EL CAMBIO CLIMÁTICO 1
INTRODUCCIÓN En la actualidad recibimos mucha y muy diversa información proveniente de muy distintas fuentes; además los avances tecnológicos de que disponemos nos permiten simular y ver hechos que sin aquéllos no nos los podríamos casi ni imaginar hace tan sólo unas décadas. Y, aunque parezca una contradicción: Asimilamos realmente esa información? Nos da tiempo a conocer determinados temas actuales que nos pueden interesar (o quizás no) y sobre los cuales casi todo el mundo opina?. Recuerda que si un tema te atrae y quieres información, empieza por consultar fuentes de prestigio que tengas a tu alcance; descubrirás que la ignorancia nos puede hacer creer cosas que 2
realmente no están nada claras. También, en el mismo proceso, irás dándote cuenta de que cuantos más conocimientos vas adquiriendo más te quedan aún por conocer. Uno de los temas candentes de la actualidad y del que nos llegan noticias casi todos los días es el del CAMBIO CLIMÁTICO. Nos gustaría que estos pequeños apuntes sirvieran de punto de partida para que, en caso de que te resulten interesantes, comiences a querer saber más sobre ello. QUÉ ES EL CAMBIO CLIMÁTICO? Existe una variabilidad del clima terrestre que ocurre lenta y progresivamente a lo largo del tiempo y que se debe a varios factores naturales de distinto origen que comentaremos más adelante. A ese hecho natural se está añadiendo, según la mayoría de los científicos, lo que se denomina desde hace ya años el cambio climático y que está sufriendo nuestro planeta por acción directa o indirecta del hombre. La consecuencia primaria de dicho cambio es el calentamiento global. En las revistas científicas, calentamiento global se refiere a los aumentos de temperatura superficial, mientras que el término cambio climático es más amplio e incluye al calentamiento global y todos los otros aspectos que lo producen. La comunidad científica no niega en general las evidencias de este fenómeno, pero hay cierta disparidad en su enfoque, en sus causas y, sobre todo, en la evaluación de sus consecuencias, así como en la eficacia de las medidas que se han tomado y que se proponen. Hay expertos que dudan de que exista relación entre el calentamiento global y la acción humana sobre el medio 3
ambiente. Argumentan que los modelos climáticos creados no son suficientes ni totalmente satisfactorios para explicar complejidad del funcionamiento del clima. Y hay también quien emite hipótesis catastrofistas que van a veces acompañadas de una deficiencia de rigor, así como de un exceso de sensacionalismo. La Paleoclimatología nos recuerda los cambios en el clima que ocurrieron a lo largo de la historia de la Tierra y cómo se cree que fueron determinantes en la desaparición de algunas especies. ALGUNAS NOCIONES A RECORDAR Sería aconsejable que revisásemos nuestra memoria con ciertos conocimientos que, aunque familiares, seguro que nos gusta retomar: - La Tierra gira alrededor del Sol en una órbita elíptica cuya excentricidad varía, es decir unas veces la elipse descrita es más achatada y otras lo es menos (se parece más a una circunferencia); la excentricidad actual es baja, de aprox.3% y la elipse es muy parecida a una circunferencia. - El Sol ocupa uno de los dos focos de la elipse (no el centro ). Y por tanto una vez al año ocupamos la posición más cercana al Sol (perihelio, ocurre en Julio, 146 millones de km) y otra la más alejada (afelio, 151 millones de km ocurre en Enero). Ambas posiciones no influyen en el transcurso de las estaciones. - El eje de giro de la Tierra no es perpendicular al plano de traslación, sino que está inclinado 23 5. Es este efecto combinado con la traslación provoca de las cuatro estaciones del año: invierno, otoño, verano y primavera. 4
