EL CAMBIO CLIMÁTICO -CALENTAMIENTO GLOBALEn las cadenas alimenticias puede almacenarse la energía y la materia durante periodos considerables en las poblaciones animales, en cada cadena fluye una fracción de materia y energía de gran importancia para la biosfera y para el hombre. El aumento de la población humana provoca una tendencia a cambiar la distribución de la materia y la energía en los ecosistemas y propicia que una fracción, que se incrementa constantemente, de la energía total almacenada en las cadenas alimenticias sea destinada a su sustento. Los cambios que ocurren en los ecosistemas debido a los fenómenos de emigración y evolución son biológicos, químicos y físicos. Las actividades del hombre alteran y afectan a los ecosistemas de la Tierra, por lo que resulta importante comprender tanto los patrones de la evolución como la estructura y función de los ecosistemas y el almacenamiento y flujo de la energía y la materia. También es importante conocer las cadenas alimenticias de la degradación, que se inician en el suelo con la materia orgánica muerta de plantas y animales que continúa (en el agua) por bacterias, hongos y otros pequeños animales degradadores que liberan bióxido de carbono, agua y energía, que pueden ser incorporados a otras cadenas alimenticias más complejas de animales mayores. En ciertas condiciones los organismos consumen el oxígeno disponible y la descomposición de la materia es incompleta por lo que se forman productos como el metano, alcoholes, aminas, ácido sulfhídrico y materia orgánica descompuesta que puede provocar grandes y graves consecuencias en los sistemas vivos. Se calcula que en los ecosistemas terrestres y marinos se fija por fotosíntesis sólo el 1 % de la energía solar que llega a la Tierra. Esto representa una producción anual, a nivel mundial, de entre 150 000 y 200 000 millones de toneladas de materia orgánica seca, e incluye tanto el alimento para el hombre como la energía que sirve de apoyo a los sistemas vivos de la biosfera, sobre todo a los principales

ecosistemas como son el bosque, pastizales, océanos, marísmas, estuarios, lagos, ríos, tundras y desiertos. Debido a la función fundamental que desempeña la energía en los seres vivos, el balance de la fijación y flujo de la energía a través de los ecosistemas permite comprender el funcionamiento de los ecosistemas y los factores de la crisis ambiental. Absorción y emisión de la energía solar en la Tierra. Cualquier objeto emite más energía mientras más caliente esté ('ley de la radiación de cuerpo negro' en la cual el índice de radiación es proporcional a la cuarta potencia de la temperatura absoluta). La longitud de onda que emite un cuerpo negro también depende de la temperatura. El Sol, se puede considerar como cuerpo negro, a 6000 ºK irradia la mayor parte de su energía en la región visible del espectro y con una longitud de onda máxima de 600 nanómetros. La luz del Sol proviene de las capas superficiales de la estrella, a una temperatura de 6000 ºK aproximadamente. La radiación de un cuerpo negro a 6000 ºK abarca todas las longitudes de onda del espectro electromagnético, desde los rayos X duros hasta las ondas de radio, pero la mayor parte de la energía radiada que se recibe es en un intervalo de longitudes de onda entre 0.2 a 4 micrómetros y la emisión máxima es en el infrarrojo de alrededor de 12 micrómetros. Más del 50 % de la radiación solar penetra hasta el suelo y principalmente el agua y el dióxido de carbono absorben casi el 96 % de la energía radiada por la superficie terrestre (radiación infrarroja) es reabsorbida por la atmósfera. Debido al efecto invernadero provocado principalmente por el dióxido de carbono, vapor de agua, metano, óxido nitroso, ozono y los clorofluorocarbonos, la atmósfera terrestre es capaz de retener el 40 % de la radiación emitida por el suelo. En ausencia de nubes y gases de efecto invernadero y considerando que la Tierra mantiene el albedo, la temperatura superficial sería la correspondiente a la emisión de 240 vatios/m2 en vez de 400 vatios/m2 de radiación infrarroja, es decir, mucho más fría que las actuales condiciones climáticas, la diferencia es de 33 ºC de promedio. Sin el efecto invernadero, la Tierra sería un planeta helado y muerto, ya que su temperatura media superficial sería de -18 ºC en vez de la actual de 15 ºC. Como la atmósfera de la Tierra absorbe más energía que la que emite, se calienta, pero como al aumentar la temperatura de un cuerpo emite más radiación, se establece un equilibrio térmico. La atmósfera y la superficie terrestre se calientan y emiten energía infrarroja (con una longitud de onda máxima de 16 000 nanómetros). La temperatura promedio global de la Tierra es de 15 ºC. El aire y el agua del mar son unos fluidos retenidos por la fuerza de gravedad en la superficie de un cuerpo giratorio que es el planeta Tierra. Para ponerlos en

