Cambio climático De Wikipedia, la enciclopedia libre

Imagen actual de la superficie de Venus, un planeta que anteriormente se pareció en muchos aspectos a la Tierra actual.^[1]

Se llama cambio climático a la modificación del climacon respecto al historial climático a una escala global o regional.Tales cambios se producen a muy diversas escalas de tiempo y sobretodos los parámetros climáticos: temperatura, precipitaciones, nubosidad, etcétera. Son debidos tanto a causas naturales (Crowley & North 1988) como antropogénicas (Oreskes 2004).

El término suele usarse, de forma poco apropiada, para hacerreferencia tan sólo a los cambios climáticos que suceden en elpresente, utilizándolo como sinónimo de calentamiento global. La Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático usa el término cambio climático sólo para referirse al cambio por causas humanas:

Como se produce constantemente por causas naturales se lo denomina también variabilidad natural del clima. En algunos casos, para referirse al cambio de origen humano se usa también la expresión cambio climático antropogénico.

Además del calentamiento global, el cambio climático implica cambios en otras variables como las lluvias globales y sus patrones, la cobertura de nubesy todos los demás elementos del sistema atmosférico. La complejidad delproblema y sus múltiples interacciones hacen que la única manera deevaluar estos cambios sea mediante el uso de modelos computacionales que simulan la física de la atmósfera y de los océanos. La naturaleza caótica de estos modelos hace que en sí tengan una alta proporción de incertidumbre (Stainforth et al. 2005)(Roe & Baker 2007), aunque eso no es óbice para que sean capaces de prever cambios significativos futuros (Schnellhuber 2008)(Knutti & Hegerl 2008) que tengan consecuencias tanto económicas (Stern 2008) como las ya observables a nivel biológico (Walther et al. 2002)(Hughes 2001).

Causas de los cambios climáticos

Temperatura en la superficie terrestre al comienzo de la primavera de 2000.

El clima es un promedio, a una escala de tiempo dada, del tiempo atmosférico.Sobre el clima influyen muchos fenómenos; consecuentemente, cambios enestos fenómenos provocan cambios climáticos. Un cambio en la emisióndel Sol, en la composición de la atmósfera, en la disposición de los continentes, en las corrientes marinas o en la órbita de la Tierra puede modificar la distribución de energía y el balance radiativo terrestre, alterando así profundamente el clima planetario.

Animación del mapa mundial de la temperatura media mensual del aire de la superficie.

Estas influencias se pueden clasificar en externas e internas a laTierra. Las externas también reciben el nombre de forzamientos dado quenormalmente actúan de forma sistemática sobre el clima, aunque tambiénlos hay aleatorios como es el caso de los impactos de meteoritos (astroblemas).La influencia humana sobre el clima en muchos casos se consideraforzamiento externo ya que su influencia es más sistemática que caótica pero también es cierto que el Homo sapiens pertenece a la propia biosferaterrestre pudiéndose considerar también como forzamientos internossegún el criterio que se use. En las causas internas se encuentran unamayoría de factores no sistemáticos o caóticos. Es en este grupo dondese encuentran los factores amplificadores y moderadores que actúan enrespuesta a los cambios introduciendo una variable más al problema yaque no solo hay que tener en cuenta los factores que actúan sinotambién las respuestas que dichas modificaciones pueden conllevar. Portodo eso al clima se le considera un sistema complejo. Según qué tipo de factores dominen la variación del clima será sistemática o caótica. En esto depende mucho la escala de tiempoen la que se observe la variación ya que pueden quedar patronesregulares de baja frecuencia ocultos en variaciones caóticas de altafrecuencia y viceversa.

Variaciones solares

El Sol es una estrella variable que presenta ciclos de actividad deonce años. Ha tenido períodos en los cuales no presenta manchassolares, como el mínimo de Maunder que fue de 1645 a 1715 en los cuales se produjo una mini era de Hielo.

Variaciones de la luminosidad solar a lo largo del ciclo de las manchas solares.

La temperatura media de la Tierra depende, en gran medida, del flujo de radiación solar que recibe. Sin embargo, debido a que ese aporte de energía apenas varía en el tiempo, no se considera que sea una contribución importante para la variabilidad climática a corto plazo (Crowley & North 1988). Esto sucede porque el Sol es una estrella de tipo G en fase de secuencia principal, resultando muy estable. El flujo de radiación es, además, el motor de los fenómenos atmosféricos ya que aporta la energía necesaria a la atmósfera para que éstos se produzcan.

Sin embargo, muchos astrofísicos consideran que la influencia delSol sobre el clima está más relacionado con la longitud de cada ciclo,la amplitud del mismo, la cantidad de manchas de solares, laprofundidad de cada mínimo solar, y la ocurrencia de dobles mínimossolares separados por pocos años. Sería la variación en los camposmagnéticos y la variabilidad en el viento solar (y su influencia sobrelos rayos cósmicos que llegan a la tierra) quienes tienen una fuerteacción sobre distintos componentes del clima como las diversasoscilaciones oceánicas, los eventos el Niño y La Niña, las corrientesde chorro polares, la Oscilación cuasi bianual de la corrienteestratosférica sobre el ecuador, etc. Por otro lado, a largo plazo lasvariaciones se hacen apreciables ya que el Sol aumenta su luminosidada razón de un 10 % cada 1.000 millones de años. Debido a este fenómeno,en la Tierra primitiva que sustentó el nacimiento de la vida, hace 3.800 millones de años, el brillo del Sol era un 70 % del actual.

