Diez cosas que afectan a nuestro clima Understand article

Las actividades humanas influyen en nuestro clima a escala global, pero también lo hacen una serie de mecanismos interrelacionados entre sí.

No hay duda de que el clima de la Tierra ha cambiado a lo largo del tiempo geológico, incluso antes de la aparición del Homo sapiens. A lo largo de sus 4.600 millones de años de historia, la Tierra ha sufrido varias situaciones extremas, desde períodos en que el planeta estaba casi completamente cubierto de hielo, hasta una ocasión en que el océano Ártico alcanzó una temperatura templada de 23 °C.

Estos cambios climáticos son el resultado de la interacción de muchos mecanismos, que varían en la magnitud de sus efectos. Sin embargo, durante el siglo pasado, un factor en particular ha tenido una influencia importante nuestro clima: el consenso abrumador entre los científicos del clima es que la temperatura de la Tierra está aumentando como resultado de las emisiones de gases de efecto invernadero originados por la actividad humana.

Para conocer el verdadero alcance de nuestro impacto, los científicos están examinando la variedad de procesos interactivos que impulsan el cambio climático inducido por el hombre y la naturaleza, tanto en el pasado como en la actualidad. Aquí, vamos a comentar diez de estos mecanismos. Cada uno varía en la medida en que impacta el clima de la Tierra, por lo que el orden en que se discuten no refleja su importancia.

1. Sin los gases de efecto invernadero la Tierra sería un planeta congelado

En el efecto invernadero, los gases en la atmósfera de la Tierra (como el dióxido de carbono, el metano y el óxido nitroso) atrapan la radiación infrarroja de la Tierra que de otro modo se irradiaría al espacio. Gracias a este proceso natural, la superficie de la Tierra tiene una temperatura promedio de 15 °C^w1. Sin estos gases, nuestro planeta estaría helado a -18 °C, y la vida tal como la conocemos no sería posible.

Los cambios en el nivel de gases de efecto invernadero pueden tener impactos significativos en el clima global. Por ejemplo, en el pasado geológico de la Tierra, las erupciones volcánicas o los impactos de asteroides (ver más adelante) han aumentado el nivel de dióxido de carbono en la atmósfera, dando como resultado picos dramáticos de temperatura. En la historia más reciente de la Tierra, los humanos han amplificado este efecto natural.

2. Los humanos estamos intensificando el efecto invernadero natural

Desde la Revolución Industrial, las actividades humanas han aumentado la concentración de gases de efecto invernadero en la atmósfera. Los niveles de dióxido de carbono han aumentado como consecuencia de la deforestación y la quema de combustibles fósiles. Los niveles de metano han aumentado como resultado de la cría de ganado y el cultivo de arroz.

Hasta la fecha, el efecto invernadero antropogénico ha dado lugar a un aumento de la temperatura global de aproximadamente 1.0 °C por encima de los niveles preindustriales. Si el calentamiento global continúa a su ritmo actual, esto podría dar lugar a un calentamiento de 3–4 °C para fines de este siglo. Los científicos ahora enfatizan que el calentamiento debe limitarse a 1.5 °C, un aumento adicional de no más de 0.5 °C desde el nivel de hoy^w2. Para lograr esto, necesitamos reducir drásticamente nuestras emisiones de gases de efecto invernadero. En el lado positivo, está el hecho de que, el efecto invernadero antropogénico es un mecanismo que tenemos la capacidad de cambiar.

3. La formación de la placa de hielo está relacionada con la órbita de la Tierra

Actualmente estamos viviendo en la Edad de Hielo Cenozoica Tardía, que comenzó hace 34 millones de años. La última fase de esta edad de hielo es el período Cuaternario, durante el cual la Tierra ha cambiado entre estados glaciales e interglaciales donde las capas de hielo continentales han crecido o retrocedido.

Se cree que estos estados glaciales e interglaciales se deben a variaciones en la órbita de la Tierra, conocidos como ciclos de Milankovitch^w3. Estos ciclos se centran en tres parámetros relacionados con el movimiento de la Tierra: su excentricidad, oblicuidad y precesión. Respectivamente, estos términos describen la forma de la órbita de la Tierra (ya sea más circular o elíptica); la inclinación del eje de la Tierra en relación con su órbita; y la oscilación en la dirección del eje de giro de la Tierra.