movimiento en relación a la superficie sólida de la Tierra se necesita energía y la fuente primaria de energía es el Sol, que irradia energía en todas direcciones y su flujo es principalmente en las regiones del espectro electromagnético de la luz visible y próxima a ésta y en la ultravioleta y la infrarroja. La Tierra recibe un poco de la energía solar, el equivalente a 175 000 millones de megavatios. La luz solar no se utilizan directamente, las plantas la usan para la fotosíntesis, la atmósfera transforma la energía térmica en viento y el mar en olas, etc. La Tierra recibe del Sol un flujo de energía de 340 vatios/m2 como promedio global, día y noche y comprendidas todas las latitudes. Produce una potencia mecánica media de 2.4 vatios/m2 para mantener la circulación atmosférica, es decir, un rendimiento del 0.7 %. Esta tasa de conversión resulta apenas superior a la de la producción directa de energía química a partir de la radiación solar, mediante el proceso de la fotosíntesis de las plantas terrestres en su fase de crecimiento. El calentamiento global de la Tierra depende del efecto invernadero y del mecanismo de enfriamiento que depende de la forma en que devuelva la energía a la atmósfera, es decir, del mecanismo de absorción y emisión de la energía que llega del Sol.

Según registros paleoclimáticos, la Tierra ha pasado alternadamente, por períodos de temperaturas altas y bajas (glaciaciones), y el clima ha variado sensiblemente a lo largo de la vida del planeta. Desde hace muchos años, los científicos se han preguntado qué es lo que ha ocasionado estas variaciones y son muchas las interpretaciones que se han generado. Click para agrandar

En los últimos años, los investigadores preocupados por el cambio de las condiciones climáticas actuales han dirigido sus estudios de los efectos de diferentes factores y plantean, al igual que el Club de Roma en su informe ‘Más allá de los límites del crecimiento’, que se están arrojando grandes cantidades de gases de efecto invernadero a la atmósfera, principalmente CO2; sin embargo, que este incremento no corresponde a las emisiones totales de estos gases.

La cantidad de CO2 está regulada en la atmósfera por los

Al estudiar el efecto del aumento de gases invernadero en los bosques se ha encontrado que

intercambios, más o menos rápidos, que ocurren entre los diferentes reservorios de este gas.

estos ecosistemas son capaces de amortiguar el efecto del incremento de esos gases, producidos por actividades humanas al quemar combustibles fósiles y en la producción de ciertos productos industriales, utilizando parte del CO2 emitido en la fotosíntesis. Se estima que en la atmósfera flota casi la mitad de los gases emitidos ¿a dónde ha ido a parar el otro 50%? ¿Podrán los bosques llevar a cabo esta función indefinidamente?

Click Las cifras que aparecen en la

imagen corresponden a gigatoneladas por año (1 gigatonelada Gt es igual a 109 toneladas)

Al analizar la situación se ha considerado que los bosques, al contar con cantidades casi ilimitadas de CO2, se desarrollan más rápido que la velocidad con que se descomponen los desechos orgánicos que produce. Es decir, que la rapidez descomposición y fermentación de la materia orgánica en el suelo generada por las bacterias, hongos y otros microorganismos no es capaz lograr el equilibrio entre la producción del CO2 y su fijación por la fotosíntesis.

Si en la atmósfera se está produciendo una alteración y el efecto invernadero se está incrementando, entonces la temperatura global asciende y el ciclo hidrológico se altera, generando sequías en unos sitios y lluvias torrenciales en otros, ya que es un fenómeno muy susceptible al efecto de otras actividades humanas. La sequía puede afectar seriamente a los bosques, favoreciendo los incendios que destruyen a los árboles y liberan rápidamente a la atmósfera grandes cantidades de CO2, no sobreviven fácilmente y se transforman en pastizal o sabana. Un bosque incendiado, además de perder la mayor parte de su flora y fauna, libera el CO2 que había fijado en la fotosíntesis, elevando drásticamente su concentración en la atmósfera. Esto incrementa el efecto invernadero y desequilibra aún más el ciclo hidrológico y el resultado es probablemente un aumento dramático de la temperatura.