Las variaciones en el campo magnético solar y, por tanto, en las emisiones de viento solar,también son importantes, ya que la interacción de la alta atmósferaterrestre con las partículas provenientes del Sol puede generarreacciones químicas en un sentido u otro, modificando la composicióndel aire y de las nubes así como la formación de éstas. Algunashipótesis plantean incluso que los iones producidos por la interacciónde los rayos cósmicos y la atmósfera de la Tierra juegan un rol en laformación de núcleos de condensación y un correspondiente aumento en laformación de nubes. De este modo, la correlación entre la ionizacióncósmica y formación de nubes se observa fuertemente en las nubes a bajaaltura y no en las nubes altas (cirrus) como se creía, donde lavariación en la ionización es mucho más grande (Svensmark 2007).

Variaciones orbitales

Si bien la luminosidad solar se mantiene prácticamente constante a lo largo de millones de años, no ocurre lo mismo con la órbita terrestre. Ésta oscila periódicamente, haciendo que la cantidad media de radiaciónque recibe cada hemisferio fluctúe a lo largo del tiempo, y estasvariaciones provocan las pulsaciones glaciares a modo de veranos einviernos de largo período. Son los llamados períodos glacialese interglaciales. Hay tres factores que contribuyen a modificar lascaracterísticas orbitales haciendo que la insolación media en uno yotro hemisferio varíe aunque no lo haga el flujo de radiación global. Se trata de la precesión de los equinoccios, la excentricidad orbital y la oblicuidad de la órbita o inclinación del eje terrestre.

Impactos de meteoritos

En raras ocasiones ocurren eventos de tipo catastrófico que cambianla faz de la Tierra para siempre. El último de tales acontecimientoscatastróficos sucedió hace 65 millones de años. Se trata de losimpactos de meteoritos de gran tamaño. Es indudable que tales fenómenospueden provocar un efecto devastador sobre el clima al liberar grandescantidades de CO₂, polvo y cenizas a la atmósfera debido ala quema de grandes extensiones boscosas. De la misma forma, talessucesos podrían intensificar la actividad volcánica en ciertasregiones. En el suceso de Chichulub (en Yucatán, México) hay quien relaciona el período de fuertes erupciones en volcanes de la India con el hecho de que este continente se sitúe cerca de las antípodasdel cráter de impacto. Tras un impacto suficientemente poderoso laatmósfera cambiaría rápidamente, al igual que la actividad geológicadel planeta e, incluso, sus características orbitales.

Influencias internas

La deriva continental

Pangea

La Tierra ha sufrido muchos cambios desde su origen hace 4.600 millones de años. Hace 225 millones todos los continentes estaban unidos, formando lo que se conoce como Pangea, y había un océano universal llamado Panthalassa. Esta disposición favoreció el aumento de las corrientes oceánicas y provocó que la diferencia de temperatura entre el Ecuador y el Polo fuera muchísimo menor que en la actualidad. La tectónica de placas ha separado los continentes y los ha puesto en la situación actual. El Océano Atlántico se ha ido formando desde hace 200 millones de años.

La deriva continental es un proceso sumamente lento, por lo que laposición de los continentes fija el comportamiento del clima durantemillones de años. Hay dos aspectos a tener en cuenta. Por una parte,las latitudes en las que se concentra la masa continental: si las masas continentales están situadas en latitudes bajas habrá pocos glaciarescontinentales y, en general, temperaturas medias menos extremas. Asímismo, si los continentes se hallan muy fragmentados habrá menoscontinentalidad.

La composición atmosférica

La atmósfera primitiva, cuya composición era parecida a la nebulosa inicial, perdió sus componentes más ligeros, el hidrógeno diatómico (H₂) y el helio (He), para ser sustituidos por gases procedentes de las emisiones volcánicas del planeta o sus derivados, especialmente dióxido de carbono (CO₂),dando lugar a una atmósfera de segunda generación. En dicha atmósferason importantes los efectos de los gases de invernadero emitidos deforma natural en volcanes. Por otro lado, la cantidad de óxidos de azufre y otros aerosoles emitidos por los volcanes contribuyen a lo contrario, a enfriar la Tierra. Del equilibrio entre ambos efectos resulta un balance radiativo determinado.

