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53. Algunas cuestiones -simples- sobre el clima. Temperaturas planetarias en el Sistema Solar.

¿Qué tiene de especial la Tierra? Pues que es confortable. El universo es hermoso. Pero la Tierra es acogedora. Es la distinción que Kant hizo sobre lo bello y lo sublime. La Tierra es bella porque nos es es amable. Aquí se está calentito. Y todo se lo debemos a nuestra atmósfera, que es la mantita que nos protege y calienta. ¿No?

1.- La temperatura superficial de los planetas del Sistema Solar depende en un 99 % de su distancia al Sol. 

En la gráfica anterior se enfrenta la distancia al Sol de los planetas del Sistema Solar salvo Venus y con el añadido de La Luna, con su temperatura superficial.

Las temperaturas de Mercurio, Venus y la Tierra son de esta página de la NASA; para la Luna, después de mucho buscar y no encontrar nada fiable, asumo que es igual a la temperatura efectiva; los de Marte, Júpiter y Saturno son de esta publicación; los de Urano, de una breve nota en este librolos de Neptuno de aquí; y los de Plutón, de esta noticia.

Si alguien tiene datos mejores y actualizados para afinar esta última columna, le agradeceré mucho que me facilite las referencias.

Bueno, y ahora vamos a la Ley que rige la temperatura superficial observada en la superficie de los planetas y lunas del Sistema Solar.

y=281,93 x^(-0,492)

La expresión en términos generales es:

f(t)=T D^(-0,5)

T es la temperatura de un planeta dado y D su distancia al Sol. Esta expresión simplemente mide la dispersión de la radiación solar al alejarse del Sol. Es la relación entre dos esferas de radio d-d’=D. Es un cálculo sencillo. Si queréis hacerlo vosotros mismos, aquí lo explica muy bien.

Y como la unidad de medida elegida es la unidad astronómica, que es la distancia de la Tierra al Sol, 281,93 es la temperatura teórica de un planeta situado en este lugar: la Tierra (o la Luna). 

2.- La temperatura de los planetas no se aleja más de 12 º de sus temperaturas de equilibrio como cuerpos negros. 

El Sol emite luz en un espectro de electromagnético con una determinada envolvente de intensidad, y esa integral es equivalente a la que emitiría un cuerpo negro, o sea, un sólido totalmente opaco y absorbente, a unos 6.000 ºK. Éso es lo que decimos cuando decimos que la temperatura del Sol es de seis mil grados.

Un segundo sólido negro que reciba la energía del Sol la absorberá por entero, sin reflejar ni transparentar nada; se calentará y remitirá al espacio una cantidad igual de energía pero en un espectro eletromagnético diferente, característico de la temperatura alcanzada. De este modo cada espectro electromagnético es como una firma de una temperatura. Así es cómo se determina la temperatura de los planetas en los que no hemos estado. Se mide su espectro y se calcula cuál sería la temperatura del cuerpo negro teórico que emitiría ese espectro. Hecho esto, se establece que ésa es la temperatura del planeta.

Y luego está la temperatura de equilibrio.

La temperatura de equilibrio de la Tierra es de 279 ºK, unos 6 ºC. Es la que tendría un sólido negro perfecto del mismo radio. La temperatura presente de la superficie terrestre es de 287 ºK, unos 15 ºC. Así que la Tierra está unos 9 º (un 3 %) por encima de su temperatura de equilibrio.

De cualquier modo vivimos un breve interludio cálido en un periodo glaciar. En los últimos cientos de miles de años la temperatura media de la Tierra ha sido unos 7-8 º menor.

En amplias zonas del Ártico los suelos permanecen congelados hasta profundidades de varios cientos de metros, herencia de los fríos pasados. Es, en cierto modo, un frío fósil. Los 15.000 años de aumento de las temperaturas no han conseguido templar la inercia térmica del planeta. Y si atendemos a la temperatura de los océanos, nos acercamos todavía más a la temperatura de equilibrio. Diversas fuentes estiman que la temperatura media de los mares de la Tierra es de unos 4-5 ºC, es decir, uno o dos por debajo de la temperatura de equilibrio.

El planeta más alejado de su temperatura de equilibrio (dejando aparte Venus, que eso, es para darle de comer aparte) es Saturno, que lo está 12 ºK, un 15 %. La desviación media de temperatura en los planetas es de 7,6 ºK, un 6,7 %.

3.- Efecto invernadero y albedo.

Los climatólogos consideran dos mecanismos principales en la formación del clima de los planetas, con sentidos contrarios el uno del otro: el albedo y el efecto invernadero.

El albedo mide la reflexión de la energía procedente del Sol. La energía reflejada no aumenta la temperatura del espejo, ni de la Tierra. El ejemplo de libro es la nieve, que no se funde al Sol debido a su color blanco. Hay un albedo visible, que es el que afecta al espectro de luz visible, y hay un albedo global, que afecta a todo el espectro de luz y que los planetólogos llaman bond albedo.

Y luego está el efecto invernadero. En realidad no hay una definición física. Es un conjunto de procesos atmosféricos que hacen que la superficie de los planetas tengan una temperatura media superior a la de equilibrio. Así que la temperatura de los planetas es la temperatura de equilibrio menos el efecto del albedo y más el efecto invernadero.

En teoría, el albedo es fácil de calcular. Solo hay que medir la energía reflejada por el planeta. Esta luz reflejada mantiene la forma del espectro original del Sol. Solo necesitamos medirla a la sombra del Sol. Este experimento, en el espectro visible, lo hacemos cada noche de Luna. La luz que rebota en la Luna -y que tiñe de color blanco la Luna- es la luz del Sol vista desde una posición a la sombra. De día la Luna y su débil reflejo quedan diluidas en la potente luz solar, y no nos es posible diferenciar la una de la otra, la reflejada de la directa.

