Entre la comunidad científica, los gobiernos, las organizaciones humanitarias e incluso los planificadores militares, el cambio climático se considera la mayor amenaza que enfrenta la humanidad en la actualidad. Entre los aumentos en la hambruna, las enfermedades, las inundaciones, el desplazamiento, el clima extremo y el caos que resultan, está claro que la forma en que estamos haciendo que nuestro planeta se caliente más está teniendo consecuencias nefastas.
Pero hay una serie de escenarios donde el daño que se está haciendo ahora podría resultar en un efecto desbocado que conduce a extinciones masivas. Esta posibilidad fue ilustrada en un estudio reciente realizado por el profesor del MIT Daniel Rothman con el apoyo de la NASA y la National Science Foundation (NSF). Según Rothman, estamos en peligro de romper un "umbral de carbono" que podría conducir a un efecto desbocado con los océanos de la Tierra.
Rothman, profesor de geofísica y codirector del Centro Lorenz en el Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias del MIT, ha pasado los últimos años advirtiéndonos sobre el umbral crítico que enfrentamos. En 2017, publicó un artículo en Avances científicos eso advirtió cómo los océanos de la Tierra podrían contener suficiente dióxido de carbono para 2100 para desencadenar una extinción masiva.
Desde entonces, Rothman ha refinado esta predicción al estudiar la forma en que el ciclo del carbono responde una vez que supera un umbral crítico. En su nuevo artículo, que apareció en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias, Rothman empleó un modelo matemático simple que desarrolló para representar el ciclo del carbono en el océano superior de la Tierra y cómo podría comportarse cuando se cruza este umbral.
Este ciclo consiste en que el carbono se libera a la atmósfera de la Tierra (principalmente a través de la actividad volcánica) y se almacena en el manto de la Tierra en forma de minerales de carbonato. Nuestros océanos también sirven como un "sumidero de carbono", eliminando el carbono atmosférico del aire y convirtiéndolo en ácido carbónico. Este ciclo ha mantenido las temperaturas del planeta y los niveles de acidez del océano estables en el tiempo.
Cuando el dióxido de carbono de la atmósfera se disuelve en agua de mar, también tiene el efecto de disminuir las concentraciones de iones de carbonato en el océano. Cuando caen por debajo de cierto umbral, los depósitos hechos de carbonato de calcio comienzan a disolverse y los organismos que dependen de ellos para su protección tienen más dificultades para sobrevivir.
Esto es perjudicial por dos razones. Por un lado, significa que una parte importante del ciclo de vida marina comenzaría a morir. Por otro lado, las conchas juegan un papel importante en la eliminación del dióxido de carbono del océano superior. Esto ocurre como resultado de organismos que dependen de sus caparazones para ayudarlos a hundirse en el fondo del océano, llevando consigo carbono orgánico detrítico.
Por lo tanto, los aumentos en el dióxido de carbono atmosférico (y la acidificación oceánica resultante) significarán menos organismos calcificantes y menos dióxido de carbono eliminado. Como Rothman explicó en una entrevista reciente con MIT News:
"Es un comentario positivo. Más dióxido de carbono conduce a más dióxido de carbono. La pregunta desde un punto de vista matemático es, ¿es tal retroalimentación suficiente para hacer que el sistema sea inestable?
Este proceso ha sucedido muchas veces a lo largo de la historia de la Tierra. Como Rothman indicó en su estudio, la evidencia derivada del estudio de las capas sedimentarias muestra que las reservas de carbono de los océanos cambiaron rápidamente (y luego se recuperaron) docenas de veces en los últimos 540 millones de años. La más dramática tuvo lugar aproximadamente al mismo tiempo que cuatro de las cinco grandes extinciones masivas en la historia de la Tierra.
En cada uno de estos casos, Rothman concluye que los aumentos en el dióxido de carbono (ya sea gradual o repentino) eventualmente superaron un umbral, lo que resultó en un efecto de cascada desbocada que involucra retroalimentaciones químicas. Esto condujo a una acidificación oceánica extrema y a la amplificación de los efectos del disparador original.
Además, durante aproximadamente la mitad de las interrupciones en el modelo de Rothman, la velocidad a la que aumentó el carbono fue esencialmente la misma una vez que se pusieron en marcha. Si bien los factores desencadenantes en el pasado probablemente se debieron al aumento de la actividad volcánica u otros eventos naturales, estos ocurrieron en el transcurso de decenas de miles de años. Hoy, la humanidad está bombeando CO2 a la atmósfera a un ritmo nunca antes visto en el registro geológico.
Este fue uno de los principales hallazgos del estudio de Rothman, que mostró que la tasa de CO2 Se presenta juega un papel importante en la eliminación del sistema. Mientras que las perturbaciones moderadas en el ciclo del carbono se nivelarían con el tiempo y no afectarían la estabilidad oceánica general, una rápida introducción de CO2 conduciría a una cascada de retroalimentaciones positivas que magnificarían el problema.
Hoy, Rothman afirma que estamos "en el precipicio de la excitación" y, si esto ocurre, la retroalimentación y los efectos resultantes probablemente sean similares a las catástrofes mundiales pasadas. "Una vez que superamos el umbral, es posible que no lleguemos a cómo llegamos", dijo. "Una vez que lo superas, estás lidiando con el funcionamiento de la Tierra, y sigue su propio camino".
En el lado positivo, su estudio también mostró que los océanos de la Tierra (basados en los niveles actuales de acidificación) eventualmente volverían al equilibrio, pero solo después de decenas de miles de años. Este patrón es consistente con el registro geológico, específicamente con al menos tres extinciones masivas que se cree que están relacionadas con el volcanismo masivo sostenido.
En otras palabras, si las emisiones antropogénicas de carbono cruzan el umbral y continúan más allá, las consecuencias podrían ser tan graves como con extinciones masivas previas. "Es difícil saber cómo terminarán las cosas dado lo que está sucediendo hoy", dijo Rothman. "Pero probablemente estamos cerca de un umbral crítico. Cualquier pico alcanzaría su máximo después de unos 10.000 años. Esperemos que eso nos dé tiempo para encontrar una solución ".
La comunidad científica ya reconoce que el CO antropogénico2 Las emisiones están teniendo un efecto en el medio ambiente de la Tierra, un efecto que podría sentirse durante milenios. Sin embargo, este estudio sugiere que esas consecuencias podrían ser mucho más dramáticas de lo esperado y podrían ser irreversibles más allá de cierto punto. Como mínimo, el estudio de Rothman destaca la necesidad de implementar soluciones ahora, mientras todavía hay tiempo.