Con la aparición de la vida en la Tierra se sumó como agenteincidente el total de organismos vivos, la biosfera. Inicialmente, losorganismos autótrofos por fotosíntesis o quimiosíntesis capturaron gran parte del abundante CO₂ de la atmósfera primitiva, a la vez que empezaba acumularse oxígeno (a partir del proceso abiótico de la fotólisis del agua). La aparición de la fotosíntesis oxigénica, que realizan las cianobacterias y sus descendientes los plastos, dio lugar a una presencia masiva de oxígeno (O₂)como la que caracteriza la atmósfera actual, y aun superior. Estamodificación de la composición de la atmósfera propició la aparición deformas de vida nuevas, aeróbicas que se aprovechaban de la nueva composición del aire. Aumentó así el consumo de oxígeno y disminuyó el consumo neto de CO₂llegándose al equilibrio o clímax, y formándose así la atmósfera detercera generación actual. Este delicado equilibrio entre lo que seemite y lo que se absorbe se hace evidente en el ciclo del CO₂, la presencia del cual fluctúa a lo largo del año según las estaciones de crecimiento de las plantas.

Las corrientes oceánicas

Temperatura del agua en la Corriente del Golfo.

Las corrientes oceánicas, o marinas, son un factor regulador delclima que actúa como moderador, suavizando las temperaturas de regionescomo Europa. El ejemplo más claro es la corriente termohalina que, ayudada por la diferencia de temperaturas y de salinidad, se hunde en el Atlántico Norte.

El campo magnético terrestre

De la misma forma que el viento solarpuede afectar al clima de forma directa, las variaciones en el campomagnético terrestre pueden afectarlo de manera indirecta ya que, segúnsu estado, detiene o no las partículas emitidas por el Sol. Se hacomprobado que en épocas pasadas hubo inversiones de polaridad ygrandes variaciones en su intensidad, llegando a estar casi anulado enalgunos momentos. Se sabe también que los polos magnéticos, si bien tienden a encontrarse próximos a los polos geográficos, en algunas ocasiones se han aproximado al Ecuador. Estos sucesos tuvieron que influir en la manera en la que el viento solar llegaba a la atmósfera terrestre.

Los efectos antropogénicos

El ser humano es hoy uno de los agentes climáticos de importancia,incorporándose a la lista hace relativamente poco tiempo. Su influenciacomenzó con la deforestación de bosques para convertirlos en tierras de cultivo y pastoreo,pero en la actualidad su influencia es mucho mayor al producir laemisión abundante de gases que producen un efecto invernadero: CO₂ en fábricas y medios de transporte y metanoen granjas de ganadería intensiva y arrozales. Actualmente tanto lasemisiones de gases como la deforestación se han incrementado hasta talnivel que parece difícil que se reduzcan a corto y medio plazo, por lasimplicaciones técnicas y económicas de las actividades involucradas.

Los aerosoles de origen antropogénico, especialmente los sulfatosprovenientes de los combustibles fósiles, ejercen una influenciareductora de la temperatura (Charlson et al. 1992).Este hecho, unido a la variabilidad natural del clima, es la causa queexplica el "valle" que se observa en el gráfico de temperaturas en lazona central del siglo XX.

Retroalimentaciones y factores moderadores

La Tierra vista desde el Apolo 17.

Emisiones globales de dióxido de carbono discriminadas según su origen.

Muchos de los cambios climáticos importantes se dan por pequeñosdesencadenantes causados por los factores que se han citado, ya seanforzamientos sistemáticos o sucesos imprevistos. Dichos desencadenantespueden formar un mecanismo que se refuerza a sí mismo(retroalimentación o "feedback positivo") amplificando el efecto. Asimismo, la Tierra puede responder con mecanismos moderadores ("feedbacks negativos")o con los dos fenómenos a la vez. Del balance de todos los efectossaldrá algún tipo de cambio más o menos brusco pero siempreimpredecible a largo plazo, ya que el sistema climático es un sistema caótico y complejo.

Un ejemplo de feedback positivo es el efecto albedo,un aumento de la masa helada que incrementa la reflexión de laradiación directa y, por consiguiente, amplifica el enfriamiento.También puede actuar a la inversa, amplificando el calentamiento cuandohay una desaparición de masa helada. También es una retroalimentaciónla fusión de los casquetes polares,ya que crean un efecto de estancamiento por el cual las corrientesoceánicas no pueden cruzar esa región. En el momento en que empieza aabrirse el paso a las corrientes se contribuye a homogeneizar lastemperaturas y favorece la fusión completa de todo el casquete y asuavizar las temperaturas polares, llevando el planeta a un mayorcalentamiento al reducir el albedo.

La Tierra ha tenido períodos cálidos sin casquetes polares y recientemente se ha visto que hay una laguna en el Polo Norte durante el verano boreal, por lo que los científicos noruegos predicen que en 50 años el Árticoserá navegable en esa estación. Un planeta sin casquetes polarespermite una mejor circulación de las corrientes marinas, sobre todo enel hemisferio norte, y disminuye la diferencia de temperatura entre el ecuador y los Polos.

También hay factores moderadores del cambio. Uno es el efecto de labiosfera y, más concretamente, de los organismos fotosintéticos (fitoplancton, algas y plantas) sobre el aumento del dióxido de carbonoen la atmósfera. Se estima que el incremento de dicho gas conllevará unaumento en el crecimiento de los organismos que hagan uso de él,fenómeno que se ha comprobado experimentalmente en laboratorio. Los científicos creen, sin embargo, que los organismos serán capaces de absorber sólo una parte y que el aumento global de CO₂ proseguirá.