- Sólo en los fluidos (gases y líquidos) se dan las corrientes de convección, que son claves para comprender determinados fenómenos que ahora nos ocupan. Estas corrientes hacen que un fluido cualquiera se mueva en vertical (por la fuerza de la gravedad) en virtud de su temperatura. Así, por ejemplo, una masa de aire que está cerca de la superficie terrestre por efecto del calor aumenta su temperatura y por tanto se dilata; este aumento de volumen hace que (como su masa no ha variado) su densidad disminuya y al ser menos denso, se eleve desplazando así al aire que estaba arriba. Éste desciende. Y así sucesivamente. - Debido a la rotación de la Tierra, todo lo que se mueve en su superficie no sigue una línea recta, sino que tiende a girarse hacia un lado. Esto se conoce como el efecto de Coriolis. Inapreciable en distancias cortas, es muy importante en las grandes. Esta desviación afecta el curso de proyectiles y obviamente el de los vientos y las corrientes. La desviación es hacia la derecha en el Hemisferio Norte y hacia la izquierda en el Hemisferio Sur. - La solubilidad de los gases en líquidos, por lo general, disminuye al aumentar la temperatura de la disolución. La subida de temperatura en el agua puede suponer menos oxígeno y dióxido de carbono disponibles para los seres vivos. - La palabra gradiente se emplea en Física para designar la variación de una magnitud con respecto a la altitud o profundidad. Por ej gradiente geotérmico, que en la corteza terrestre es aproximadamente de un aumento de 1 C / 33 m. - La isostasia intenta explicar teóricamente cómo la variación de la parte emergida de los continentes es equilibrada 5
lentamente por la sumergida. Cuando por la erosión las zonas emergidas pierden volumen y peso, las partes sumergidas correspondientes suben para compensarlo. Este equilibrio isostático es lento y va acompañado de cambios eustáticos en el nivel del mar, el nivel de agua sube o baja por los deshielos y otros fenómenos. Ambos son movimientos verticales. En el pasado, las glaciaciones hicieron que las tierras emergidas heladas pesaran más y se hundieran; el nivel del agua bajó además, pero hoy encontramos playas en Escandinavia que después de haber estado heladas en la última glaciación hoy están muy elevadas con respecto al nivel del mar., y restablecer el equilibrio, o viceversa. Es decir, mediante una serie de movimientos verticales (, se restablece el equilibrio isostático constantemente en la Tierra. - El agua, por su carácter dipolar, tiene unas propiedades únicas que la distinguen de otros fluidos (su calor específico, su densidad, su dilatación anómala.). Hacen de ella el mejor termorregulador y el mejor disolvente. Grandes masas de agua evitan cambios bruscos en la temperatura. 6
- La Tierra se comporta como un gigantesco imán; el campo magnético terrestre se genera en el interior, en el núcleo externo que es líquido por las altas temperaturas y que permite las corrientes de convección de sus materiales que contienen hierro. Aunque los polos magnéticos terrestres reciben el nombre de polo norte magnético (próximo al polo norte geográfico) y polo sur magnético (próximo al polo sur geográfico), su magnetismo real es el opuesto al que indican sus nombres, ya que los polos de distinto nombre son los que se atraen. - El Sol es nuestra fuente de energía. Parte de la radiación recibida choca en la superficie y rebota, saliendo hacia la atmósfera y es absorbida en la esta capa gaseosa por algunos gases, llamados gases de efecto invernadero, que actúan como un manto y contribuyen a mantener el calor de la Tierra. Mantienen la temperatura dentro de unos límites que han permitido el desarrollo de la vida tal como la conocemos. Sin la concentración natural y equilibrada de estos gases en la atmósfera, la temperatura promedio en la superficie de la Tierra sería similar a la de la Luna, unos 18 C. - Pero el exceso de emisiones de CO 2, y también de metano (CH 4 ), de NO 2 y de otros gases de equipos de refrigeración y aerosoles están alterando el equilibrio de dichos gases en la atmósfera. 7
