mismo) y la actual crisis especulativa de la energía y de los alimentos básicos son otros buenos y recientes ejemplos del test global de soportabilidad que nuestras sociedades están experimentando; pero en ningún caso confundamos con el término sostenibilidad.

El resultado previsible es el aumento de la desigualdad en el planeta. Desarrollo "soportable" para quienes puedan pagar su precio (calefacción en invierno, alimentos, atención sanitaria ..) y precariedad y empobrecimiento para el resto.

La expresión Desarrollo Sostenible, junto con la de Energías Limpias (no existen las energías limpias; tan solo existen algunas que producen más residuos que otras, pero, inevitablemente, el consumo de energía siempre genera residuos y siempre altera el Medio Natural) y la de debemos actuar para revertir el Cambio Climático (alguien debería explicar eso de revertir; ¿es que acaso existe un estado "correcto" del Sistema Clima, del cual nos hemos desviado y al que tenemos que regresar? deberían explicarlo.) constituyen algunos de los principales componentes del diccionario fake surgido en los medios de comunicación  "al calor" de la cultura del Cambio Climático.

La lección que nos dan los Sistemas Naturales es que, una vez pasada su fase juvenil de crecimiento rápido, evolucionan limitando su crecimiento como única forma de alcanzar estabilidad y adaptabilidad, es decir, sostenibilidad. Este es el modelo. Faltan los imitadores.

Espero que al menos, este artículo te haya resultado también soportable.

 

domingo, 21 de agosto de 2022

 La erupción del volcán Tonga: efectos sobre la atmósfera y la temperatura superficial global.

Iosu Marruedo. Biólogo

El 15 de enero de 2022 el volcán Hunga Tonga-Hunga Ha´apai (nación insular de Tonga, Pacífico Sur) explotó. El satélite GOES-17 capturó imágenes de una enorme nube explosiva generada por la erupción submarina del volcán (Figura 1).

Figura 1.- Erupción de la caldera del Tonga. (Fuente: Imagen del Observatorio de la Tierra de la NASA, Joshua Stevens, usando imágenes de GOES cortesía de NOAA y NESDIS).

Esta erupción del Hunga Tonga-Hunga generó un tsunami que recorrió todo el mundo y provocó un estampido sónico que se escuchó a más de 10.000 km. Los tsunamis de presión atmosférica generados viajaron por la superficie del planeta dando cuatro vueltas en una dirección y tres en la opuesta (algo semejante se pudo observar en la erupción del Krakatoa en 1883). Y, además, inyectó en la atmósfera una enorme cantidad de vapor de agua alcanzando una altitud entre 53 km (NASA) y 58 km (según el estudio chino de Lijang).

El pasado 1 de julio se ha publicado un estudio en el Geophysycal Research Letters (que puedes leer aquí), realizado durante los meses posteriores a la erupción, con el objetivo de determinar su impacto y consecuencias en la atmósfera de nuestro planeta. Ha sido dirigido por Luis Millán, científico atmosférico del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA.

Otro estudio independiente, pero con contenido similar, ha sido publicado en el sitio web de la MDPI (varios autores, China, 4 de junio de 2022, ver aquí).

Luis Millán y su equipo han analizado los datos del instrumento Microwave Limb Sounder (MLS) del satélite Aura de la NASA, que mide gases atmosféricos (SO2, HCl), además de  vapor de agua y ozono (y fue, además, el único instrumento no afectado por la ceniza que emitió el volcán). Las semanas posteriores a la erupción, el equipo del MLS comenzarón a ver lecturas que "se salían" de las tablas de los gráficos (en lo referente al vapor de agua).  

Lo extraordinario de esta erupción submarina reside en las ingentes cantidades de vapor de agua que lanzó a la atmósfera, rompiendo todos los récords de inyección directa de vapor de agua conocidos, incluso comparando con cálculos hechos para erupciones anteriores a la era de los satélites. Tonga establece un doble record de cantidad (de vapor de agua) y de altitud alcanzada, al menos en el marco temporal de la "era de los satélites".