Hay también mecanismos retroalimentadores para los cuales es difícil aclarar en que sentido actuarán. Es el caso de las nubes. El climatólogo Roy Spencer (escéptico del cambio climático vinculado a grupos evangélicos conservadores^[2]) ha llegado a la conclusión, mediante observaciones desde el espacio,de que el efecto total que producen las nubes es de enfriamiento.^[3]Pero este estudio solo se refiere a las nubes actuales. El efecto netofuturo y pasado es difícil de saber ya que depende de la composición yformación de las nubes.

Cambios climáticos en el pasado

Los estudios del clima pasado (paleoclima) se realizan estudiando los registros fósiles, las acumulaciones de sedimentos en los lechos marinos, las burbujas de aire capturadas en los glaciares, las marcas erosivas en las rocas y las marcas de crecimiento de los árboles.Con base en todos estos datos se ha podido confeccionar una historiaclimática reciente relativamente precisa, y una historia climáticaprehistórica con no tan buena precisión. A medida que se retrocede enel tiempo los datos se reducen y llegado un punto la climatología se sirve solo de modelos de predicción futura y pasada.

La paradoja del Sol débil

A partir de los modelos de evolución estelar se puede calcular con relativa precisión la variación del brillo solar a largo plazo, por lo cual se sabe que, en los primeros momentos de la existencia de la Tierra, el Sol emitía el 70% de la energía actual y la temperatura de equilibrio era de -41 ºC. Sin embargo, hay constancia de la existencia de océanos y de vida desde hace 3.800 millones de años, por lo que la paradoja del Sol débil sólo puede explicarse por una atmósfera con mucha mayor concentración de CO₂ que la actual y con un efecto invernadero más grande.

El efecto invernadero en el pasado

Variaciones en la concentración de dióxido de carbono.

La atmósfera influye fundamentalmente en el clima; si no existiese,la temperatura en la Tierra sería de -20 ºC, pero la atmósfera secomporta de manera diferente según la longitud de onda de la radiación. El Sol por su alta temperatura emite radiación a un máximo de 0,48 micrómetros (Ley de Wien)y la atmósfera deja pasar la radiación. La Tierra tiene una temperaturamucho menor, y reemite la radiación absorbida a una longitud mucho máslarga, infrarroja de unos 10-15 micrómetros, a la que la atmósfera yano es transparente. El CO₂ que está actualmente en la atmósfera, en una proporción de 367 ppm, absorbe dicha radiación. También lo hace y en mayor medida el vapor de agua).El resultado es que la atmósfera se calienta y devuelve a la tierraparte de esa energía por lo que la temperatura superficial es de unos15ºC, y dista mucho del valor de equilibrio sin atmósfera. A estefenómeno se le llama el efecto invernadero y el CO₂ y el H₂Oson los gases responsables de ello. Gracias al efecto invernaderopodemos vivir. Para ver un cálculo pormenorizado sobre esta cuestión ira: Balance radiativo terrestre.

La concentración en el pasado de CO₂ y otros importantes gases invernadero como el metanose ha podido medir a partir de las burbujas atrapadas en el hielo y enmuestras de sedimentos marinos observando que ha fluctuado a lo largode las eras. Se desconocen las causas exactas por las cuales seproducirían estas disminuciones y aumentos aunque hay varias hipótesisen estudio. El balance es complejo ya que si bien se conocen losfenómenos que capturan CO₂ y los que lo emiten la interacción entre éstos y el balance final es difícilmente calculable.

Se conocen bastantes casos en los que el CO₂ ha jugado un papel importante en la historia del clima. Por ejemplo en el proterozoico una bajada importante en los niveles de CO₂ atmosférico condujo a los llamados episodios Tierra bola de nieve. Así mismo aumentos importantes en el CO₂ condujeron en el periodo de la extinción masiva del Pérmico-Triásico a un calentamiento excesivo del agua marina lo que llevó a la emisión del metano atrapado en los depósitos de hidratosde metano que se hallan en los fondos marinos lo que aceleró el procesode calentamiento hasta el límite y condujo a la Tierra a la peorextinción en masa que ha padecido.

El CO₂ como regulador del clima

Echuca: Tº diaria promedio del aire en casilla meteo, de 1881 a 1992; en NASA

Es remarcable, que la Estación Meteorológica local posee datos de termometría del aire, a 15 dm del suelo, desde 1881 a 1992, sin acceso a la "mancha de calor" urbana, clásica de otras Estaciones invadidas por la isla de calor de la urbanización.

Durante las últimas décadas las mediciones en las diferentesestaciones meteorológicas indican que el planeta se ha ido calentando.Los últimos 10 años han sido los más calurosos desde que se llevanregistros,^{[cita requerida]}y algunos científicos predicen que en el futuro serán aún máscalientes. La mayoría de los expertos están de acuerdo que los humanosejercen un impacto directo sobre este proceso, generalmente conocidocomo el efecto invernadero.A medida que el planeta se calienta, disminuye globalmente el hielo enlas montañas y las regiones polares, por ejemplo lo hace el de la banquisa ártica o el casquete glaciar de Groenlandia, aunque el hielo antártico, según predicen los modelos, aumenta ligeramente.