Si restamos a la temperatura de equilibrio el efecto del albedo tenemos la temperatura de cuerpo negro del planeta. Ésa es la teoría. Ahora vamos con la práctica.

La tabla anterior muestra en la primera columna la distancia (D) del Sol a los planetas y en las tres siguientes las temperaturas de cuerpo negro del planeta (TCN) tomadas de esta web de la NASA, las de equilibrio (TEQ), calculadas mediante la Ley de Stefan-Boltzmann, y las observadas (TOB), sacadas de las fuentes que ya di.

La quinta columna (TOB-TEQ) muestra la desviación en grados de la temperatura observada respecto de la temperatura de equilibrio.

La sexta resta la temperatura de cuerpo negro de la de equilibrio (TCN-TEQ), y es por tanto, según la definición de temperatura de cuerpo negro, la contribución en grados (negativos) del albedo actual.

Por último, la diferencia entre las temperaturas observadas y de cuerpo negro mide la la contribución del efecto invernadero en la temperatura de la superficie de los planetas. Es la medida del efecto invernadero.

Incluso evitando los valores de Venus, es evidente la relación positiva entre albedo y efecto invernadero. Es decir, a mayor efecto invernadero, más albedo. Y viceversa.

La relación entre efecto invernadero y albedo es una de esas reconocidas retroalimentaciones del clima terrestre de las que tanto partido sacan los calentólogos del CO2, aunque resulta difícil entender cómo podría un mismo mecanismo actuar sobre atmósferas y climas tan dispares como las de los distintos planetas del Sistema Solar.

En realidad, lo que la relación sí parece poner en duda es el mismo supuesto que está detrás del concepto de temperatura de cuerpo negro. Porque, si el albedo disminuye con el efecto invernadero, ¿qué sentido tiene aplicar el albedo actual de planetas sin atmósfera?

Pero es al plantear los balances energéticos asociados a las temperaturas cuando el planteamiento se pone, como dicen los portugueses, patas pro ar; o sea, patas arriba.

4.- Des-balance energético de los planetas como cuerpos negros a TOB. 

La radiación solar es la que controla el clima de la Tierra: de un modo temporal determina los cambios del día a la noche, la sucesión de estaciones, las eras glaciares y, los ciclos de Milankovitch, y en todo momento, la zonación climática por latitudes. Lo mismo hace en el resto de planetas (salvo en Venus).

Ahora comparemos las energías incidentes del Sol con las radiantes de un cuerpo negro a temperatura media observada en la Tierra. La emisión de un cuerpo negro a una temperatura dada es proporcional a a la cuarta potencia de la temperatura (en ºK). O sea, que solo hay que elevar la TOB a la cuarta potencia y multiplicar por la constante σ = 5,67E-08

 j=σ T^4.

En la primera columna, el albedo (bond albedo), según la página de la NASA (el de Plutón, que la Nasa da 0,4-0,6 está estimado en relación de la TCN de esa misma página).

En la segunda, la radiación solar para cada planeta según su distancia al Sol multiplicada (disminuida) por el factor de albedo.

En la tercera, la energía radiante de un cuerpo negro a TOB de cada planeta.

En la cuarta, la relación en % entre la energía entrante y saliente. Para hacer esta relación hay que dividir por cuatro el valor de la columna 2 o multiplicar por cuatro el de la 4, ya que la energía radiante se proyecta sobre una superficie plana (un círculo), pero la superficie de los planetas son volumétricas, asimilables a esferas. Y 4 (o 1/4) es la relación entre la superficie de la esfera y el círculo.

Bueno, pues los resultados están ahí y hablan por sí mismos. Resulta que la energía radiante de la superficie de la Tierra según su supuesta temperatura media es 1,6 veces la que recibe; 1,5 veces para el caso de Marte; 2,2 veces en el caso de Júpiter…

Eso no puede ser. La Tierra no es una central térmica.

Prácticamente toda la energía procede del Sol. La contribución de la energía interna es mínima. Y lo mismo con la mayor parte de los demás planetas (salvo en Venus, y quizá en alguno de los jovianos, pero muy poco en éstos). Así que algo está mal. Y no son los cálculos, sino su interpretación.

Por supuesto, no descubro nada con los datos de la Tabla. Esto lo sabe cualquier climatólogo, aunque tampoco lo airean, claro. Porque entonces tienen que ponerse a explicar muchas cosas.

La primera reacción es decir que la Tierra no es un cuerpo negro perfecto. Que en medio está la atmósfera. Para la Luna y Mercurio, que no tienen atmósfera, la energía radiante coincide con la energía incidente menos la reflejada (albedo). También coincide en Urano, aunque tiene atmósfera. Pero es que Urano está muy frío, y muy lejos, tampoco se conoce bien qué pasa allí. Y luego blablablá, blablabla, y entonces se ponen a explicar las complicadísimas químicas atomsféricas reproducidas por modelos trampeados con todo tipo de ajustes (efectos).

Pero la base de todo sigue siendo la energía del Sol,¡qué remedio! Y al final, sea como sea, la energía radiante debe ser igual a la insolación. Es impepinable. Es el primer principio de la Termodinámica. En resumen: la Tierra es, pero no es, un cuerpo negro. Esa es la explicación habitual. Un sí-es-no-es. Nada por aquí, nada por allá: ¡¡tachán!!

Pero no claro. Hay una explicación mejor. Y es, como prometí, simple.

5.- La TCN es la temperatura media de la atmósfera. En la Tierra: 254,3 ºK; -18,65 ºC

La TCN es la auténtica medida de las temperaturas medias de los planetas. Por eso sigue siendo una medida útil para los planetólogos.

