Desde el inicio de la Revolución industrial (~1750), la concentración de dióxido de carbono (CO2) atmosférico aumenta de manera continua y recientemente este aumento se ha acelerado. Este año, el día 23 de mayo la estación atmosférica más alejada de las grandes urbes, en la base antártica Amundsen-Scott del polo sur, registró una concentración de CO2 de 400 partes por millón (ppm), según lo anunciado por la Agencia Oceánica y Atmosférica de Estados Unidos (NOAA).

Promedio diario de dióxido de carbono en el Polo Sur

Tres años atrás, en el hemisferio norte, el observatorio de Mauna Loa (Hawái) registró el traspaso del umbral de los 400 ppm en CO2 en ese sitio. Posteriormente, otras estaciones del hemisferio norte se unieron a esta tendencia. Como era esperado, el CO2 se distribuiría a través de la atmósfera del planeta llegando a la zona más remota: la atmósfera de la Antártica.

La explicación de por qué la atmósfera de la Antártica es la última en sobrepasar los 400 ppm de CO2 se debe a que las mayores emisiones de este gas de efecto invernadero se originan en el hemisferio norte, como una consecuencia de que la mayoría de la población mundial habita en ese hemisferio (más tierra, más personas, más industrias, más emisiones). Esto nos demuestra que el CO2 está y se extiende a través de la atmósfera, incluso en las áreas más alejadas de la civilización como lo es el continente antártico.

Alcanzar y traspasar el umbral de 400 ppm tiene solo una connotación simbólica, no significa que debemos esperar una reacción instantánea en el planeta o un cataclismo ante este evento. Sin embargo, es un recordatorio importante de que nosotros, como humanidad, continuamos afectando profundamente el sistema climático, este último definido como las interacciones físicas, químicas y biológicas entre sus 5 componentes (atmósfera, hidrósfera, criósfera, superficie terrestre y biósfera).

De acuerdo al informe del Panel Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC), como consecuencia del aumento antropogénico de gases de efecto invernadero, la temperatura promedio global en los últimos 132 años aumento en 0.85 ºC. Este incremento global de temperatura ha gatillado una serie de cambios en el sistema climático. Por ejemplo, científicos, a través de imágenes satelitales, han registrado un aumento global promedio del nivel del mar entre 5 y 6 cm desde el año 2000 y los resultados muestran que el siglo XX presenta el mayor incremento en el nivel del mar que todos los siglos anteriores (IPCC, 2013). Las temperaturas extremas se han hecho más comunes y los océanos se han acidificado, esto último como consecuencia directa y predecible del aumento de CO2 en la atmósfera y su absorción por el océano. Uno de los efectos más importantes de la acidificación de los océanos es la descalcificación de los organismos marinos que producen conchas y esqueletos de carbonato de calcio (moluscos, corales, estrellas de mar y erizos, entre otros), lo cual ha sido evaluado y observado por múltiples estudios.

El Acuerdo de París, suscrito en diciembre pasado por 195 países, es un punto de inflexión en el compromiso internacional para hacer frente a los cambios. Los escenarios más pesimistas se imponen a los moderados y, finalmente, los gobiernos buscan disminuir las emisiones, evaluar los efectos y proponer medidas que busquen una más rápida adaptación de la sociedad.

CO2 y el cambio climático actual
La influencia humana en el sistema climático actual es clara. El consenso basado en evidencia científica indica que los humanos desencadenamos cambios en el clima de la Tierra, debido a nuestro rol protagónico como agente productor del aumento de la concentración de gases de efecto invernadero, en especial CO2. Estos gases de efecto invernadero tienen la capacidad de retener parte de la energía solar que es reflejada por la Tierra y la atmósfera, calentándola (absorben una fracción de luz infrarroja que refleja la Tierra). De acuerdo al informe del IPCC, se ha cuantificado y estimado que la mayor contribución positiva al forzamiento radiativo del cambio climático (es decir, la medida neta del balance energético de la Tierra en respuesta a perturbaciones externas, donde el forzamiento radiativo positivo produce calentamiento y un forzamiento radiativo negativo produce enfriamiento) es causada por el incremento de CO2 desde 1750.

En la era contemporánea, los humanos comenzamos a extraer, utilizar y, por lo tanto, quemar combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural) como una fuente de energía, sumado a un incremento acelerado de la desforestación. Ambas actividades han resultado en emisiones de CO2, incrementándolo significativamente en la atmósfera. La manera simple de explicar el aumento de CO2 es que los combustibles fósiles, como stock de carbono, fueron formados lentamente durante millones de años y no se desgasifican a la atmósfera, por lo tanto, no hay flujos de carbono constante con los otros tres stocks principales de carbono (océano, biósfera terrestre y atmósfera).

Entonces, las emisiones desde este stock (combustibles fósiles) son un resultado directo de la actividad humana, a diferencia de los otros tres stocks de carbono, que presentan intercambio y flujo constante entre ellos.

¿Cuándo fue la última vez que la Antártica registró una concentración de CO2 mayor a 400 ppm?
La última vez que la Tierra presentó concentraciones de CO2 en el rango de los 400 ppm, los humanos (Homo sapiens) no existíamos, por lo que nos encontramos habitando en las concentraciones más altas de la historia de la humanidad. Pero recordemos que la Tierra tiene 4.600.000.000 de años y nosotros aparecimos solo en los últimos 120.000 años aproximadamente.

La evidencia directa de las concentraciones atmosféricas pasadas proviene de pequeñas burbujas de aire atrapadas en el hielo de la Antártica. La obtención de testigos de hielo (cilindros de hielo que se extraen desde glaciares y capas de hielo desde su superficie hasta la base, que acumulan información estratigráficamente) y el análisis de los gases atrapados en las burbujas de estos, ha permitido a los científicos cuantificar la concentración de CO2 y otros gases de efecto invernadero de los últimos 800.000 años, intervalo de tiempo que contiene periodos glaciales e interglaciales y en donde el CO2 fluctuaba cíclicamente entre 180 y 280 ppm. Es decir, las concentraciones actuales sobrepasan la concentración de CO2 de los últimos 800.000 años.

En cambio, las determinaciones de los niveles de CO2 más antiguos son escasas y con alta incerteza. Esto se debe a que no hay ningún método completamente satisfactorio que sea capaz de reconstruir el CO2 anterior a 800.000 años. Aun cuando no hay una reconstrucción precisa del CO2, un grupo de científicos de Estados Unidos y del Reino Unido ha sugerido, a través de análisis de los componentes de testigos de sedimentos oceánicos, que no se observan concentraciones de CO2 mayores a 400 ppm, al menos, en los últimos 15 millones de años. Sin embargo, en 2011 otro grupo de científicos de EE. UU., Reino Unido, Suiza, Japón y Alemania, usando otra metodología, sugirieron la existencia de niveles de CO2 comparables a los que se observan hoy en día entre los 3,6 y 4,6 millones de años atrás. Ese periodo presentó una temperatura promedio mayor a la de hoy día en 3º C, con solo pequeñas extensiones de hielo terrestre y marino, el sector oeste de la Antártica estaba parcialmente desglaciado, Groenlandia y el norte de Canadá tenían bosques y presentaban temperaturas de 10 ºC mayores a las actuales.

Aunque aún no existe una claridad con respecto a las concentraciones de CO2 anteriores a 800.000 años atrás, es definitivo que las concentraciones que observamos actualmente son las más altas de la historia de la humanidad.

Dra. Pamela Santibáñez y Dr. Marcelo Leppe
Departamento Científico
Instituto Antártico Chileno