Dado que la nieve tiene un elevado albedodevuelve al espacio la mayor parte de radiación que incide sobre ella.La disminución de dichos casquetes también afectará, pues, al albedoterrestre, lo que hará que la Tierra se caliente aún más. El calentamiento global también ocasionará que se evapore más agua de los océanos. El vapor de aguaactúa como el mejor "gas invernadero", al menos en el muy corto plazo.Así pues, habrá un mayor calentamiento. Esto produce lo que se llama efecto amplificador.De la misma forma, un aumento de la nubosidad debido a una mayorevaporación contribuirá a un aumento del albedo. La fusión de loshielos puede cortar también las corrientes marinas del atlántico norteprovocando una bajada local de las temperaturas medias en esa región.El problema es de difícil predicción ya que, como se ve, hayretroalimentaciones positivas y negativas.

Naturalmente, hay efectos compensadores. El CO₂ juega unimportante papel en el efecto invernadero: si la temperatura es alta,se favorece su intercambio con los océanos para formar carbonatos. Entonces el efecto invernadero decae y la temperatura también. Si la temperatura es baja, el CO₂ se acumula porque no se favorece su extracción con lo que aumenta la temperatura. Así pues el CO₂ desempeña también un papel regulador.

Aparece la vida en la Tierra

Con la aparición de las cianobacterias, en la Tierra se puso en marcha la fotosíntesis oxigénica. Las algas, y luego también las plantas, absorben y fijan CO₂, y emiten O₂. Su acumulación en la atmósfera favoreció la aparición de los organismos aerobios que lo usan para respirar y devuelven CO₂. El O₂ en una atmósfera es el resultado de un proceso vivo y no al revés. Se dice frecuentemente que los bosques y selvasson los "pulmones de la Tierra", aunque esto recientemente se ha puestoen duda ya que varios estudios afirman que absorben la misma cantidadde gas que emiten por que quizá solo serían meros intercambiadores deesos gases. En cualquier caso, en el proceso de creación de estosgrandes ecosistemas forestales ocurre una abundante fijación delcarbono que sí contribuye apreciablemente a la reducción de los nivelesatmosféricos de CO₂.

Máximo Jurásico

Actualmente los bosques tropicales ocupan la región ecuatorial delplaneta y entre el Ecuador y el Polo hay una diferencia térmica de 50ºC. Hace 65 millones de años la temperatura era muy superior a laactual y la diferencia térmica entre el Ecuador y el Polo era de unospocos grados. Todo el planeta tenía un clima tropical y apto paraquienes formaban la cúspide de los ecosistemas entonces, los dinosaurios. Los geólogos creen que la Tierra experimentó un calentamiento global en esa época, durante el Jurásico inferior con elevaciones medias de temperatura que llegaron a 5 °C. Ciertas investigaciones^{[4] [5]}indican que esto fue la causa de que se acelerase la erosión de lasrocas hasta en un 400%, un proceso en el que tardaron 150.000 años envolver los valores de dióxido de carbono a niveles normales. Posteriormente se produjo también otro episodio de calentamiento global conocido como Máximo térmico del Paleoceno-Eoceno.

Las glaciaciones del Pleistoceno

El hombre moderno apareció hace unos tres millones de años. Desde hace unos dos millones, la tierra ha sufrido períodos glaciares donde gran parte de Norteamérica, Sudamérica y Europaquedaron cubiertas bajo gruesas capas de hielo durante muchos años.Luego rápidamente los hielos desaparecieron y dieron lugar a un período interglaciaren el cual vivimos. El proceso se repite cada cien mil añosaproximadamente. La última época glaciar acabó hace unos quince milaños y dio lugar a un cambio fundamental en los hábitos del hombre conel descubrimiento de la agricultura y de la ganadería. La mejora de las condiciones térmicas provocó el paso del Paleolítico al Neolítico hace unos cinco mil años.

No fue hasta 1941 que el matemático y astrónomo serbio Milutin Milankovitch propuso la teoría de que las variaciones orbitales de la Tierra causaban las glaciaciones del Pleistoceno.

Calculó la insolación en latitudes altas del hemisferio norte a lo largo de las estaciones.Su tesis afirma que es necesaria la existencia de veranos fríos, en vezde inviernos severos, para iniciarse una edad del hielo. Su teoría nofue admitida en su tiempo, hubo que esperar a principios de los añoscincuenta, Cesare Emiliani que trabajaba en un laboratorio de la Universidad de Chicago,presentó la primera historia completa que mostraba el avance yretroceso de los hielos durante las últimas glaciaciones. La obtuvo deun lugar insólito: el fondo del océano, comparando el contenido delisótopo pesado oxígeno-18 (0-18) y de oxígeno-16 (0-16) en las conchas fosilizadas.