Desde luego, decirle a la gente que la temperatura media de nuestra atmósfera es de -19 ºC no sería de mucha ayuda para alarmar al público por el calentamiento global. Así que se obvia esta realidad y en cambio se cuenta lo mucho que aumentan las temperaturas aquí o allá. Pero la realidad es que si una parte de la atmósfera se calienta, alguna otra debe enfriarse en una cuantía equivalente. Aunque incluso este enfriamiento es usado para mantener la alarma por el calentamiento global debido al CO2, o simplemente, confundir.

No es el efecto invernadero sino el albedo el que determina la TCN y, por tanto, temperatura media de la atmósfera. 

Modificar el albedo es la única forma ne la que podemos variar la temperatura media de la atmósfera terrestre. No hay otra forma posible. La atmósfera recibe toda la energía del Sol y no puede irradiar más calor del que capta. No, desde luego, un 40 % o un 60 %. Es, sencillamente imposible.

6.- La insolación marca la temperatura máxima que se puede alcanzar en un planeta. En la Tierra: 331 ºK; 58º C.

El que calienta es el Sol, no la atmósfera, que solo redistribuye el calor. Así que la insolación máxima es la que nos determina las temperaturas máximas.

El albedo refleja un tercio de la radiación solar que nos llega, pero no lo hace de modo homogéneo. La mayor parte del albedo lo generan las nubes. Basta con salir de la sombra y ponernos al Sol una fría mañana de invierno o un tórrido medio día de verano para sentir de inmediato el poder calórico del Sol. Por eso el Sol puede llegar a quemarnos, aunque la temperatura del aire sea agradable, y por eso la luz del Sol puede evaporar el agua incluso sin viento. Cayendo a plomo, sin filtrar, la radiación puntual del Sol sería de 1363 W/m2, equivalente a la de un sólido a 115 ºC. Y no hay que ir a la Luna para alcanzar temperaturas cercanas a los cien grados centígrados. Todos sabemos que no conviene tocar una chapa metálica al Sol un día de verano, o el volante del coche.

Gracias que a lo largo del día el Sol va calentando el aire, éste se renueva refrescando el ambiente. Pero si consideramos un lugar del trópico seco un día cualquiera de verano, un día de esos que el Sol de mediodía sube hasta lo alto del firmamento, y que el reparto día/noche es de doce horas, tenemos que la radiación solar media será de 681 W/m2, equivalente a una temperatura de cuerpo negro de 58 ºC. Ése es el límite de temperatura que se puede alcanzar en la Tierra.

La zonación climática de la Tierra está controlada por la insolación. Sin embargo, claro, eso no es todo.

Desde donde yo escribo esta entrada, en Vigo, a una latitud de 42 º norte, y no hoy, que jarrea y tenemos lo menos cuatro kilómetros de nubes encima de nuestras cabezas, pero puede que sí un solsticio de junio cualquiera, cuando la eclíptica nos acerca a 18 º del ecuador solar, la insolación máxima teórica es un 95 % de la máxima en el ecuador. Pero ni con esas. En Vigo no alcanzamos máximas de 40 ºC. Hay muchas razones para justificar esto, pero solo una causa: la inercia climática.

8.- El clima es un sistema inercial. El efecto invernadero es un sistema de referencia no inercial.

Todos sabemos que el momento más caluroso del día no llega cuando el sol está más alto, (mediodía solar) sino un poco después. Por la noche, el momento más frío llega casi de mañana, a veces justo cuando sale el Sol. Aquí, en Vigo y en muchos otros lugares templados, el mes más caluroso suele ser agosto, o el período de julio-agosto, aún cuando la máxima insolación ocurre en junio.

La inercia climática reduce las diferencias climáticas entre el día y la noche y de verano a invierno. Y lo hace mediante la transferencia de calor de unas latitudes a otras y de unas profundidades a otras. No se reduce a un efecto atmosférico. Intervienen los mares y el subsuelo. Pero si no nos situamos en la adecuada perspectiva, en el espacio y el tiempo de estas tendencias lo que advertimos es eso: extraños efectos.

En números redondos, la capacidad calorífica del aire es de 0,24 kcal/kg, y 1 atmósfera de presión es equivalente a 10.000 kg de aire sobre el nivel del mar, de modo que la capacidad calorífica de la atmósfera es de unas 2.400 kcal/m2 de superficie terrestre. La mayor parte de este calor se encuentra almacenado en la Troposfera, donde se aprieta casi toda la masa atmosférica.

Pero la energía calorífica de la atmósfera sobre 1 m2 de superficie terrestre es la que podemos almacenar en 2,4 m3 de agua. Los mares ocupan 7/10 partes de la superficie, de modo que los primeros 3,5 metros de los océanos tienen la misma capacidad calórica que toda la atmósfera.

La capacidad calórica de los continentes es menor, pero también considerable. El granito tiene un calor específico de 0,19 kcal/kg y una densidad de 2,5 Tn/m3, de modo que cualquier terreno granítico puede almacenar tanto calor por grado de temperatura en unos 5 metros de profundidad como toda la atmósfera que tenga encima.

De hecho los granitos superficiales almacenan mucho más energía calórica que la atmósfera. En Galicia, la temperatura media es de unos 14 ºC, y los granitos o jabres, casi siempre siempre con alta humedad -y por tanto con mayor calor específico que la dada antes-, mantienen temperaturas superiores a los 14 º C hasta profundidades de 10 o  20 metros, a veces incluso más.

Los granitos tienen una muy baja conductividad térmica. El agua más baja aún. Pero el agua es un fluido, como el aire. En ellos el calor se transporta por convección. Se forman vientos y corrientes.

9.- Qué decimos cuando decimos clima.

Ya lo dije por ahí. Hay que saber qué decimos cuando decimos clima terrestre. La cosa no se reduce a la atmósfera. Los océanos forman parte del clima. Incluso los continentes forman parte del clima.

