Los océanos están absorbiendo más calor y el planeta es más sensible a los combustibles fósiles de lo que se creía, indica estudio
[resumen.cl] Un estudio recientemente publicado en la revista Nature evaluó la cuantificación de la captura del calor oceánico a partir de cambios en la composición del oxígeno (O2) y dióxido de carbono (CO2) atmosférico. Los investigadores concluyeron que las enormes cantidades de energía que son absorbidas año a año por los océanos son mayores a las que previamente se habían establecido e incluso considerado para los planes internacionales de mitigación climática. Este fuerte calentamiento de los mares además sugiere que la Tierra es mucho más sensible a las emisiones de gases de efecto invernadero que lo que se pensaba previamente. Esto implica que las emisiones dióxido de carbono debieran reducirse en al menos un 25% más de lo que se había calculado antes.
Desde 1991, los océanos del planeta Tierra han absorbido anualmente una cantidad de energía 150 veces mayor a la energía eléctrica generada por la especie humana en todo el mundo. Los investigadores del Departamento de Geociencias de la Universidad de Princeton y de Instituto de Oceanografía Scripps de la Universidad de California en San Diego, reportaron que los océanos absorben más de 13 zetajoules (un joule, la unidad de energía, seguida por 21 ceros) de energía calórica entre el periodo 1991 y 2016. Estas cantidades anuales reportadas en este estudio son más de un 60% mayores que las emitidas en el reporte del Panel Intergubernamental de Cambio Climático de las Naciones Unidas (IPCC) de 2014 y que precisamente son consideradas para los planes de mitigación de emisiones de gases de efecto invernadero.
«Imaginen que los océanos tuvieran una profundidad de solamente cerca de 10 metros (30 pies)» señaló el primer autor del estudio Laure Resplandy al portal de divulgación científica ScienceDaily «nuestros datos muestran que [los océanos] se habrían calentado en 6,5 °C cada década desde 1991. En comparación, la estimación del último informe de evaluación del IPCC correspondería a un calentamiento de solamente 4°C cada década» señaló.
«Los resultados incrementan significativamente la confianza que podemos tener para estimar el calentamiento del océano y así ayudar a reducir la incerteza en la sensibilidad climática» señaló el coautor del estudio Ralph Keeling.
Esta denominada «sensibilidad climática» es usada para evaluar emisiones de combustibles fósiles permitidas para estrategias de mitigación de emisiones invernadero. Cabe recordar que el consenso científico durante esta década ha asumido que si el calentamiento global supera los 2°C con respecto a los niveles preindustriales, las sociedades humanas enfrentarán gravísimas consecuencias y alteraciones que podrían en serio riesgo su existencia.
Los autores del estudio usaron mediciones de alta precisión de oxígeno y dióxido de carbono en el aire para determinar la cantidad de calor que los océanos han almacenado durante el tiempo estudiado. Ellos midieron el calor del océano al observar la cantidad combinada de O2 y CO2 en el aire, la que denominan «Potencial de oxígeno atmosférico» o APO, por sus siglas en inglés. Un método que se basa en el hecho que el oxígeno y el dióxido de carbono son menos solubles en el agua con mayor temperatura.
Figura. Los procesos que contribuyen a los cambios observados en el potencial de oxígeno atmosférico (APO obs). Procesos industriales (quema de combustibles fósiles y producción de cemento; APO FF) y la captura de carbono antropogénico (APO Cant) remueven APO desde la atmósfera. El efecto de fertilización de la deposición de aerosoles de origen antropogénico (APO AtmD) el cual promueve la fotosíntesis marina y los cambios en la solubilidad, biología y la circulación oceánica debido al calentamiento (APO Climate) liberan APO a la atmósfera. El presente estudio muestra que la APO Climate puede ser usada para estimar cambios a largo plazo en el calentamiento global de los océanos. Fuente: https://doi.org/10.1038/s41586-018-0651-8
Mientras los océanos se van calentando, tanto el O2 como el CO2 tienden a ser liberados en el aire, aumentando los niveles del potencial de oxígeno atmosférico o APO, el cual además es influenciado por la quema de combustibles fósiles y los procesos de absorción del exceso de CO2 de los combustibles fósiles. Al comparar los cambios en la APO observados con los cambios esperados por el uso de combustibles fósiles y la captura de dióxido de carbono, los investigadores calcularon la cantidad de APO que emanaba del océano para calentarse. Esa cantidad coincidió con el contenido de calor en el océano.
La técnica de medición desarrollada en esta investigación es la primera técnica independiente del IPCC en este ámbito, señalaron los investigadores.
Durante décadas recientes, la captura de calor del océano había sido cuantificada usando medidas de temperatura hidrográficas y datos desde el programa Argo, el cual expandió su cobertura recién después de 2007. Sin embargo, los investigadores señalaron que estas estimaciones usaron los mismos datos considerados imperfectos y añadieron incertezas adicionales resultantes de su dispersa cobertura, especialmente antes del año 2007.
En este contexto, el presente estudio provee una estimación independiente usando medidas de los niveles de los niveles del potencial de oxígeno atmosférico o APO, los cuales se incrementan cuando el océano se calienta y libera gases tal como si fuera un termómetro océanico.
De esta forma, los resultados de este estudio precisaron que los océanos han ganado la cantidad de 1.33 ± 0.20 -- 1022 joules de calor por año entre 1991 y 2016, equivalentes a un desequilibrio planetario de energía de 0.83 ± 0.11 watts por metro cuadrado en la superficie terrestre.
