Julio Campo

El Antropoceno, una nueva era geológica bajo debate

El Holoceno es la época que comenzó al final de la última Edad de Hielo, hace 11,700 (± 99) años antes del presente. Esto sucedió cuando se estabilizó la temperatura del planeta que, con pequeñas variaciones, persistió hasta que los humanos comenzamos a cambiar el clima global.

     El inicio del Antropoceno, término creado en el año 2000 por Paul Crutzen, Nobel de Química, es tema de debate. Crutzen y sus colegas lo ubicaron al comienzo de la Revolución Industrial, a finales del siglo XVIII. Otros lo ubican al comienzo de la agricultura, 7,000 u 8,000 años atrás. Las evidencias sugieren que el impacto humano no desestabilizó al sistema Tierra hasta que comenzamos a quemar combustibles fósiles en grandes cantidades, así como a incrementar la deforestación y quemas buscando extender la frontera agrícola y ganadera. Una opinión más reciente dice que su inicio fue en 1945, cuando comenzó la “Gran Aceleración”, cuyo impacto en el sistema Tierra no tiene dudas. Ese año es también en el que una línea de isótopos radiactivos fue dispersada sobre la superficie del planeta, la cual servirá como indicador estratigráfico a los futuros geólogos.01Fig1

     El inicio de esta nueva era geológica propuesta no es el único debate. También lo hay respecto a su definición. Una primera definición del Antropoceno propone un nuevo intervalo en la historia geológica. Pero de acuerdo con los geólogos, el establecimiento de este nuevo intervalo de tiempo exigirá evidencias sedimentarias que pueden tomar años o décadas conseguir.

     Una segunda definición de Antropoceno surge de las ciencias del sistema Tierra, una disciplina multidisciplinaria que incluye a la climatología, la ecología global, la geología, la geoquímica, la oceanografía, la química atmosférica, entre otras especialidades que comparten una perspectiva de sistemas complejos respecto a la Tierra. Esta aproximación es alimentada por el aumento de evidencias obtenidas en las diferentes “esferas” de la Tierra (atmósfera, biósfera, criosfera, hidrosfera y litosfera) mediante programas de monitorización. Esta perspectiva de las ciencias del sistema Tierra ve al planeta como un todo, desde su núcleo hasta la parte superior de la atmósfera, en un estado de flujo controlado por la energía y los ciclos de materiales.

     Si bien el Antropoceno es geológico en un sentido amplio, la influencia humana no se puede detectar estratigráficamente, es decir en las rocas, sino que refleja cambios en el sistema Tierra. En esta perspectiva, una contribución sustancial a la discusión ha sido el trabajo de Johan Rockström y colaboradores de 2009, donde plantean “límites planetarios” más allá de los cuales el sistema Tierra opera en un diferente estado. Estas variaciones en clima y biodiversidad, entre otros, son producto de un cambio en la relación de los humanos con la naturaleza, debido a transformación del paisaje, urbanización, extinción de especies, extracción de recursos, producción de desechos, así como alteración de procesos naturales como los ciclos globales del nitrógeno, del fósforo, y del carbono.

     Aceptar a la época del Antropoceno es reconocer que los humanos nos hemos constituido en una fuerza que cambia el funcionamiento de la Tierra, tanto como el vulcanismo, la tectónica, las fluctuaciones cíclicas en la actividad solar o los cambios en la órbita terrestre alrededor del Sol. Por ejemplo, los paleoclimatólogos estiman que las emisiones de gases con efecto invernadero inducidas por nosotros podrían suprimir los ciclos glaciares durante los próximos 500,000 años. Los registros de las ciencias de la Tierra son una manera implícita de reconocer que ha habido cambios ambientales globales sin precedentes en escala y rapidez, desde el surgimiento del género Homo, hace alrededor de 2.5 millones de años, y por tanto desde que nuestra especie camina en la Tierra (desde hace unos 200,000 años). Por ejemplo, un clima 4ºC más caliente para finales de este siglo —la esperada en los escenarios más optimistas de cambio climático global— no tiene antecedentes en los “recientes” 15 millones de años.