Y hay que entender qué decimos cuando decimos que la Tierra y el resto de planetas se comportan como un cuerpo negro. Solo tenemos que entender que su superficie tiene profundidad. El clima no lo hace la atmósfera. Es mucho más. Ni siquiera la Luna es un cuerpo negro perfecto. Durante la noche la temperatura de la cara oculta de la Luna no cae al cero absoluto. No tiene tiempo de enfriarse. De modo que la corteza mantiene su calorcito residual. No hay atmósfera en la Luna. Pero hay clima.

No es ninguna mágica manta de CO2 la que hace de paraguas y nos mantiene calentitos. La atmósfera forma parte de la superficie de cuerpo negro de la Tierra, pero esta superficie alcanza las profundidades del océano e incluso profundiza en los continentes. Mares y continentes sostienen las temperaturas mínimas. Aportan humedad y la recogen. Flujos de calor y frío en el océano se mueven lentamente y afloran cada tantos años, siglos o, incluso milenios, para generar los fenómenos globales del Niño y la Niña o las sucesiones de periodos glaciares e interglaciares.

ciudades iluminadas

30. Contaminación sísmica y calentamiento global: una cuestión de magnitudes planetarias.

Imagen NASA de la iluminación artificial de la Tierra.

El gráfico anterior representa el número de terremotos registrados por el IGN en Galicia (longitudes: -7.30.00,  -8.95.00; latitudes: 41.85.00, 43.85.00)  entre el uno de enero de 2002 y el veinticinco de diciembre de 2012: diez años y 983 eventos sísmicos identificados. Pero tranquilos, no hay más riesgo sísmico el fin de semana. Lo que vemos es un ejemplo de un artefacto en una medida, un error sistemático generado por las condiciones de muestreo. Los días de semana el ruido sísmico generado por la mayor actividad industrial y urbana enmascara la señal de los terremotos más débiles.

Este gráfico  representa lo mismo que el primero pero para lapsos de seis horas. Entre las 00 y las 06 horas, la mínima actividad humana permite una escucha más limpia de los sismógrafos, y en consecuencia el número de terremotos registrados es máximo -en torno a 50 de media- El máximo ruido sísmico se produce entre 06 y las 18 horas de los días laborables, doce horas en las que  se detectan unos 30 terremotos de media, un tercio de los que se escucharían con un ruido de domingo., En términos de magnitud media (que mide la energía del terremoto), la gráfica presenta un aspecto inverso, aunque el efecto se ve peor. Los mínimos de magnitud matinales de los días laborables no se deben a una menor actividad sísmica, sino a que los terremotos más débiles no son registrados y por tanto no se suman a la media, que de este moto tiene valores más altos. Desglosada la actividad sísmica por magnitudes, se comprueba que las franjas horarias convergen hacia magnitudes de 2-2,3, justo la magnitud en la que los terremotos -si no son muy profundos- comienzan a ser sentidos por las personas. Así pues, que el ruido sísmico disminuya hacia energías comparables a los terremotos sentidos no es solo porque esos microseismos requieren de mayor energía -y son más costosos de crear- sino por que sus efectos -las molestias y daños a las personas y las cosas- son más evidentes

Por lo general, a los sismólogos no les interesa mucho el ruido sísmico; lo que les importa.son los terremotos naturales, y en consecuencia lo común es que se ocupen en desarrollar instrumentos de cómputo para eliminar este ruido, no para interpretarlo. Pero por fortuna, siempre hay excepciones, y hace ya más de un siglo los primeros estudiosos de este fenómeno comprendieron que el ruido sísmico informaba de cosas tan sutiles como el embate de las olas del océano en la costa o los golpes barométricos de los frentes de bajas y altas presiones. Hoy, estas curiosidades están teniendo insospechadas aplicaciones, y a través de los viejos registros sísmicos los especialistas son capaces de reconstruir registros de tormentas marinas de hace décadas -cuando no había satélites para el estudio del clima global- y compararlos con los actuales.

Pero en cualquier caso la atención se focaliza sobre la fuente del ruido, y el ruido mismo -como tal- no se toma en consideración, ni sus consecuencias sobre el medio natural -las rocas y el subsuelo- cuando no sea que afecte a las personas y sus propiedades. Y sin embargo, esto no debería ser así. No, por lo siguiente.

La energía acumulada de todos los terremotos registrados en un cuadrado que circunscribe Galicia (latitud 41º a 45º; longitud -6º a -9º) entre enero de 2002 y diciembre de 2012 fue de 6,52 E11 (seiscientos mil millones de julios). Un número enorme, aunque depende con qué se compare. Por ejemplo, en 2010, los gallegos quemamos 2.016.596 TEP (tonelada equivalente de petróleo) sólo en transporte terrestre. Como cada TEP contiene la increíble cantidad de 4,2 E10 J (unos cuarenta y dos mil millones de julios, en números redondos), resulta que en 2010  los gallegos quemamos en transporte 8,44 E16 J ¡¡130.000 veces más energía que la suma de todos los terremotos de Galicia en 10 años!! Bastaría con que un uno por mil de este gasto energético fuese transmitido a la corteza para que esta tomara 130 veces más energía que la liberada por los terremotos en una década. En realidad, la energía que los gallegos transmitimos al subsuelo tan solo haciendo rodar nuestros vehículos seguramente es mucho mayor que la que liberada por todos los terremotos que se generan bajo la superficie de Galicia. Los expertos consideran que un vehículo gasta en rozamiento un 30 % de la energía consumida, (lo que tampoco es extraño ya que sin fricción los coches no podrían acelerar ni frenar -que es lo que pasa cuando patinan sobre hielo, por ejemplo-), así que los gallegos gastamos en quemar rueda -y asfalto- 2,78 E16 J el año 2010, casi cinco mil veces más energía que la liberada por el seísmo de Triacastela de 1997 (magnitud 5,3), que causó una víctima mortal por infartoDesde luego, buena parte de ese rozamiento calienta y desgasta las ruedas y el firme de las carreteras, -como saben muy bien los aficionados a la F1-, pero queda aún una parte de energía que se transmite al terreno en forma de vibración, y considerando las magnitudes involucradas, incluso porcentajes del 1 o el 2 % suman cantidades ingentes de energía. 