Cabe recordar que los océanos son la principal fuente de inercia termal en el sistema climático y uno de los principales sumideros de carbono de nuestro planeta.
¿Que es un sumidero de carbono o de CO2?
Un sumidero de carbono o sumidero de CO2 es un concepto formulado a partir del fallido protocolo de Kyoto de 1997 y hace alusión a un depósito ya sea natural o artificial para el carbono. De esta forma un sumidero absorbe carbono de la atmósfera. En la historia de nuestro planeta, los principales sumideros a largo plazo eran los procesos de producción de carbón, petróleo y gas a partir de moléculas orgánicas de seres vivos. Ahora con ese carbono siendo liberado de forma masiva a la atmósfera, los principales sumideros son los océanos y los bosques.
Este diagrama del ciclo rápido del carbono muestra el movimiento del carbono entre la tierra, la atmósfera y los océanos. Los números amarillos son flujos naturales, los números rojos son contribuciones humanas al sistema, en gigatoneladas de carbono por año. Los números blancos indican el carbono almacenado. Diagrama adaptado de DOE, Biological and Environmental Research Information System, EE.UU.
El principal proceso para capturar o secuestrar carbono de la atmósfera es la fotosíntesis que implica la la conversión de materia inorgánica en materia orgánica gracias a la energía que aporta la luz, y es realizada por bacterias de varios tipos, algas y plantas. Son los denominados organismos fotoautótrofos.
¿En que etapa del problema nos encontramos?
Basados en las burbujas de aire atrapadas en testigos de hielo y otros registros paleoclimáticos se ha reconocido que durante las eras glaciales del pasado millón de años o más, las concentraciones de dióxido de carbono nunca excedieron las 300 ppm. Después de la Revolución Industrial que comenzó a mediados de 1700s, el promedio global de dióxido de carbono era de cerca de 280 ppm.
En la década de 1960, el incremento global del dióxido de carbono atmosférico era de entre 0,6 y 0,1 ppm al año. En las últimas décadas sin embargo, el crecimiento ha sido cercano a las 2,3 ppm al año. La tasa anual de incremento el dióxido de carbono atmosférico sobre los últimos 60 años, el periodo llamado, "La Gran Aceleración" del Antropoceno, ha sido de 100 veces más rápida que los incrementos previos , tales como los ocurridos al final de la última era de hielo hace 11.000 - 17.000 años atrás.
Según las observaciones realizadas desde la estación hawaiana de Mauna Loa, en 1958 las concentraciones de dióxido de carbono atmosférico se mantenían en cerca de 315 ppm. El 9 de mayo de 2013, la media de dióxido de carbono en Mauna Loa superó las 400 ppm por primera vez en el registro histórico. Menos de dos años después, en 2015, las concentraciones globales atravesaron la barrera de las 400 ppm por primera vez y dos años después llegaron a 405 ppm.
Concentraciones mensuales de dióxido de carbono en la atmósfera global (línea roja oscura) desde 1980-2017 mostrando el aumento de amplio rango entre temporadas de crecimiento y descomposición estacional de organismos fotosintetizadores. La línea roja clara es la tasa de crecimiento anual o la cantidad por la cual el dióxido de carbono aumenta cada año. Fuente: NOAA Licencia Creative Commons
Entre 2016 y 2017, las concentraciones de dióxido de carbono habían registrado un incremento de entre 2,2 y 0,1 partes por millón (ppm), alcanzando este nuevo record al alza de 405,0 ppm. Mientras que el incremento registrado entre 2015 y 2016 había sido de 3,0 ppm al año, según señaló el informe "El estado del Clima en 2017" de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA, por sus siglas en inglés).
También puedes ver: Cambio climático fuera de control: concentraciones de CO2 en la atmósfera alcanzaron nuevo record de 405 ppm en 2017
De continuar creciendo las actuales demandas de energía, y al ser satisfechas estas mediante combustibles fósiles, las concentraciones de dióxido de carbono para el final del siglo XXI podrían exceder las 900 partes por millón, lo que tendría consecuencias potencialmente catastróficas para las sociedades humanas. Si la temperatura promedio global sube por sobre cierto límite, procesos de retroalimentación positiva, donde un factor potencia a los demás progresivamente, podrían liberarse mucho mayores cantidades de carbono y metano desde sus reservorios polares y bajo el océano. Esto podría dar como resultado una transformación radical de las condiciones oceánicas y atmosféricas, acelerando las actuales tendencias de pérdida de biodiversidad, y dejando vastas regiones del planeta inhabitables para los humanos.
Los resultados del presente estudio de los investigadores de Princeton y la Universidad de California, basados en mediciones de alta precisión, sugieren que el calentamiento del océano se encuentra en el extremo superior de las estimaciones anteriores, con implicaciones relevantes para las medidas de respuesta de la Tierra al cambio climático, tales como la sensibilidad a los gases invernadero y el componente térmico del aumento del nivel de los mares. Estos resultados sugieren que si la humanidad se propone evitar que las temperaturas suban por sobre 2°C, entonces las emisiones de dióxido de carbono (CO2) deben reducirse en un 25% más de lo que se había estimado antes.
Fotografía principal: Complejo de refinerías de la Empresa Nacional del Petróleo (ENAP) visto desde la desembocadura del Biobío en el Golfo de Arauco.