Por ejemplo, actualmente el eje de la Tierra tiene una inclinación de 23.5° con respecto a la perpendicular del plano de su órbita, pero esta inclinación varía entre 22° y 25° a lo largo de un período de 41.000 años aproximadamente. Este cambio afecta a la cantidad de radiación solar que incide en la superficie de la Tierra, lo cual influye en la formación de la capa de hielo.

4. Baja actividad solar ha coincidido con periodos glaciales

La fuerza de la radiación del sol varía a lo largo de su ciclo de actividad de 11 años. En un máximo solar, cuando la actividad del Sol es mayor, aparecen grandes cantidades de manchas solares (puntos más oscuros) y fáculas (puntos más brillantes) en la superficie del Sol. El efecto neto es un aumento de la radiación solar, que puede contribuir a tener climas más cálidos. En un mínimo solar, el período de menor actividad solar, ocurre lo contrario^w4.

Un ejemplo digno de mención es el Mínimo de Maunder, que describe el inusual período de manchas solares ocurrido entre 1645 y 1715. Este mínimo solar coincidió con el periodo central de la llamada ‘Pequeña Edad de Hielo’, que realmente no fue una edad de hielo, sino el período en que Europa y América del Norte sufrieron fríos rigurosos y se celebraron las ‘ferias de hielo’ en el congelado río Támesis en Londres, Reino Unido.

5. El incremento de oxígeno produjo un evento de enfriamiento

Hace unos 2.500 millones de años, no había oxígeno en la atmósfera de la Tierra. Aunque el Sol era menos brillante en aquel entonces, nuestro planeta era habitable en parte porque la concentración atmosférica de metano era 1000 veces mayor de lo que es ahora. Sin embargo, todo esto cambió con el Gran Evento de Oxigenación, que se desencadenó por la presencia de algas verde-azuladas^w5. Estos organismos microscópicos habían evolucionado para llevar a cabo la fotosíntesis y, al mismo tiempo, producían oxígeno.

Se cree que este oxígeno no deseado reaccionó con el metano en la atmósfera y produjo dióxido de carbono y agua. El dióxido de carbono es 62 veces menos efectivo para calentar el planeta que el metano, por lo que reemplazar el metano con dióxido de carbono condujo a una disminución dramática de la temperatura, sumergiendo a la Tierra en su primera edad de hielo: la glaciación de Huronia.

6. El calentamiento puede alterar las corrientes de los océanos

Las corrientes oceánicas y los sistemas eólicos son componentes importantes del sistema climático. Como resultado del calentamiento diferencial, por el cual el ecuador está más caliente que los polos de la Tierra, las corrientes de convección en los océanos y la atmósfera mueven la energía térmica hacia los polos. Esta es la fuerza que da lugar a la circulación atmosférica y a la circulación termohalina en los océanos.

La circulación termohalina (o transportador oceánico, como a veces se la conoce) está impulsada por las diferencias de temperatura y salinidad del agua^w6. Lleva las aguas superficiales cálidas desde los trópicos hasta el Atlántico Norte, que posteriormente calienta zonas costeras de Europa. Existe la preocupación de que el calentamiento global hará que las capas de hielo en Groenlandia se derritan, diluyendo la salinidad del océano Atlántico Norte y reduciendo la densidad de sus aguas. Si el agua ya no es lo suficientemente densa como para hundirse, la circulación termohalina se interrumpiría.

7. Los impactos de asteroides causaron catástrofes climáticas

Hace unos 66 millones de años, el asteroide Chicxulub de 10 km de diámetro colisionó con la Tierra, lo que provocó la desaparición de los dinosaurios^w7. El impacto arrojó polvo a la estratosfera lo cual, se cree, bloqueó el 50% de la luz solar que llegaba a la Tierra. Esto habría dificultado la fotosíntesis y conducido al colapso de las cadenas alimentarias. Lo cual, también, habría dado lugar a una caída brusca de las temperaturas globales, sumiendo a la Tierra en un «periodo invernal» que persistió durante una década.