Desde luego, Galicia es un rincón de baja sismicidad relativamente urbanizado en el mundo desarrollado, pero el mundo es muy grande y tiene zonas de sísmica muy activa y también enormes desiertos despoblados, y en general está relativamente subdesarrollado, ¿qué pasa entonces?

En todo el mundo, y según las cifras de ocurrencia estimadas por USGS, la energía liberada total por los terremotos en un año ronda los 2,13 E18 J, es decir, unas ¡¡seis milésimas!! de la producida y consumida por el hombre en todo el mundo en 2010, que fue unos 5 E20 J (quinientos trillones de julios). Esto es tan gordo que se necesita tiempo para asimilarlo.

¿Cuánta energía estamos transmitiendo al terreno? Nadie ha calculado todavía, pero el resultado será: mucha en comparación con al energía sísmica de la corteza.

¿Y las consecuencias? De esas sabemos menos aún: al igual que las personas y edificios en las proximidades de las carreteras más transitadas, puede que algunas especies de insectos u otros animales sufran con especial intensidad estas vibraciones y su vida se haya convertido en un infierno; en el mar -donde el sonido viaja con gran facilidad- ya se tienen en cuenta los posibles efectos de las detonaciones geofísicas sobre los mamíferos marinos y otros animales, un efecto que los anglosajones han bautizado como “seismic pollution”; Quizá también, el ruido sísmico pudiera estar en el origen del misterioso zumbido que se puede escuchar en determinadas ocasiones en la orilla del mar. En este caso el océano podría actuar como una caja de resonancia para el ruido sísmico procedente del continente, devolviéndolo a las playas como devuelve la basura que le llega de ríos y alcantarillas.

Lo único que los sismólogos nos dicen sobre el ruido sísmico urbano es que, en su mayor parte, se mitiga en unos pocos kilómetros de viaje a través del subsuelo. Pero puesto que la energía no se crea ni se destruye, esto debe significar que esta energía transmitida se transforma en trabajo mecánico -agrietando las rocas- y/o energía calorífica -calentándolas-, y este es la consecuencia que ahora quiero tratar.

Las ciudades actúan como islas de calor, pudiendo mantener la temperatura local varios grados por encima de las zonas periurbanas, tanto de día como -especialmente- de noche, cuando los tejados y el cemento irradian el calor acumulado. Hasta hace unos años,  lo que la mayor parte de los modelos climáticos hacían y en especial los del IPCC–  era  “corregir” los valores de temperaturas medidos en las ciudades para hacer “cómo si no estuvieran”, considerando los registros de las ciudades como meras anomalías -artefactos- locales, una especie de “ruido térmico”. Estos modelos simplemente ignoraban o minimizaban el hecho  de que las ciudades calientan tanto el aire como el suelo, y en su fijación por el CO2 despreciaban lo evidente: que las ciudades, minas y centros fabriles de todo el mundo son enormes hornos que calientan no solo la atmósfera, sino la corteza bajo ellas y a su alrededor.

No obstante, cada vez más investigadores -aunque todavía pocos- comienzan a tomar conciencia de la magnitud de este calentamiento e incluso proyectan aprovecharlo. En Osaka (Japón),el calor acumulado bajo la ciudad ha alterado el gradiente geotérmico del subsuelo en profundidades de decenas de metros, y un estudio realizado en varias ciudades de Alemania sugiere que acumulan calor desde hace cientos de años. Este tipo de investigación aplicada ya ha permitido evaluar la bolsa de calor acumulada en los acuíferos existentes bajo las ciudades de Colonia (Alemania) o Winnipeg (Canadá) y potencialmente aprovechable por sistemas geotérmicos de baja entalpía de 2,9 a 4,1 E16 J, suficiente como para aliemnatr la calefacción de esas ciudades unos cuentos años y -por seguir con el ejemplo- dos a tres veces  la energía quemada por el transporte terrestre de Galicia en un año.  

La cantidad de energía producida por los humanos en 2010 fue, como vimos, 160 veces mayor que la liberada por todos los  todos los terremotos del planeta, y como demuestran los sismógrafos de todo el mundo -y de Galicia-, buena parte está siendo trasladada al subsuelo terrestre en forma de energía sísmicaPor el momento desconocemos no solo la cuantía de esta transferencia sino también el modo y los ritmos en que esta energía sísmica es liberada y devuelta a la superficie, pero es muy probable el ruido sísmico esté aumentando la temperatura y la difusividad térmica de las rocas en torno a los centros urbanos, mineros e industriales.

Los mecanismos de transmisión de calor en el interior de la tierra son todavía poco conocidos. La falla de San Andrés en California -probablemente la más vigilada del planeta- genera un flujo térmico mucho más débil del esperado por los investigadores, que han bautizado esta aparente anomalía como San Andreas Heat Flow Paradox, una paradoja que se repite en otras muchas fallas a lo largo del planeta. Por otro lado, en Irán, unos geólogos de aquel país han comprobado con mediciones continuadas a lo largo de doce años -de 1992 a 2004-, que unas horas antes de un terremoto se produce un aumento de la difusividad térmica y la temperatura del suelo, que sube unos 0,4 º C.  Este aumento de la temperatura y la difusividad del suelo provoca un instantáneo incremento de la temperatura del aire sobre él. Una vez el tiene lugar el terremoto principal, la temperatura recupera los valores previos. Aunque los investigadores desconocen el detalle de los mecanismos que intervienen en un terremoto, saben que el agua subterránea juega un papel fundamental y suponen que también es muy importante en la transmisión del calor asociado al sismo. De modo previo al terremoto se produce una dilatación mecánica de la roca por la apertura de la microfisuración  -que de otra manera se encuentra cerrada- y en consecuencia aumenta la permeabilidad y la difusividad térmica.