 En declaraciones de Luis Millán .."nunca habíamos visto algo semejante" ...

Según los autores del estudio, la erupción del Tonga envió alrededor de 146 teragramos de vapor de agua a la estratosfera (1 teragramo equivale a un billón de gramos), equivalente al 10% del agua ya presente en esa capa. Es cuatro veces la cantidad de vapor de agua que los científicos estiman que la erupción del Monte Pinatubo (1991, Filipinas) arrojó a la atmósfera.

Las erupciones volcánicas rara vez inyectan mucha agua en la estratosfera. En los 18 años que la NASA ha estado recogiendo datos, solo otras dos erupciones, el evento Kasatochi (2008, Alaska) y la erupción de Calbuco (2015, Chile) inyectaron cantidades apreciables de vapor de agua a altitudes tan elevadas (que resultan ridículas si las comparamos con el Tonga). Además, el vapor de esas erupciones se disipó rápidamente, en contraste con el vapor de agua del Tonga que podría permanecer en la estratosfera durante varios años. 

Desde hace tiempo existe un consenso en la comunidad científica referente a que las erupciones volcánicas masivas (como el Tambora, el Krakatoa, el monte Pinatubo) tienen capacidad para alterar sustancialmente el Clima global, causando un efecto de enfriamiento (según lo que conocíamos hasta ahora).

Por ej, la influencia radiativa de la erupción del monte Pinatubo (1991) "puso fin a varios años de temperatura superficial globalmente cálida" (McCormick et al. 1995)

Es conocido que además de partículas sólidas, las erupciones volcánicas pueden arrojar grandes cantidades de gases a la estratosfera. Aunque alrededor del 80% de este volumen de gas puede ser H2O magmático, hasta el 90% de este vapor de agua suele eliminarse por condensación en el punto frío de la tropopausa (Glaze et al. 1997). También se encuentran a menudo cantidades considerables de CO2 y SO2 en las columnas volcánicas, junto con HCl y otros gases traza. El SO2 reacciona con H2O y OH para formar aerosoles de sulfato submicrónicos que reflejan la radiación solar, produciendo el enfriamiento en superficie.

La explosión del Tambora (Indonesia) en 1815, la mayor erupción del milenio pasado, que provocó un enfriamiento global de 0,7 ºC y doce meses de un clima caótico en Europa y América del Norte (el año 1816 se conoce como el año sin verano), y  la anteriormente citada erupción del Pinatubo en Filipinas (1991) que creó una nube que redujo la temperatura superficial global en casi 0,3ºC, son evidencias firmes del enfriamiento en superficie causado por las grandes erupciones volcánicas.

Sin embargo, el volcán Tonga no inyectó grandes cantidades de aerosoles en la estratosfera (las inyecciones de SO2 y de HCl no fueron nada excepcional, aunque alcanzaron altitud mayor que las erupciones precedentes), pero sí enormes cantidades de vapor de agua, lo cual solo fue posible porque la caldera del volcán submarino estaba a la profundidad "precisa" en el océano (aproximadamente 150 m). Si hubiera estado a menos profundidad no hubiera habido suficiente agua de mar sobrecalentada para explicar los valores de vapor de agua estratosférico que han encontrado Luis Millán y su equipo. Si hubiera estado a mayor profundidad las enormes presiones podrían haber silenciado la erupción.

Esta enorme cantidad de vapor de agua arrojada por el Tonga a la atmósfera podría causar un efecto de calentamiento, debido al forzamiento radiativo asociado, ya que el vapor de agua es un gas con importante contribución al efecto invernadero.

Por primera vez, podríamos tener la evidencia de un efecto de calentamiento global como consecuencia de la actividad volcánica, frente a los episodios volcánicos anteriores conocidos que han causado enfriamiento.

