El cambio climático, 1
¿POR QUÉ VARÍA EL CLIMA?
por José Carlos Canalda
Iceberg
Iceberg antártico
Iceberg antártico

Antes de seguir adelante, deseo dejar claro que este artículo no ha de ser tomado en absoluto como una postura en contra de quienes denuncian las agresiones al medio ambiente. Al contrario, coincido plenamente con su preocupación ante el temor de que nos estemos cargando el planeta merced a una conducta de irresponsable despilfarro de unas materias primas que, y esto es lo más triste, en buena parte ni siquiera se traduce en una mejora de nuestra calidad de vida, sino como mucho en lujos innecesarios y vanos... claro está que son muchos los que están haciendo negocio con ello, por lo que la verdadera raíz del problema es en realidad, como siempre, de índole económica; y ya lo dijo Quevedo, Poderoso caballero es Don Dinero.

Sin embargo, observo con desagrado, y ésta es la verdadera causa que me ha movido a escribirlo, que muchas veces se está errando en la diana o, lo que es todavía peor, se está disparando a ciegas, con lo cual además de crear confusión puede incluso que se estén favoreciendo sin quererlo los intereses que resultaría conveniente combatir. Por esta razón, y porque la cabra —en este caso el químico que suscribe— siempre tira al monte, he pensado que quizá podría resultar útil puntualizar una serie de detalles que, desde mi punto de vista, no suelen quedar demasiado claros, siempre bajo la premisa, vuelvo a insistir en ello, de mi compromiso moral con las posturas conservacionistas y respetuosas con el medio ambiente... las sinceras, no aquéllas tras las que se camuflan intereses espurios.

Y desde luego, es necesario asumir algo tan evidente como que el hombre ha modificado su entorno desde prácticamente el mismo momento de su origen como especie. Aun hoy en día se pueden encontrar rastros de esta actividad en los antiguos solares de civilizaciones tan antiguas como la mesopotámica, desertizados por culpa, al menos en parte, de la actividad humana. Claro está que cuando el problema comenzó a adquirir proporciones preocupantes fue a partir de la Revolución Industrial iniciada a mediados del siglo XVIII en Europa y los Estados Unidos, extendida más tarde a otras regiones del planeta tales como China, el Extremo Oriente y la India y, más recientemente, a otros países considerados eufemísticamente como pertenecientes al tercer mundo que también han comenzado a seguir este camino. Huelga decir que las consecuencias pueden llegar a ser funestas, desde extinción de especies animales y vegetales como los recientes casos del dodo y el lobo marsupial o el algo más lejano del moa, hasta auténticas catástrofes ecológicas de todo tipo tales como la deforestación masiva de las selvas tropicales o la cada vez más preocupante contaminación marina.

No obstante estos problemas, aunque tangibles y extremadamente graves y preocupantes, suelen tener en común su carácter local, entendiendo por tal que, aunque en ocasiones puedan llegar a extenderse por áreas tan amplias como la cuenca amazónica, en ningún caso llega a abarcar la totalidad del planeta. Por el contrario, últimamente nos están bombardeando con noticias tales como el cambio climático global. ¿Qué hay de cierto en ello?

Pues honradamente, la única respuesta correcta no puede ser otra que la de que no lo sabemos. O, al menos, no lo suficiente. Dicho con otras palabras, a escala global resulta prácticamente imposible deslindar el efecto de las perturbaciones producidas por la actividad humana de los ciclos naturales propios de nuestro planeta. Si me lo permiten voy a extenderme un poco en ello, ya que constituye la espina dorsal del presente artículo.

¿Por qué varía el clima?

Decir que el clima cambia de forma natural es una auténtica perogrullada, puesto que basta con leer cualquier libro de geología o paleontología para comprobarlo. A lo largo de su historia la Tierra ha pasado por muchos períodos climáticos enormemente variados, e incluso en épocas geológicas tan recientes como el último millón de años tuvieron lugar al menos cuatro o cinco períodos glaciares de una duración media de unos 50.000 años, el más reciente de los cuales —el de Würm— concluyó hace tan sólo unos ocho o diez mil años, como quien dice ayer mismo, admitiéndose comúnmente que en la actualidad nos encontramos en pleno período interglacial, con unas temperaturas medias relativamente elevadas.