Atendiendo a todos estos indicios, es muy probable que el ruido sísmico de origen urbano e industrial, -que se mueve en frecuencias que van desde los 0,008 a los 45 Hz y en su mayor parte se disipa a los pocos metros a kilómetros de la fuente-, esté generando un continuo difuso de microfisuras y microanomalías térmicas cuyos efectos sobre la temperatura son ya perceptibles a kilómetros de los centros urbanos.

Cada día hay más evidencias que ligan el calentamiento global al efecto local de las islas de calor urbanas. El estudio alemán al que me referí antes, por ejemplo, encuentra una correlación significativa entre la variación de la temperatura superficial de las zonas urbanas y suburbanas con la temperatura de los acuíferos bajo aquellas, y un estudio estadístico de amplio espectro llevado a cabo en más de 300 localidades de California consigue explicar las variaciones locales de temperatura de 1950 al 2000 considerando la urbanización y el uso del agua junto con factores climáticos cíclicos por la influencia del océano Pacífico.

Según el Departamento de Agricultura de los EEUU, entre 1982 y 1997 la superficie urbanizada aumentó un 34 % y a finales de siglo constituía ya el 5 % del país, un área semejante a la de la península Ibérica. Y esta tendencia ha sido general. Entre 1990 y 2000, en solo diez años, la superficie urbana creció cerca de un 15 % en Europa y un 25 % en España. Por supuesto, esta acelerada urbanización requiere una mayor producción y consumo de energía, buena parte de la cual se transfiere al terreno en forma de calor. Esta energía acumulada se libera según ritmos y mecanismos que todavía desconocemos, pero en los que el agua subterránea debe jugar un importante papel. En cualquier caso, el consumo actual de energía es tan descomunal que con la producción de un año podríamos calentar 2,1 ºC los aportes de todos los ríos de la Tierra al mar en ese periodo o subir 10 ºC la temperatura de 23.000 km3 de granito.

Quizá lo estemos haciendo.

 

 

 

 

 

16. A vueltas con el clima, III. Fin del cuento

Las variaciones del CO2 son posteriores a los cambios de temperatura.

El trabajo de Vostok es extraordinario. Cada metro de sondeo hay una medida de temperatura del aire calculada a partir del contenido en deuterio del agua congelada. A distancias irregulares, desde menos de 1 metro hasta un máximo de 74,6, se midió el contenido de CO2 de las minúsculas burbujas de aire atrapado en el hielo. En total para los primeros 3310 metros de sondeo publicados por la NOAA (el sondeo sigue avanzando hoy día)  hay 3302 medidas de temperatura y 363 de CO2.

Para calcular la edad de las medidas, varios científicos construyeron y probaron diversos modelos de acumulación del hielo, y usaron multitud de correlaciones. Como la nieve recién caída es permeable al aire hasta que se entierra y compacta lo suficiente como para formar una densa roca, las medidas de temperatura y CO2 tienen cada una su propia escala temporal, y para una misma profundidad de sondeo, la medida de temperatura atmosférica es siempre más antigua que la de CO2 atmosférico, unos 4066 años más antigua de media.

Así, que teniendo en cuenta todas estas variables, y puesto que cada medida tiene asignada una antigüedad, es posible correlacionar las 363 medidas de CO2 con otras tantas medidas de temperatura de edad parecida. Podemos conseguir pares de medidas de CO2 y temperatura con una diferencia media de edad de 50 años, cuando los lapsos temporales medios entre pares de medidas son de 1149 años. Unos datos de partida excelentes para un periodo que va desde hace 2.300 años hasta hace 417.000. El resultado de esta correlación entre CO2 y temperatura, como sabemos, es inequívoco: R2 de 0,7617.

Y ahora lo mejor. Para cualquier serie temporal de medidas, hay un cierto desfase que podemos admitir en las medidas con sólo una ligera pérdida de información. Por ejemplo, si tomamos los datos de lluvias diarias de un año, y calculamos su correlación con las medidas de lluvias del día siguiente -o del anterior-, lo normal es que tengamos una correlación todavía alta. Más aún para las temperaturas; si correlacionamos las temperaturas de un día con las del día siguiente, lo normal es que la correlación sea alta, pues los cambios de temperatura media diaria suelen ser más graduales que los de precipitaciones. Pero a medida que separemos los días de medida la correlación caerá, midamos temperaturas o precipitaciones. Y en principio, si no hay una relación de causalidad temporal, la pérdida de información será la misma, correlacionemos la temperatura media de un día con la del anterior o con la del siguiente.

Esto lo podemos hacer con dos variables, y es lo que hacemos con la temperatura y el contenido en CO2 atmosférico del sondeo de Vostok. Calculamos la correlación para medidas de temperatura y CO2 de la misma edad, y desplazamos las escalas arriba y debajo. Y el resultado es incontestable: la pérdida de correlación es mucho más rápida si las medidas de CO2 atmosférico anteceden a las medidas de temperatura que si es la temperatura la que antecede. De hecho, la máxima correlación no se obtiene para medidas de la misma edad, sino que son las temperaturas de un milenio antes las que mejor correlacionan con las de CO2 atmosférico. Esto significa que hay un retardo de aproximadamente un milenio (según nuestra gruesa escala de medida, de ± 1 milenio) entre el calentamiento y la expulsión de CO2 a la atmósfera.