El mínimo de Maunder

Desde que en 1610 Galileo inventara el telescopio, el Sol y sus manchas han sido observados con asiduidad. No fue sino hasta 1851 que el astrónomo Heinrich Schwabe observó que la actividad solar variaba según un ciclo de once años, con máximos y mínimos. El astrónomo solar Edward Maunder se percató que desde 1645 a 1715 el Sol interrumpe el ciclo de once años y aparece una época donde casi no aparecen manchas, denominado mínimo de Maunder.El Sol y las estrellas suelen pasar un tercio de su vida en estascrisis y durante ellas la energía que emite es menor y se correspondecon períodos fríos en el clima terrestre.

Las auroras boreales o las australes causadas por la actividad solar desaparecen o son raras.

Ha habido 6 mínimos solares similares al de Maunder desde el mínimo egipcio del 1300 a. C.hasta el último que es el de Maunder. Pero su aparición es muyirregular, con lapsos de sólo 180 años, hasta 1100 años, entre mínimos.Por término medio los periodos de escasa actividad solar duran unos 115años y se repiten aproximadamente cada 600. Actualmente estamos en elMáximo Moderno que empezó en 1780 cuando vuelve a reaparecer el ciclo de 11 años. Un mínimo solar tiene que ocurrir como muy tarde en el 2900y un nuevo período glaciar, cuyo ciclo es de unos cien mil años, puedeaparecer hacia el año 44.000, si las acciones del hombre no lo impiden.

El cambio climático actual

Esquema ilustrativo de los principales factores que provocan loscambios climáticos actuales de la Tierra. La actividad industrial y lasvariaciones de la actividad solar se encuentran entre los másimportantes.

Combustibles fósiles y calentamiento global

A finales del siglo XVIIel hombre empezó a utilizar combustibles fósiles que la Tierra habíaacumulado en el subsuelo durante su historia geológica. La quema de petróleo, carbón y gas natural ha causado un aumento del CO₂en la atmósfera que últimamente es de 1,4 ppm al año y produce elconsiguiente aumento de la temperatura. Se estima que desde que elhombre mide la temperatura hace unos 150 años (siempre dentro de laépoca industrial) ésta ha aumentado 0,5 ºC y se prevé un aumento de 1ºC en el 2020 y de 2ºC en el 2050.

Además del dióxido de carbono (CO₂), existen otros gases de efecto invernadero responsables del calentamiento global , tales como el gas metano (CH₄) óxido nitroso (N₂O), Hidrofluorocarbonos (HFC), Perfluorocarbonos (PFC) y Hexafluoruro de azufre (SF₆), los cuales están contemplados en el Protocolo de Kioto.

A principios del siglo XXI el calentamiento globalparece irrefutable, a pesar de que las estaciones meteorológicas en lasgrandes ciudades han pasado de estar en la periferia de la ciudad, alcentro de ésta y el efecto de isla urbana también ha influido en el aumento observado. Los últimos años del siglo XX se caracterizaron por poseer temperaturas medias que son siempre las más altas del siglo.^{[cita requerida]}

Planteamiento de futuro

Tal vez el mecanismo de compensación del CO₂ funcione enun plazo de cientos de años, cuando el Sol entre en un nuevo mínimo. Enun plazo de miles de años, tal vez se reduzca la temperatura,desencadenándose la próxima glaciación, o puede que simplemente no llegue a producirse ese cambio.

En el Cretácico, sin intervención humana, el CO₂ era más elevado que ahora y la Tierra estaba 8 ºC más cálida.

Clima de planetas vecinos

Como se ha dicho el dióxido de carbono cumple un papel regulador fundamental en nuestro planeta sin embargo el CO₂no puede conjugar cualquier desvío e incluso a veces puede fomentar unefecto invernadero desbocado mediante un proceso de retroalimentación.

• Venus tiene una atmósfera cuya presión es 94 veces la terrestre, y está compuesta en un 97% de CO₂. La inexistencia de agua impidió la extracción del anhídrido carbónico de la atmósfera, éste se acumuló y provocó un efecto invernadero intenso que aumentó la temperatura superficial hasta 465 °C, capaz de fundir el plomo.Quizá la menor distancia al Sol haya sido determinante para sentenciaral planeta a sus condiciones infernales que vive en la actualidad. Hayque recordar que pequeños cambios pueden desencadenar un mecanismoretroalimentador y si éste es suficientemente poderoso se puede llegara descontrolar dominando por encima de todos los demás factores hastadar unas condiciones extremas como las de Venus. Toda una advertenciasobre el posible futuro que podría depararle a la Tierra.