¿Cuáles son las causas de estas fluctuaciones naturales del clima? Aunque no se sabe a ciencia cierta, se cree que pueden deberse tanto a fenómenos astronómicos como geológicos, sin descartar tampoco las consecuencias derivadas de los impactos catastróficos con la Tierra de cuerpos celestes de regular tamaño, asteroides o cometas, sospechosos de ser los causantes de al menos algunas de las seis extinciones masivas detectadas por los científicos, entre las cuales la de los dinosaurios a finales del Cretácico, pese a ser la más conocida, no fue ni de lejos la más catastrófica. Estas extinciones podrían haberse producido no tanto por las consecuencias directas del impacto sino más bien por las graves alteraciones climáticas acarreadas por éste, ya que al cubrirse la atmósfera con una capa de polvo opaca a la radiación solar se habría producido un brusco descenso de las temperaturas conocido bajo el expresivo nombre de invierno nuclear, por pensarse que una guerra atómica de grandes proporciones provocaría idénticos efectos.

a) Perturbaciones astronómicas

El Sol, aunque no es una estrella variable, presenta pequeñas fluctuaciones en su irradiación no lo suficientemente grandes como para hacer imposible la vida, pero sí para afectar al clima. La más conocida de ellas es el ciclo de once años de las manchas solares descrito por vez primera en 1843 por Heinrich Schwabe, pero también se han identificado otros de períodos más largos como el ciclo de Gleissberg, de 85 15 años, y se han postulado algunos todavía mayores como el de Suess de 210 años, el de Hallstatt de 2.400 años e incluso uno de 6.000 años. La cuestión es compleja y dista mucho de estar bien estudiada.

Variación de las manchas solares en los últimos 11.000
Variación de las manchas solares en los últimos 11.000
Variación de las manchas solares en los últimos 400 años
Variación de las manchas solares en los últimos 400 años

Los movimientos de la Tierra también influyen en el clima. Tanto la traslación como la rotación, a las que se suman otros de menor magnitud, presentan pequeñas irregularidades habitualmente periódicas que, al superponerse, dan una resultante extremadamente compleja. Estas perturbaciones, estudiadas por vez primera en la década de 1920 por el astrónomo serbio Milutin Milankovic (1879-1958), pueden ser producidas por la influencia gravitatoria de otros astros del Sistema Solar, tanto los planetas gigantes —en especial Júpiter— como la Luna, junto con las originadas por la propia naturaleza de la Tierra que ni es una esfera perfecta, ni tiene una distribución homogénea de su masa.

Variación de la excentricidad de la órbita de la Tierra (línea negra gruesa) y de los demás planetas rocosos (Mercurio, Venus y Marte) durante los próximos 50.000 años
Variación de la excentricidad de la órbita de la Tierra (línea negra gruesa) y de los demás planetas rocosos (Mercurio, Venus y Marte) durante los próximos 50.000 años

Comencemos con la traslación, es decir, el desplazamiento orbital. Como es sabido la órbita de la Tierra es una elipse con una excentricidad media de 0, 0167, un valor pequeño comparado con el 0, 0484 de Júpiter, el 0, 0934 de Marte o el 0, 2056 de Mercurio. De hecho, de todos los astros importantes del Sistema Solar —planetas, planetas enanos y principales satélites— tan sólo Tritón (0, 00002), Venus (0, 0068) y Neptuno (0, 0086) presentan valores inferiores a los de la Tierra. Aunque en un principio una órbita de excentricidad baja, es decir poco elíptica, supone una garantía de cara a la estabilidad del clima, nos encontramos con que este valor no es constante sino que fluctúa de forma periódica entre un mínimo de 0, 000055 y un máximo de 0, 0679, lo que hace que la distancia media al Sol varíe en un sentido o en otro. Se han calculado ciclos de 95.000, 125.000 y el principal de 413.000 años, que combinados dan un período medio de unos 400.000 años.

Precesión apsidal
Precesión apsidal

Otro fenómeno que afecta a la órbita terrestre es la precesión apsidal. A diferencia de una circunferencia perfecta, en la que todos los diámetros son equivalentes, en una elipse se define como ápsides a las dos puntas de la curva que dibujan el semieje mayor, en el cual se encuentran ambos focos. Este semieje mayor no está orientado hacia un punto concreto, sino que experimenta un desplazamiento a lo largo de la eclíptica —el plano de la órbita de la Tierra— provocado principalmente por las perturbaciones gravitatorias de Júpiter y Saturno, tardando unos 112.000 años en describir una vuelta completa.