Y aún más, la pérdida de correlación de los valores de CO2 es claramente asimétrica, indicando una dependencia de los niveles de CO2 en cualquier momento respecto de los valores de la temperatura en los milenios anteriores. Es decir, existe una inercia del CO2 en la atmósfera causada por el mantenimiento de valores de CO2 –bajos o altos- del pasado.

La liberación o absorción de CO2 es claramente dependiente de la temperatura, y si la máxima correlación tiene lugar dentro del primer milenio siguiente al cambio de temperaturas, el ajuste persiste a lo largo de algunos milenios más.

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13. A vueltas con el clima, II

El sondeo de Vostok muestra una correlación positiva (R2 : 0,77) entre temperatura y CO2. En los últimos 400.000 años, cada vez que el clima terrestre se enfrió, el CO2 atmosférico disminuyó en proporción, y cuando el clima se calentó, también lo hizo el contenido en CO2 de la atmósfera. Esta evidencia incontestable es de signo contrario a la que cada año muestra que el calentamiento veraniego provoca una mayor actividad biológica y la disminución de CO2 en la atmósfera y los océanos.

Los calentólogos vieron la correlación de Vostok, le sumaron que el CO2 es un gas invernadero y concluyeron que el CO2 fue la causa del calentamiento. Es un error tan burdo que ahora tiene que costarles mucho recular. Lo que hicieron al ver que la relación era de signo opuesto fue trastocar también las variables dependiente e independiente de la correlación: hicieron de la causa efecto y del efecto hicieron su causa y su bandera: la causa del CO2.

Es muy fácil probar que en el sondeo Vostok el CO2 sigue a la temperatura y no al revés; lo haré más tarde, ahora vamos al meollo del asunto.

Y el meollo del asunto está en qué pensamos cuando decimos clima terrestre, porque lo que pensamos es clima atmosférico. Porque lo que se midió en Vostok y lo que nos congela hasta es tuétano es la temperatura del aire, no la de la Tierra, ni la de los mares. Quizá si fuésemos bacterias alimentándonos de los sedimentos del fondo del océano veríamos el clima terrestre de otra manera, pero el caso es que somos monos de los espacios abiertos abrasados por el sol, y aún en las cuevas en las que nos refugiamos de la noche es el aire tórrido o frío el que no nos deja dormir.

Y el caso es que la temperatura de la atmósfera es muy importante para nosotros, pero no es gran cosa para la Tierra. La capacidad calorífica del océano, con una masa 262 veces la de la atmósfera y un calor específico cuatro veces superior, es 1000 veces mayor. Esto significa que un enfriamiento del agua del mar de 0,01ºC podría aumentar la temperatura de la atmósfera 10 º C.

La transferencia de calor entre el océano y la atmósfera ocurre todos los días, y es la que crea las brisas marinas del mar a la tierra durante el día, y de noche de la tierra al mar. El efecto modulador del clima oceánico se nota en los relativamente suaves inviernos de las zonas costeras, en las lluvias extremas de los monzones o en las dislocaciones cálidas y húmedas de el Niño. Y es responsable de la sucesión de periodos glaciares e interglaciares.

El océano funciona como una gigantesca bomba de calor, una reserva de energía que acumula calor en los periodos cálidos y los cede a la atmósfera en los fríos. Esta es la base de los sistemas geotérmicos de calefacción de baja entalpía, y es la base de la máquina del clima terrestre.

El océano es también una bomba de CO2. Un tercio del CO2 antropogénico que emitimos se está acumulando en los mares. Aunque la solubilidad del CO2 disminuye al aumentar la temperatura, este efecto es subordinado a la diferencia de presiones parciales entre el océano y la atmósfera. La presión parcial gobierna los gases ideales y es función de la temperatura, pero en los gases reales de la atmósfera el equivalente de la presión parcial es la fugacidad del gas, en la que influyen la temperatura y otros factores del intercambio como la velocidad del viento. Este simple mecanismo físico es el que explica la transferencia de de CO2 entre la atmósfera y el océano y que regula su equilibrio conforme a la diferencia de temperaturas. Por mucho CO2 que emitamos a la atmósfera, en unos cientos de años la bomba oceánica se lo habrá tragado para volver al nivel de equilibrio.

Pero vamos al meollo del clima y dejemos por el momento el asunto menor del CO2. La base del clima terrestre es la relación entre el fogón solar y nuestra bomba geotérmica oceánica. La cuestión es ligar uno y otro. Lo haré para el registro de Vostok. No será tan aparente como los modelos del IPCC, pero es correcto, y cualquier puede hacerlo con una simple hoja de cálculo.

La radiación que recibe la Tierra del Sol está modulada por los ciclos orbitales terrestres. Son ciclos que con periodos de decenas de miles de años van modificando la excentricidad de la órbita o la inclinación del eje y alteran tanto la cantidad total de radiación recibida como su distribución, haciendo, por ejemplo, que las diferencias estacionales sean mayores y menores, al extremar o minimizar la insolación veraniega frente a la invernal. El caso es que la principal de estas oscilaciones tiene un periodo de 40.000 años, pero la historia climática de los últimos 400.000 años se acomoda más a una oscilación de 100.000. Para explicar este desparejamiento se han propuesto causas extraterrestres y terrestres, y entre ellas el efecto invernadero del CO2. Si establecemos la correlación directa entre radiación solar y temperatura, cualquier otro posible agente intermediario -extraterrestre o intraterrestre- será superfluo.

Empezamos por los datos de insolación, que en principio tienen bastante poco que ver con el registros de temperaturas de Vostok. Hago el ajuste con los datos de insolación de un punto situado a latitud 65 º del hemisferio norte, aunque cualquier otro punto serviría igual, pues su modulación es pareja. Los datos de radiación vienen por milenio, así que calculo la media de temperaturas para cada milenio en el registro de Vostok.