• En Marte la atmósfera tiene una presión de sólo seis hectopascales y aunque está compuesta en un 96 % de CO₂,el efecto invernadero es escaso y no puede impedir ni una oscilacióndiurna del orden de 55 ºC en la temperatura, ni las bajas temperaturassuperficiales que alcanzan mínimas de -86 °C en latitudes medias. Peroparece ser que en el pasado gozó de mejores condiciones llegando acorrer el agua por su superficie como demuestran la multitud de canalesy valles de erosión. Pero ello fue debido a una mayor concentración dedióxido de carbono en su atmósfera. El gas provendría de lasemanaciones de los grandes volcanesmarcianos que provocarían un proceso de desgasificación semejante alacaecido en nuestro planeta. La diferencia sustancial es que el diámetrode Marte mide la mitad que el terrestre. Esto quiere decir que el calorinterno era mucho menor y se enfrió hace ya mucho tiempo. Sin actividadvolcánica Marte estaba condenado y el CO₂ se fue escapandode la atmósfera con facilidad dado que además tiene menos gravedad queen la Tierra lo que facilita el proceso. También es posible que algúnproceso de tipo mineral absorbiera el CO₂ y al no versecompensado por las emanaciones volcánicas provocara su disminucióndrástica. El caso es que el planeta se enfrió progresivamente a causade ello hasta congelar el poco CO₂ en los actuales casquetes polares.

Materia multidisciplinar

En el estudio del cambio climático hay que considerar cuestiones pertenecientes a los más diversos campos de la Ciencia: Meteorología, Física, Química, Astronomía, Geografía, Geología y Biologíatienen muchas cosas que decir constituyendo este tema un campomultidisciplinar. Las consecuencias de comprender o no plenamente lascuestiones relativas al cambio climático tienen profundas influenciassobre la sociedad humana debiendo abordarse éstas desde puntos de vistamuy distintos a los anteriores, como el económico, sociológico o el político.

Océanos

El papel de los océanos en el calentamiento global es complejo. Los océanos sirven de “estanque” para el CO₂, absorbiendo parte de lo que tendría que estar en la atmósfera. El incremento del CO₂ha dado lugar a la acidificación del océano. Además, a medida que latemperatura de los océanos asciende, les cuesta mas absorber el excesode CO₂.

El calentamiento global esta proyectado para causar diferentesefectos en el océano como por ejemplo, el ascenso del nivel del mar, eldeshielo de los glaciares y el calentamiento de la superficie de losocéanos… Otros posibles efectos incluyen los cambios en la circulacióndel océano.

Con el ascenso de la temperatura global el agua en los océanos seexpande. El agua de la tierra o de los glaciares pasa a estar en losocéanos, como por ejemplo el caso de Groenlandia o “ las capas de hielodel Antártico”. Las predicciones muestran que antes del 2050 el volumende los glaciares disminuirá en un 60%. Mientras, el estimado total deldeshielo glacial sobre Groenlandia es -239±23 km³/año (sobre todo en el este de Groenlandia).

De todas maneras, las capas de hielo de la Antártida se prevé quevan a aumentar en el siglo XXI debido a un aumento de lasprecipitaciones. Según el Informe Especial sobre los pronósticos deMisión del IPCC, el pronóstico A1B para mediados del 2090 por ejemplo,el nivel global del mar alcanzará 0,25-0,44m sobre los niveles de 1990.Está aumentando 4mm/año. Desde 1990 el nivel del mar ha aumentado unamedia de 1,70mm/año; desde 1993, los altímetros del satéliteTOPEX/Poseidon indican una media de 3mm/año.

El nivel del mar ha aumentado más de 120m desde el máximo de laúltima glaciación alrededor de 20000 años atrás. La mayor parte de elloocurrió hace 7000 años. La temperatura global bajó después del HolocenoClimático causando un descenso del nivel del mar de 0,7±0,1m entre losaños 4000 y 2500 antes del presente.

Desde hace de 3000 años hasta el principio del siglo XIX el niveldel mar era casi constante con sólo pequeñas fluctuaciones. Sinembargo, el período cálido medieval puede haber causado ciertoincremento del nivel del mar; se han encontrado pruebas en el océanoPacífico de un aumento de quizás 0,9m sobre el nivel actual en 700BP.

En un artículo publicado en 2007, el climatólogo James Hansen (Hansen et al. 2007)afirmaba que el hielo de los polos no se derrite de una forma gradual ylineal sino que oscila repentinamente de un estado a otro según losregistros geológicos. Es preocupante que los pronósticos de GEIs con los que el IPCC trabaja habitualmente (BAU GHG o business as usual Greenhouse gases en sus siglas en inglés) puedan causar unos aumentos del nivel del mar considerable. Este siglo (Hansen 2007) difiere de las estimaciones del IPCC (IPCC, 2001)(IPCC, 2007, pp. 12-14).Éste predice una pequeña o una nula contribución al aumento del niveldel mar en el siglo XXI en Groelandia y la Antártida; sin embargo, losanálisis y proyecciones no tienen en cuenta la física no lineal de ladesintegración de la capa de hielo en deshielo, las corrientes dehielo, y las placas erosionantes de hielo. Tampoco se corresponden conlas pruebas paleoclimáticas presentadas para la ausencia del retrasoperceptible entre la fuerza de la capa de hielo y el aumento del niveldel mar.