Existe un tercer tipo de perturbación orbital, la del propio plano de la eclíptica, que oscila ligeramente hacia arriba y hacia abajo respecto a su valor medio cumpliendo un ciclo aproximadamente cada 100.000 años.

Pasemos ahora a las perturbaciones asociadas a la rotación. En primer lugar hay que considerar la precesión de los equinoccios, causada por un cabeceo del eje de rotación similar al de una peonza, lo que le hace dibujar una circunferencia sobre la bóveda celeste a lo largo de 25.776 años. Esta inclinación del eje, que tiene un valor de 23, 5º, es la causante de las estaciones, y aunque por sí sola no afecta al clima fuera del ciclo anual, sí lo hace combinada con la excentricidad de la órbita. En la actualidad, con el eje de la Tierra apuntando hacia la Estrella Polar, el verano del hemisferio boreal y el invierno del austral, coinciden con el afelio, momento en el que nuestro planeta está más lejos del Sol, razón por la cual el invierno austral es algo más frío que el boreal ya que este último tiene lugar durante el perihelio, cuando la Tierra se encuentra en el punto más cercano al Sol. Con los veranos ocurre justo lo contrario, de modo que el verano boreal es ligeramente más fresco que el austral.

Esta situación va variando conforme cambia la orientación del eje de rotación, de modo que dentro de unos 13.000 años, cuando se haya cumplido la mitad de la precesión, la situación será justo la inversa, con unos inviernos más fríos y unos veranos más cálidos en el hemisferio norte y unos inviernos más templados y unos veranos más frescos en el hemisferio sur.

Precesión de los equinoccios.
Precesión de los equinoccios.
Variación de la inclinación orbital.
Variación de la inclinación orbital.

Aunque la precesión no afecta a la inclinación del eje de rotación, ésta también oscila entre los 21, 6º y los 24, 5º siguiendo ciclos de 40.000 años. Este fenómeno no influye en la cantidad de radiación recibida por la Tierra, pero sí modifica su distribución sobre la superficie del planeta, alterando el ciclo de las estaciones.

Similar a la anterior, aunque de una magnitud mucho menor, es la nutación, un cabeceo del eje de rotación causado por la atracción gravitatoria de la Luna y, en menor medida, por la del Sol. Tiene un período de 18, 6 años y una oscilación de 9 segundos de arco, aproximadamente la tercera parte del diámetro aparente medio de la Luna o del Sol.

b) Perturbaciones geológicas

El más importante de los procesos geológicos terrestres capaces de causar alteraciones en el clima es la deriva continental, que a lo largo de la historia del planeta no sólo fragmentó Pangea, el continente primigenio, en los continentes actuales, sino que además desplazó éstos hasta posiciones muy diferentes de las iniciales. Otra consecuencia de la deriva continental es la orogenia producida por el choque entre dos placas continentales y de la cual el exponente de mayor magnitud es la cordillera del Himalaya, fruto de la colisión hace setenta millones de años de la placa de la India con la placa asiática. Obviamente este fenómeno se manifiesta a escala geológica, por lo que aunque su efecto global sobre el clima ha sido enorme —la Antártida derivó desde el ecuador hasta el polo sur—, a plazos más cortos tales como el millón de años transcurrido desde la aparición de la especie humana se puede descartar sin mayor problema.

La deriva continental del antiguo Gondwana.
La deriva continental del antiguo Gondwana.

A una escala más local la orografía puede favorecer o dificultar, según el caso, la entrada de frentes húmedos portadores de lluvia, tal como ocurre en España con cordilleras como la Cantábrica, los Pirineos o el Sistema Central, cuyas vertientes norte son mucho más húmedas que las orientadas al sur.