- En este gráfico se muestra en qué consiste el mal llamado efecto invernadero, ya que no es igual al que se produce a través de los cristales de un invernadero tradicional. FACTORES QUE INFLUYEN EN EL CLIMA La temperatura media global de la Tierra es el resultado del balance existente entre la energía que llega del Sol, la pérdida de calor (enfriamiento) debida a la energía devuelta por la superficie terrestre y la atmósfera hacia el espacio y la cantidad de calor que es retenido en la atmósfera. Este balance está influenciado por varios factores, como son: Factores extraterrestres Duración típica Actividad solar superficial 40 a 120 años Radiación Solar 100 años 8
Inclinación del eje 41000 años Excentricidad orbital 100000-400000años Vapores y polvos volcánicos 1 a 4 años Inversión de los polos magnéticos Varía Turbidez atmosférica ;cobertura de las nubes Varían continuame nte Gases de invernadero naturales 9.000 a 13.000 años Gases de invernadero por acción humana 250 años Capacidad de absorción: - Albedo: Cantidad de radiación reflejada (de la Tierra, nieve, hielo) en relación con la recibida. Muy plazo largo - Movimiento de placas tectónicas Muy plazo largo - Corrientes oceánicas Largo plazo Inclinación del eje EEl ángulo de inclinación de la Tierra varía periódicamente cada 41000 años. Si fuese de 0, no habría estaciones y si aumentase mucho favorecería el deshielo de las grandes masas de hielo. 9
La oblicuidad parece haber regido la periodicidad de los ciclos glaciales en Pleistoceno (1,8 m. a 11.500 años, periodo anterior al actual y durante el cual ocurrieron las recientes glaciaciones). En la 1ª parte del Pleistoceno ciclos de aprox.40000 años y en la 2ª de 80000 y 120000 años (múltiplos correlativos de 40000). VARIACIÓN DEL ÁNGULO DE INCLINACIÓN EN LOS ÚLTIMOS 2 M.A Excentricidad de la órbita La órbita pasa de ser casi circular a ser marcadamente elíptica en periodicidades de cientos de miles de años (100000 a y 400000 a). La distancia al Sol en cada estación del año es diferente y variable, por 10
lo que la insolación también lo es. Las variaciones en la excentricidad afectan de manera notable a la diferencia de energía solar que incide en el perihelio y en el afelio. Esta diferencia de insolación aumenta cuando la excentricidad es mayor, y disminuye cuando es menor. El aumento de la excentricidad de la órbita terrestre provoca el incremento del contraste verano-invierno en un hemisferio y la reducción de ese contraste en el otro, dependiendo en cada caso de las estaciones en que ocurran el afelio y el perihelio.. Erupciones volcánicas Lanzan a la atmósfera grandes cantidades de cenizas que permanecen en suspensión durante años, reduciendo el brillo del Sol y bajando la temperatura media de la atmósfera. Este mecanismo también puede funcionar tras el impacto de un gran meteorito, pero estos episodios son más esporádicos. Para que el polvo volcánico origine una era glacial sería necesario un ciclo volcánico muy violento y sostenido a lo largo de años y en todo el mundo. Las erupciones volcánicas también hacen aumentar las concentraciones de CO 2 en la atmósfera. Inversiones magnéticas Se consideran como un factor que podría desencadenar un enfriamiento terrestre muy acusado porque en el proceso de inversión se debilita el campo magnético (y se orienta en dirección este-oeste). La mayor presencia de rayos cósmicos provoca en la 11
troposfera mayor formación de nubes, lo que comportaría un enfriamiento de la Tierra. Las posiciones de los polos magnéticos no son constantes y muestran notables cambios de año en año. El campo magnético de la Tierra tiene tendencia a trasladarse hacia el Oeste a razón de 19 a 24 km por año. El Paleomagnetismo es la Ciencia que estudia el magnetismo antiguo de la Tierra, lo hace gracias a la propiedad que tienen ciertas rocas en las que existen granos de minerales magnéticos, como la magnetita, de adquirir una imantación inducida por el campo magnético terrestre y en su misma dirección. Esta imantación tiene la propiedad de que, aunque cambie después la dirección del campo magnético terrestre, ella permanece inalterada y se conserva constante. El estudio de la imantación de rocas antiguas permite conocer la dirección que tuvo el campo magnético terrestre en el pasado. Aunque cambios en el campo magnético terrestre coinciden algunas veces con las variaciones en el volumen mundial del hielo, glaciaciones rápidas de corta duración y enfriamiento climático, todavía se tiene que probar de manera definitiva que esta relación no es pura coincidencia. 12