Sin embargo, una vez que el polvo se asentó, se cree que la Tierra experimentó un rápido calentamiento global. Esto fue el resultado de las masas de dióxido de carbono liberadas por el impacto en sí (se cree que el asteroide descompuso las rocas de carbonato) y por los incendios forestales posteriores que se extendieron por la Tierra.

También se cree que otras extinciones masivas significativas (como los eventos de extinción Pérmico-Triásico y Triásico-Jurásico) también fueron causadas por eventos de impacto de asteroides, aunque no se han encontrado cráteres.

8. Las placas tectónicas pueden calentar o enfriar el planeta

La cordillera del Himalaya, formada como resultado de la colisión entre las placas tectónicas de la India y Eurasia, es un excelente ejemplo de cómo la tectónica de placas puede tener un impacto en el clima. En los últimos 50 millones de años, la lenta elevación del Himalaya ha expuesto las rocas nuevas a la intemperie química. En este proceso, el dióxido de carbono de la atmósfera queda atrapado por algunos minerales en la roca, reduciendo la cantidad de dióxido de carbono atmosférico y enfriando el planeta.

El movimiento de las placas tectónicas también puede tener una influencia importante en las corrientes oceánicas. Por ejemplo, la creación de la Puerta de Tasmania y el Pasaje Drake, cuando los continentes de Australasia y América del Sur se separaron de la Antártida, condujo a la formación de la corriente circumpolar antártica hace más de 30 millones de años. La corriente trajo agua antártica profunda y fría a la superficie. Se cree que esta actividad tectónica, combinada con la captura de dióxido de carbono atmosférico a partir de la formación del Himalaya, desencadenó la Edad de Hielo Cenozoica Tardía. Los científicos pueden predecir dónde se moverán las placas en los próximos 250 millones de años^w8.

9. Las erupciones volcánicas tienen efectos variados

Otro efecto de la tectónica de placas son las erupciones volcánicas, que pueden afectar el clima de la Tierra durante períodos que van desde días hasta décadas. Las grandes cantidades de dióxido de carbono que emiten los volcanes pueden calentar el planeta a largo plazo, pero el polvo y el dióxido de azufre que arrojan a la atmósfera pueden bloquear la radiación solar entrante, lo que lleva a un enfriamiento global a corto plazo^w9.

La erupción del Monte Pinatubo en Filipinas en 1991 arrojó 17 millones de toneladas de dióxido de azufre a la estratosfera. Esto condujo a una neblina de gotas de ácido sulfúrico que bloquearon la luz solar y redujeron las temperaturas globales en aproximadamente 0.4 °C durante dos años.

10. Las capas de nubes inciden en el calentamiento global

Las nubes tienen una influencia notable en el clima de la Tierra. Nubes bajas y densas enfrían la superficie de la Tierra, mientras que nubes altas y finas calientan el aire bajo ellas. La clave para la formación de nubes son los aerosoles, pequeñas partículas que están en suspensión en la atmósfera. Los aerosoles actúan como pequeñas «semillas» sobre las cuales se condensa el vapor de agua^w10. Los aerosoles son mucho más que lo que se encuentra en un bote de laca para el pelo. Pueden ser naturales (como el polvo o la sal marina) o antropogénicos (como las partículas contaminantes o el humo). Por lo tanto, un aumento en los aerosoles antropogénicos podría dar lugar a una mayor formación de nubes y esto, dependiendo de la altura a la que estén, podría reducir el alcance total del calentamiento global.

El experimento CLOUD del CERN está orientado a conocer el comportamiento de los aerosoles y las nubes y está investigando la posible influencia de los rayos cósmicos en la formación de nubes^w11. Estos rayos tienen partículas subatómicas procedentes de supernovas externas al Sistema Solar, y se cree que influyen en el desarrollo de las nubes a través de la formación de nuevos aerosoles.

Agradecimientos

El autor y los editores desean agradecer al Dr. Anwar Khan, del grupo de investigación de química atmosférica de la Universidad de Bristol, Reino Unido, los útiles comentarios realizados a este artículo.

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