Erupción del Volcán Mayor, en Filipinas, en 1984
Erupción del Volcán Mayor, en Filipinas, en 1984

No obstante, incluso en la breve —geológicamente hablando— escala de tiempo que consideramos podemos encontrar alteraciones climáticas considerables. La más conocida, y también la de consecuencias más inmediatas, es el vulcanismo, ya que los volcanes pueden llegar a expulsar a la atmósfera grandes cantidades de gases y ceniza, que reducen la irradiación solar. Esto se pudo comprobar con erupciones tales como la del Laki (Islandia) en 1783, la del Tambora (Indonesia) en 1815, que provocó un año más tarde el conocido como el año sin verano, o la del Krakatoa, también en Indonesia, en 1883. Más antigua, y por lo tanto peor estudiada, fue la erupción de Santorini, en el mar Egeo, que entre los años 1628 y 1530 AC arrasó esta isla haciéndola volar por los aires y provocando el colapso de las civilizaciones del Mediterráneo oriental, entre ellas la cretense.

Todavía más destructivas son las erupciones de los supervolcanes. La del Toba, en la isla de Sumatra, tuvo lugar hace entre 70.000 y 75.000 años, calculándose que provocó un invierno volcánico —similar en efectos al nuclear— durante varios años. En otro supervolcán, la caldera de Yellowstone situada en los Estados Unidos, se han registrado tres supererupciones hace 2.100.000, 1.300.000 y 640.000 años. No son los únicos, y en ocasiones estas gigantescas erupciones capaces de alterar el clima han sucedido en épocas en las que el hombre ya existía, como la de los Campos Flégreos (Italia, 40.000 años), la del Taupo (Nueva Zelanda, 26.500 años) o la de la caldera Aira (Japón, 22.000 años).

A diferencia de todo lo anterior, demasiado lento para la escala humana o demasiado rápido e impredecible, existen otros factores que también influyen en el clima mucho más constantes y evaluables. Es el caso, por ejemplo, de las corrientes marinas. Es conocida la diferencia de temperatura existente entre las costas europeas, bañadas por la cálida corriente del Golfo y las americanas situadas a latitudes similares, que lo están por la mucho más fría corriente del Labrador. En el Pacífico se encuentran, entre otras, las corrientes de Humboldt y del Niño, responsable esta última del fenómeno climático homónimo. También las hay en el Índico, el Ártico y el Antártico, sin olvidarnos de la corriente Ecuatorial del Norte y su contrapartida, la Ecuatorial del Sur, comunes para el Atlántico y el Pacífico. Basta con el ejemplo ya comentado de la diferencia de temperatura entre las costas atlánticas de Europa y Norteamérica para constatar que estas gigantescas corrientes marinas transportan una cantidad tal de energía, que un cambio en el rumbo o en la temperatura del agua puede ser capaz de provocar alteraciones tan notables como la ya comentada del Niño.

Principales corrientes marinas.
Principales corrientes marinas.

Pasando de los océanos a la atmósfera nos encontramos con el caso similar de las corrientes de aire. Muchos lugares están sometidos a un régimen de vientos regular que, si se altera por alguna causa, afecta a la meteorología. En España estamos bajo la influencia del sobradamente conocido anticiclón de las Azores, cuyo comportamiento normal consiste en descender de latitud en invierno, dejando entrar las borrascas y los frentes lluviosos procedentes del Atlántico, y subir de latitud en verano, haciendo de tapón y creando un ambiente más seco y caluroso. Si no fuera por él la práctica totalidad de España tendría un clima atlántico y húmedo, en vez de mediterráneo y seco excepto en Galicia, el Cantábrico y el norte de Portugal. Irregularidades en este régimen, habituales al menos desde las épocas históricas más remotas, hacen que el clima español sea mucho más inestable que el de nuestros vecinos europeos, con ciclos tri o tetraanuales de sequía separados por períodos húmedos de entre 11 y 18 años de duración.

Fenómenos similares se repiten en otros lugares, con consecuencias tan espectaculares como los dos grandes cinturones de desiertos que circunvalan el planeta, uno en cada hemisferio, a la altura de los trópicos de Cáncer y de Capricornio, separando la zona tropical de sus respectivas zonas templadas. Están causados por los vientos alisios —que a su vez son consecuencia de la rotación de la Tierra— y han variado mucho en extensión, en más o en menos, a lo largo del tiempo. De hecho el desierto del Sahara, actualmente en expansión, era una sabana hace tan sólo unos pocos miles de años. Otro caso conocido es el de los monzones, unos vientos estacionales húmedos en verano, y secos en invierno, que modelan el clima de gran parte de los territorios situados en la cuenca del océano Índico.