Por otra parte, los ríos arrastran constantemente materia orgánica que finalmente llega al mar. Estos sedimentos son refugio de una gran cantidad de microorganismos muchos de los cuales sintetizan su

FUENTES NATURALES DE METANO (millones de toneladas al año)

alimento a partir de ese sustrato orgánico. En su metabolismo producen importantes cantidades de metano que bajo ciertas condiciones de presión y temperatura, permanece en estado sólido en el fondo de las cuencas. Si la temperatura del agua de las regiones costeras aumenta significativamente, este metano se sublima y asciende a la atmósfera, acrecentando el efecto invernadero. Estos planteamientos que parecieran especulaciones, actualmente tienen un importante sustento científico.

Terrenos húmedos

115

Océanos, ríos, 10 lagos, lagunas Compuestos orgánicos

5

Metabolismo de las termitas

20

FUENTES DE METANO PRODUCIDO POR ACTIVIDADES HUMANAS (millones de toneladas al año)

Al estudiar núcleos de hielo en la Antártida para corroborar la composición atmosférica en tiempos remotos, se ha encontrado una interesante correlación en la concentración de CO2 y la temperatura ambiental. Se ha podido estimar una variación casi cíclica de la temperatura en la Tierra, que produce un cambio importante en un período de

Cultivos de arroz

100

Ganado bovino

80

Incendios

55

Vertederos

40

Gases y carbón

75

Concentración de gases invernadero en la atmósfera

alrededor de 100 a 300 años. Se han estudiado núcleos de sedimentos marinos y, por la composición de las cubiertas calcáreas de microorganismos como los foraminíferos, se ha encontrado la misma correlación de variaciones climáticas. El problema mayor en nuestros días es que, a diferencia de las variaciones encontradas en los núcleos de hielo y sedimentos, las variaciones que han observado actualmente son mucho más rápidas. Si los bosques sufren períodos de sequía mayores a los que están adaptados, se perderá gran parte de ellos y de pronto liberarán grandes cantidades de gases invernadero, al aumentar la temperatura ambiental mucho del metano que se encuentra atrapado en el fondo de los litorales, también de pronto se liberarán, generándose un ciclo destructivo. Hay muchas personas que opinan que no hay riesgo de un calentamiento global y que las emisiones de gases invernadero no son tan nocivas, pero muchos de ellas, están comprometidos con algún ciclo productivo, con los grandes capitales o forman parte de un grupo político dominante y ven en la limitación de ciertas actividades humanas, un peligro para sus capitales. Casi nadie podría negar que las cosas están cambiando. Las sequías han sido año con año más drásticas y prolongadas, las

Como puede observarse, la concentración de gases en la atmósfera ha cambiado en el tiempo. En un período de 1765 a 1990 la relación de CO2 y metano se ha incrementado significativamente.

lluvias torrenciales, las grandes inundaciones afectan hoy regiones que se pensaba exentas de estos efectos. Las imágenes del efecto de la elevación en el nivel de los ríos en Europa y República Checa, han sorprendido a cualquiera en el planeta. Si los científicos tienen razón y los bosques pueden dejar de amortiguar el efecto de las emisiones de gases invernadero, de un día para otro. Todos tenemos que preocuparnos. El problema de la disponibilidad y calidad del agua, la calidad del suelo, la pureza de la atmósfera, la desaparición de la biodiversidad, son sólo algunos de los elementos que nos deben llevar a la toma de conciencia a todos niveles. Reuniones internacionales para el acuerdo y aplicación de medidas no deben quedar sólo como eventos políticos. Deben de permitir la búsqueda colectiva de condiciones para frenar el deterioro y lograr mejores condiciones ambientales. Es importante también, que los ciudadanos tomen conciencia y entiendan que su bienestar y confort personal inmediato no son lo único que importa ni lo más importante. Nuestros gobernantes deben entender que sin ambiente, sin suelo, sin agua, no hay prosperidad económica que dure ni dominio que valga la pena.

Son muchas las reuniones internacionales que se han realizado con el fin de unificar esfuerzos, sin embargo, los resultados han sido más débiles de lo que se necesita. El protocolo de Kioto para la reducción de actividades que producen gases contaminantes no ha logrado interesar a algunos países que más contaminan. Estados Unidos de Norteamérica desprecia estos intentos, como algunos otros, y desestima el valor del esfuerzo que se puede hacer. La reunión de Johannesburgo (2002) sobre desarrollo sustentable, parece interesar a muchos pero enfrenta serios obstáculos para que las naciones participantes lleguen al acuerdo de acciones concretas, no obstante, esperemos que a corto plazo pueda producir efectos mejores que los que surgieron de la Cumbre de Brasil.