Tectónica de placas También la disposición de los continentes, tiene influencia en el clima. Si las tierras emergidas se concentran en las latitudes bajas el clima tiende a ser más cálido, ya que los mares (en las latitudes altas) conservan mejor el calor dificultando la aparición de hielo permanente; mientras que cuando los continentes se concentran en las latitudes altas las temperaturas bajan. Además, recordemos que la teoría de la Tectónica de placas explica muchos de los fenómenos geológicos que indirectamente pueden explicar ciertos cambios climáticos (formación de volcanes, de nuevos océanos, de cordilleras,.etc). Vientos. Corrientes marinas superficiales y profundas. El Cinturón de transporte Los vientos son los responsables de producir las olas y las corrientes en el océano. A su vez es el calentamiento solar lo que impulsa los vientos. La mayor energía solar se recibe en el Ecuador, por eso el aire es más caliente en el Ecuador y más frío en los polos. El aire caliente, por ser menos denso, se eleva en el Ecuador, por lo que se forma una baja presión. Según el aire caliente se aleja del Ecuador hacia el norte o hacia el sur, se enfría y se torna más denso. Esto ocasiona un gradiente de presión y otra masa de aire tiene que remplazarlo, ocasionando el viento. Entonces se forma una celda de circulación o de convección. Con ellos explicamos las precipitaciones. 13
Circulación Global del Aire y Patrones de Precipitación 60 N 30 N 0 (ecuador) 30 S El aire descendente absorbe humedad El aire ascendente libera humedad El aire seco descendente absorbe humedad 60 S Zona árida 23.5 30 0 Trópicos 23.5 30 Zona árida Los océanos, como la atmósfera también tienen su dinámica. Hay dos tipos de corrientes en las masas oceánicas: Las corrientes superficiales, que constituyen el 10% del movimiento del agua del océano y se encuentran desde los 400 m hacia arriba transportan un gran volumen de agua y de calor, influyen notablemente en la distribución de la temperatura y en definitiva en los distintos climas. Las corrientes de agua profunda o termohalinas, que afectan el otro 90%. La salinidad del agua y su temperatura son claves en el desplazamiento de estas corrientes, que por variaciones en la densidad mueven masas de agua fría hacia los trópicos, se calientan y emergen y viceversa (las corrientes de convección). Estas aguas llevan oxígeno a las profundidades cuando se sumergen. 14
TEMPERATURA DE LA SUPERFICIE DEL AGUA (ROJO MÁS CALIENTE, VERDE Y AZUL MÁS FRÍA) o Conexión entre las corrientes superficiales y profundas Existe una conexión compleja entre las corrientes oceánicas, que se conoce como el Cinturón de Transporte ( Conveyor Belt ). Dirige los patrones climáticos transportando calor y humedad alrededor de la Tierra. CINTURÓN DE TRANSPORTE ENTRE LAS CORRIENTES MARINAS 15
Pero esta conexión es vulnerable y podría ser interrumpida o cambiar de dirección debido a un exceso de precipitaciones o de deshielo en los glaciares. Fluctuaciones en la dirección y/o velocidad de esta corriente, Conveyor Belt, tendría efectos adversos, como en: o El intercambio de oxígeno y nutrientes, entre las masas de agua superficiales y aguas profundas. o La distribución y formación de los vientos. o Aumento y redistribución de las zonas de sequía. o Distribución de lluvias y tormentas. En definitiva, todo nuestro planeta y los seres vivos que en él habitamos nos veríamos afectados. 16