El aumento de la temperatura

Desde 1961 hasta 2003 la temperatura global del océano ha subido0,10 °C desde la superficie hasta una profundidad de 700m. Hay unavariación entre año y año y sobre escalas de tiempo más largas conobservaciones globales de contenido de calor del océano mostrando altosíndices de calentamiento entre 1991 y 2003, pero algo de enfriamientodesde 2003 hasta 2007. La temperatura del océano Antártico se elevó0,17 ^oC entre los años 50 y 80. Casi el doble de la mediapara el resto de los océanos del mundo. Aparte de tener efectos paralos ecosistemas (por ej. Derritiendo el hielo del mar, afectando alcrecimiento de las algas bajo su superficie), el calentamiento reducela capacidad del océano de absorber el CO₂.

Sumideros de carbono y acidificación

Se ha comprobado que los océanos del mundo absorben aproximadamente un tercio de los incrementos de CO₂ atmosférico (Siegenthaler & Sarmiento 1993), lo que hace que constituyan el sumidero de carbonomás importante. El gas se incorpora bien como gas disuelto o bien enlos restos de diminutas criaturas marinas que caen al fondo paraconvertirse en creta o piedra caliza. La escala temporal de ambosprocesos es diferente, y tiene su origen en el ciclo del carbono. La incorporación de dicho gas al océano plantea problemas ecológicos por la acidificación del mismo (Dore et al. 2009). Pero ¿cómo se origina esa acidificación?

El origen del mecanismo es que el agua de mar y el aire están en constante equilibrio en cuanto a la concentración de CO₂. El gas se incorpora al agua en forma de anión carbonato, según la siguente reacción (Dore et al. 2009):

CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃ ⇌ HCO₃⁻ + H⁺ ⇌ CO₃²⁻ + 2H⁺

La liberación de dos protones (H⁺) es la que provoca el cambio de pHen el agua. Así, un incremento de dicho gas en la atmósfera comportaráun aumento de su concentración en el océano (y una rebaja del pH),mientras que un descenso de su concentración en la atmósfera provocarála liberación del gas desde el océano (y un aumento del pH). Es unmecanismo de tampónque atempera los cambios en la concentración de dióxido de carbonoproducidos por factores externos, como pueda ser el vulcanismo, laacción humana, el aumento de incendios, etc.^[6]

A una escala muchísimo más lenta, el ión carbonato disuelto en el océano acaba precipitando, asociado con un catión de calcio,formando piedra caliza. Esta piedra caliza acaba incorporándose a lacorteza terrestre, y al cabo del tiempo regresa a la atmósfera por lasemisiones volcánicas, en forma de CO₂ una vez más, dentro del ciclo geoquímico del carbonato-silicato.^[6] Otra posibilidad es que emerja a la superficie terrestre por procesos tectónicos.

La acidificación tiene su origen, pues, en el rápido tamponamiento del aumento atmosférico de CO₂.A lo largo de la historia de la Tierra, el ciclo geoquímico del carbonoha equilibrado esta acidificación, pero actúa más lentamente y nadapuede hacer para moderar acidificaciones intensas provocadas poraumentos bruscos del dióxido de carbono en el aire.

El cierre de la circulación térmica

Se especula que el calentamiento global podría, via cierre odisminución de la circulación térmica, provocar un enfriamientolocalizado en el Atlántico Norte y llevar al enfriamiento o menorcalentamiento a esa región. Esto afectaría en particular a areas comoEscandinavia y Gran Bretaña, que son calentadas por la corriente delAtlántico Norte. Mas significadamente, podría llevar a una situaciónoceánica de anoxia.

La posibilidad de este colapso en la circulación no es clara; hayciertas pruebas para la estabilidad de la corriente del Golfo y posibledebilitamiento de la corriente del Atlántico Norte. Sin embargo, elgrado de debilitamiento, y si será suficiente para el cierre de lacirculación, está en debate todavía. Sin embargo no se ha encontradoningún enfriamiento en el norte de Europa y los mares cercanos.

Cultura popular

• Cine:
  • «Una verdad incómoda»: El político norteamericano Al Gore trata el tema del cambio climático, concretamente el calentamiento globalen esta película documental, basada en una serie de conferencias que hadado por todo el mundo. Ha recibido críticas por parte de algunosautores, como el profesor danés Bjørn Lomborg.
  • «La gran estafa del calentamiento global»: Documental de Martin Durkin producido por la cadena británica Channel 4 que cuestiona la influencia del hombre y el CO² en el calentamiento global.^[7] La obra ha recibido críticas por algunos sectores como el Ofcom, el regulador de los medios de comunicación británicos, por determinar que no ha cumplido las reglas de imparcialidad y veracidad básicas.^[8]
  • «El día de mañana»:Además del documental de Al Gore, hay películas de ciencia ficción quehan marcado un impacto en la cultura popular sobre el Cambio Climático.Tal es el caso de este filme presentado en 2004 bajo la dirección de Roland Emmerich. Ha recibido criticas de algunos autores como Myles Allen por su falta de rigor científico.^[9]

• Literatura:
  • «Estado de miedo»: Novela tecno-thriller de Michael Crichton cuyo hilo conductor es el cambio climático. Ha recibido criticas de algunos autores como Myles Allen por su falta de rigor científico.^[10]

Véase también