     Más allá de que la Comisión Internacional de Estratigrafía incluya al Antropoceno en su geocronología (y en su caso como una era, período o época), la narrativa del Antropoceno es la historia de una especie que pasó de ser recolectora de frutos y cazadora, a una fuerza geológica global. Si todos los humanos, y en particular el 7% más rico que es responsable de la mitad de la huella ecológica global humana, adoptáramos una nueva forma más verde, más sostenible de relacionarnos con el mundo natural, retornar a las condiciones del Holoceno podría llevar siglos o más probablemente milenios. Vivir en el Antropoceno nos ha llevado a emitir a la atmósfera unos 555 Petagramos (1 Pg = 1015 g) de carbono como dióxido de carbono (CO2) debido a nuestras actividades desde 1750.

Alteración del ciclo de carbono

Datos de largo plazo compilados por el Grupo Intergubernamental respecto al Cambio Climático (IPCC por sus siglas en inglés), indican la existencia de un aumento claro y consistente en las concentraciones de CO2 y de otros gases con efecto invernadero (metano y óxido nitroso) en la atmósfera, y que la temperatura global también ha aumentado en los pasados 650,000 años, así como probablemente en los últimos 20 millones de años. Ya en 1896, el laureado premio nobel Svante Arrhenius en la publicación On the influence of carbonic acid (carbon dioxide) in the air upon the temperature of the ground asoció que el aumento en las emisiones en CO2 debido a la quema de combustibles fósiles tenía el potencial de afectar la temperatura global.

01Fig2     Hoy los análisis de núcleos de hielo polar nos indican que durante los últimos 7,000 años antes de 1750 las concentraciones de CO2 atmosférico se habían mantenido poco variables (oscilando entre 260 y 280 partes por millón; ppm). Sin embargo, desde el comienzo del Antropoceno, las emisiones de CO2 por actividades humanas han llevado a que su concentración en la atmósfera aumentara en 40% (de 278 ppm en 1750 a 390.5 ppm en 2011); e incluso que continúen haciéndolo (por ejemplo, en marzo del 2015 su concentración superó la barrera simbólica de 400 ppm). Estos registros superan la variación en su concentración durante los 800,000 años previos a 1750, cuando varió entre 180 ppm en períodos glaciares (fríos) y 300 ppm en períodos interglaciares (calientes).

     Las principales causas del aumento observado en la concentración de CO2 atmosférico son la quema de combustibles fósiles y la producción de cemento (375 Pg de C de los 555 Pg de C estimados), así como una contribución menor pero significativa debido al cambio de uso del suelo (180 Pg de C). Se estima que poco menos de la mitad de las emisiones de CO2 (240 Pg de C) debidas a nuestras actividades desde 1750 han quedado almacenadas en la atmósfera, el resto del carbono lo han removido y almacenado los procesos naturales en los océanos (155 Pg de C) y la vegetación terrestre y suelos (160 Pg de C).

     Los diferentes escenarios que distintos científicos han obtenido por modelos matemáticos, sugieren de forma consistente que durante el siglo XXI se puede esperar que el océano continúe contribuyendo a la captura y almacenamiento de una parte de las emisiones antropogénicas de CO2 a la atmósfera. Sin embargo, existe incertidumbre respecto a como evolucionará la capacidad de almacenamiento de carbono en los ecosistemas terrestres debido al cambio en el clima. Uno de los factores que produce mayor incertidumbre se relaciona con las consecuencias que tendrán los cambios en el ciclo global del nitrógeno, cuyas interacciones con el ciclo de carbono apenas se han considerado de forma parcial en los modelos. Las evidencias experimentales indican que el incremento en la deposición atmosférica de nitrógeno ha incrementado la capacidad de carbono por parte de la biósfera terrestre, lo cual contribuiría a desacelerar el calentamiento global (véase artículo de Nitrógeno de S. Pajares éste número).