En la siguiente imagen (Figura 2), podemos ver la capacidad de los diferentes gases para generar efecto invernadero en la baja troposfera (se considera cada gas con la concentración con la que se presentan en el aire):

Figura 2.- Contribución al EI de los gases presentes en el aire.

Como podemos observar, en la atmósfera, el gas que más contribuye al efecto invernadero es precisamente el vapor de agua. Para comparar el impacto de cada gas en el Calentamiento Global, el IPCC (Panel Intergubernamental de expertos en Cambio Climático, ONU) propone el índice PRG (Potencial de Calentamiento Global).

El PRG es un índice que permite evaluar la contribución (relativa) al Calentamiento de la emisión de 1 kg de gases de efecto invernadero, comparándolo con la correspondiente a la emisión de 1 kg de CO2 durante un periodo de tiempo (generalmente 100 años). Se adopta el convenio de asignar el valor 1 al PRG del CO2 a 100 años, y todos los demás gases serán comparados con él.

Figura 3.- PRG de los gases más comunes en el aire. 

Así, podemos ver que la emisión de 1kg de vapor de agua equivaldría a la de 8 kg de CO2. Para el metano, la relación es de 23 veces mayor; 1kg de metano equivaldría a 23 kg de CO2 emitidos  .... etc. (afortunadamente, en la atmósfera la cantidad de metano y de los gases con mayor PRG es muy pequeña).  

Esta gran cantidad de vapor de agua adicional, inyectada por el Tonga, puede estar cambiando la química atmosférica. Las mediciones del 9 de abril muestran aún la presencia de la pluma de vapor de agua en la estratosfera baja y media, rodeando el planeta.

La intrusión de vapor sigue ensanchándose y extendiéndose principalmente hacia el norte (hacia el hemisferio invernal en esa fecha).

Figura 4.- (a) Anomalías medias zonales del vapor de agua (ppmv) en función de la latitud y el tiempo en niveles de 38-17 hPa. La ubicación del volcán y Lijiang (lugar del estudio de la MDPI, China) están señalados con una cruz negra y un triángulo respectivamente. (b) Perfiles verticales de vapor de agua sobre Lijiang el 9 de abril de 2022 derivados de la observación in situ (azul) y la observación de teledetección MLS (negro). (Fuente: MDPI).

Además del aumento de efecto invernadero esperado, esta intrusión masiva de vapor de agua está alterando la capa de ozono. El volcán también creó grandes perturbaciones de presión en la atmósfera, lo que provocó fuertes vientos que se expandieron hacia arriba, movièndose cada vez más rápido (el satélite ICON registró velocidad de hasta 724 km/h), alcanzando la ionosfera; una vez en la atmósfera superior, estos vientos han afectado el electrochorro ecuatorial  (una delgada cinta de corriente eléctrica que fluye de este a oeste en la región ecuatorial de la ionosfera). El electrochorro ecuatorial aumentó hasta cinco veces su potencia normal e invirtió la dirección durante un corto periodo.

En vista de todo lo anterior ¿se podría establecer una relación de causalidad entre las alteraciones atmosféricas producidas por este evento volcánico y el verano excepcionalmente caliente y seco en el Hemisferio Norte (especialmente en Europa) ?.

¿El evento Tonga está ya calentando la superficie terrestre?

A día de hoy, todavía no lo sabemos. Para finalizar, reproduciré textualmente las palabras del equipo que ha realizado el estudio chino, en Lijiang:

..." una gran cantidad de vapor de agua en la estratosfera presenta desafíos extremos para la química estratosférica y el balance radiativo terrestre. Se requieren estudios futuros para evaluar los efectos potenciales de este evento (Tonga) de hidratación estratosférica inyectada" ...

Pues eso, a esperar novedades. Mientras tanto, guerra declarativa al CO2 a la vez que nos preparamos para el próximo invierno buscando "sustitutos" al gas ruso resucitando centrales de carbón y flirteando con el fracking.

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