Distribución de las principales corrientes atmosféricas
Distribución de las principales corrientes atmosféricas

Todavía existen otros factores a tener en cuenta. Los casquetes polares reflejan más la radiación, incluida la infrarroja, que la tierra, por lo que una variación en más o en menos de la superficie cubierta por el hielo puede afectar al clima. Las nubes impiden que parte de la radiación solar llegue a la superficie, por lo que un incremento de las mismas derivará en un enfriamiento. Por último, los mares y los océanos almacenan ingentes cantidades de calor que, en combinación con la atmósfera, pueden provocar fenómenos como los huracanes o las gotas frías.

Mucho menos conocida es la posible influencia climática de fenómenos tales como la alteración del campo magnético terrestre, que es el escudo natural que nos protege de la radiación cósmica y del viento solar. Al hecho de que su magnitud no es constante se suma el inquietante fenómeno de la inversión de la polaridad, que suele ocurrir con una frecuencia media de unos 200 ó 300.000 años, aunque el tiempo transcurrido desde la última inversión detectada, 780.000 años, ha rebasado con creces esta cantidad. No se conocen con precisión las consecuencias de estas alteraciones y ni siquiera si las inversiones son lentas y graduales —entre 1.000 y 10.000 años— o rápidas —tan sólo unos meses—, pero hay razones para sospechar que podrían ser la causa de importantes alteraciones climáticas.

c) El efecto invernadero

Se conoce como efecto invernadero al fenómeno físico mediante el cual la superficie de la Tierra irradia por la noche menos energía de la que recibe por el día, con lo cual se calienta. En esencia, se debe a que algunos de los gases de la atmósfera, al igual que ocurre con los cristales de un invernadero —de ahí su nombre—, dejan entrar a la radiación solar en mayor medida de la que le permiten escapar reteniendo principalmente la radiación infrarroja, lo que provoca un incremento de la temperatura. Como curiosidad histórica, cabe reseñar que por este motivo a los invernaderos se les conocía antaño con el significativo nombre de estufas.

Ninguno de los gases predominantes en la atmósfera, el oxígeno y el nitrógeno, ni tampoco el argón, tercero en importancia y presente en aproximadamente un 1 %, producen efecto invernadero. Sí lo hacen algunos componentes minoritarios como el CO2, el metano, el vapor de agua, el N2 O, el ozono, el hexafluoruro de azufre y los compuestos organohalogenados, o freones, todos los cuales se encuentran en pequeñas cantidades: alrededor de un 1 % el vapor de agua, un 0, 037 % el CO2 y el resto en proporciones todavía menores.

El efecto invernadero no es en modo alguno desdeñable, y en condiciones favorables puede llegar a alcanzar unos valores desorbitados. En el planeta Venus la temperatura media superficial rebasa los 450º, muy por encima de los 160º de Mercurio pese a estar bastante más alejado que éste del Sol y unos 400º superior a la que le correspondería en caso de haber contado con una atmósfera similar a la terrestre. Esto se debe a que su atmósfera está compuesta en un 96 % de CO2 y tiene además una presión 90 veces mayor que la de la Tierra. Aunque el efecto invernadero de la atmósfera terrestre, unos 15º, es insignificante comparado con el de su análoga venusiana, sí es lo suficientemente importante como para influir en el clima, como veremos más adelante.


Notas

Iceberg antártico. Fotografía tomada de la Wikipedia

Variación de las manchas solares en los últimos 11.000 y 400 años. Gráficos tomados de la Wikipedia (superior e inferior)

Variación de la excentricidad de la órbita de la Tierra (línea negra gruesa) y de los demás planetas rocosos (Mercurio, Venus y Marte) durante los próximos 50.000 años. Gráfico tomado de la Wikipedia

Precesión apsidal. Gráfico tomado de la Wikipedia

Precesión de los equinoccios. Gráfico tomado de la Wikipedia

Variación de la inclinación orbital. Gráfico tomado de la Wikipedia

La deriva continental del antiguo Gondwana. Gráfico tomado de la Wikipedia

Erupción del Volcán Mayor, en Filipinas, en 1984. Fotografía tomada de la Wikipedia

Principales corrientes marinas. Gráfico tomado de la Wikipedia

Distribución de las principales corrientes atmosféricas. Gráfico tomado de Monografías.com

© José Carlos Canalda, (11 palabras) Créditos
Publicado originalmente en Página personal de José Carlos Canalda el 18 de febrero de 2019