     Falta aún un mayor esfuerzo de investigación respecto al acoplamiento del ciclo del carbono con el ciclo de nitrógeno, pero también con el del fósforo (véase artículo de Fósforo de Tapia-Torres y García-Oliva en éste número), y respecto a la vulnerabilidad del acoplamiento de los ciclos de estos tres bioelementos ante el cambio climático. Así, resulta una prioridad urgente realizar investigación en los ecosistemas que participan de forma desproporcionada en la dinámica global de los tres bioelementos (carbono, nitrógeno y fósforo), como son los bosques tropicales.

     Nuestras investigaciones en el trópico seco han contribuido a determinar que hay retroalimentaciones positivas entre factores de control de estos ciclos. Por ejemplo, ante escenarios de incremento de sequía, la reducción en la captura de carbono por parte de la vegetación es menor, en términos relativos, que la reducción en su mineralización durante la descomposición. Resultado: se incrementa el secuestro de carbono en el ecosistema, como consecuencia de un mayor almacenamiento en el suelo. Pero también hemos encontrado “sorpresas” en estos mismos ecosistemas, ya que cambia el estado de los ecosistemas forestales secos cuando aumenta la sequía, aumentado la probabilidad de fenómenos episódicos que liberan carbono a la atmósfera, como los incendios naturales.

En pocas palabras

El ciclo del carbono es un elemento protagónico en el Antropoceno, y este último constituye una narrativa que ha tenido mayor aceptación entre la comunidad científica que otras, entre ellas la hipótesis de Gaia, un hijo (bastardo) entre las ciencias del clima y el paganismo antiguo.

     La parálisis política para controlar las emisiones de carbono que hemos observado en varios gobiernos del mundo —parálisis que esperamos con ilusión se revierta luego de la reunión de Paris de diciembre de 2015—, refleja una posición respecto a la “inocencia” del carbono, alimentada por la falta de un debate racional que apele a la libertad científica, lo que al final contamina no sólo la atmósfera sino también la esfera pública. Si bien en algunos casos, el escepticismo es nutrido por tendenciosos “estudios científicos” financiados por actores que se verían perjudicados si el mundo se decide a cambiar la manera como produce y consume energía, esta inacción ante una crisis cada vez más obvia no se debe, en esencia, a las manipulaciones de empresas y países que buscan proteger sus intereses a expensas del bien de todos; se debe a la naturaleza humana. Nos cuesta mucho alterar hábitos y costumbres. Mientras, la temperatura de nuestro planeta sigue subiendo lentamente, como lo demuestran los registros de temperatura del 2015, cuando la temperatura media en la superficie terrestre y oceánica del planeta fue 0.9 ºC mayor que la media registrada en el siglo XX (13.9 ºC) y es la mayor desde 1880, año desde el que se tienen registros climáticos. Sabemos que no hay nada más eficaz para modificar hábitos y estilos de vida poco sanos que p.e., un infarto que no nos mata. ¿Será que necesitamos un gran susto colectivo para cambiar la forma en la que nos relacionamos con nuestro planeta en términos de producción y consumo?

Para saber más:

  • Bejarano-Castillo, M., J. Campo, L.L. Roa-Fuentes. 2015. Effects of increased nitrogen availability on C and N cycles in tropical forests: A meta-analysis. PLoS ONE 10: e0144253.
  • Campo, J. y A. Merino. 2016. Variations in soil carbon sequestration and their determinants along a precipitation gradient in seasonally dry tropical forests. Global Change Biology 22:1942-1956.
  • Lovelock, J. 1979. Gaia: A New Look at Life on Earth. Oxford Univ Press, Oxford.
  • Schneider, S. 1984. The Coevolution of Climate and Life. Sierra Club Books, San Francisco, EUA.
  • Williams M, J. Zalasiewicz, C.N. Waters, M. Edgeworth M, Bennett C, Barnosky AD , Ellis EC, Ellis MA, Cearreta A, Haff PK, Ivar do Sul JA, Leinfelder R, McNeill JR, Odada E, Oreskes N, Revkin A, Richter DB, Steffen W, Summerhayes C, Syvitski JP, Vidas D, Wagreich M, Wing SL, Wolfe AP, Zhisheng A (2016) The Anthropocene: a conspicuous stratigraphical signal of anthropogenic changes in production and consumption across the biosphere. Earth’s Future 4: doi:10.1002/2015EF000339