El paso siguiente es calcular el incremento de radiación en cada milenio. Tan solo hay que restar la radiación de un milenio a la del milenio siguiente. El valor es positivo cuando la radiación aumenta y negativo cuando disminuye. Y ahora, promediamos las temperaturas de las fases ascendentes (∆T>0) y descendentes de los ciclos (∆T<0), y lo hacemos milenio a milenio. Como estos semiperiodos oscilan entre 19 y 22 milenios, el promediado que hago a un semiperiodo medio de 20 milenios es algo pedestre, pero incluso así funciona. Como resultado, tenemos el ciclo promedio de temperaturas y radiación solar para los últimos 422.000 años.  

La fase de ascenso de la insolación a latitud 65º se corresponde con las temperaturas más bajas, y la fase de descenso de insolación coincide con las temperaturas altas. Pero no es determinante; para cada latitud las temperaturas altas y bajas coincidirán con una parte del ciclo de insolación solar. Por ejemplo, a 15º la fase ascendente coincidiría con las temperaturas altas, y la descendente con las bajas. Lo concluyente es que la relación entre la radiación solar y temperatura media de la Tierra está establecida, con los ramales de ascenso y descenso independientes y formando una curva cerrada, es decir, con estructura de ciclo.

Para medir la fortaleza estadística de la relación, compramos los valores del incremento de radiación media y la temperatura promedio. El valor de R2 es de 0,87. Pero además se puede advertir que los valores se distribuyen según dos correlaciones semejantes pero ligeramente desplazadas. Los valores de R2 de estas correlaciones son de 0,95 y 0,97, y se corresponden con la parte baja y alta del ciclo de radiación solar, es decir, con los semiperiodos de ascenso y descenso de las temperaturas.

A partir de las correlaciones establecidas, convertimos el ciclo de radiación en un ciclo de temperaturas, y lo superponemos a las temperaturas registradas en Vostok. El resultado es clarificador.

No hace falta modificar las condiciones químicas de la atmósfera y su capacidad invernadero, pues las variaciones cíclicas de la temperatura atmosférica se explican mediante transferencias de calor en el tiempo, exactamente como ocurre con las brisas, los mozones y el fenómeno de el Niño, solo que a una escala temporal mucho mayor, sobre un ciclo base de 40.000 años. Los interglaciares se sobreponen a algunos periodos cálidos del ciclo de temperaturas, mientras que las fases más frías coinciden siempre con los senos del ciclo de temperaturas calculadas. El proceso tiene la factura de los procesos estocásticos, y de hecho, se aprecia que en torno al periodo 7 hubo un cambio en la recurrencia del fenómeno interglaciar, que pasó de aparecer cada 2 periodos a cada 3. En esta última secuencia de tres periodos, durante el primero (3 y 6) la temperatura atmosférica se acomoda a la energía irradiada por el Sol, durante el segundo (2 y 5) la energía irradiada se transfiere al océano y es liberada en el tercero (4 y 1).

12. A vueltas con el clima, I

Recuerdo que en la Facultad de Geología los problemas y ejercicios más diversos comenzaban por la fórmula: Tomada una muestra representativa Aquello sonaba a chamusquina y lo era, porque la cuestión fundamental de los problemas geológicos es, precisamente, el de la representatividad: elegir la muestra representativa y saber de qué es representativa.

El caso es que una vez tienes la muestra representativa en la mano, el problema está resuelto. Lo que queda es trabajo. La muestra representativa es la que te da la ley de la mina, la antigüedad de la capa, el origen del sedimento, o la composición del aire atrapado en la burbuja. A lo largo de los años, he visto una y otra vez a  geólogos que desdeñaban o seleccionaban sin mayores reparos muestras y medidas tomadas en el campo y con las que luego –ya en laboratorio o en la mesa de trabajo- pasaban a realizar concienzudos y detalladísimos análisis con siete decimales. Así, una micromedida tomada con ayuda de un microscopio electrónico sirve para decidir la temperatura de solidificación de un granito de varios de kilómetros cúbicos porque la muestra era representativa.

Por supuesto, toda medida es más o menos representativa, pero hay que saber de qué. El quiz está en comprender el factor de escala entre la muestra y el proceso. No se trata tanto de si lo medido es común o raro, grande o pequeño, sino de entender el significado de los procesos que determinaron su concentración o dispersión, su ubicuidad o su rareza. Por ejemplo, muchas mineralizaciones metálicas se encuentran asociadas a filones, así que los geólogos en el campo muestrean las fracturas y sus rellenos y se olvidan de lo demás. Pero al final, para determinar la viabilidad minera, lo que no se puede olvidar son las condiciones de representatividad de la muestra y que en este ejemplo vendrían limitadas a la extensión del cortejo filoniano.

Las mejores lecciones que nos enseñaron en la Facultad, las que todavía recuerdo, son las historias de proyectos mineros fracasados porque alguien se había olvidado de las condiciones de representatividad de las muestras, de fantásticas reconstrucciones paleoclimáticas del Cuaternario a partir de los sedimentos acumulados en embalses romanos, o de poblaciones envenenadas porque solo se atendió a la zona superior del acuífero, la más cercana a la superficie.

No hay reglas fijas para delimitar la representatividad de una medida. Los condicionantes del muestreo varían desde la simple incompetencia a la escasez de recursos, la comodidad, las dificultades de acceso, las particulares preferencias, o incluso la costumbre. A veces se imponen preferencias inconfesables o interesadas, pero en otras ocasiones simplemente se desconoce el alcance de lo que se muestrea. Y siempre puede haber sorpresas.

El carbono es relativamente abundante en la corteza, pues constituye un 1,2 % de su masa, pero es tan sólo el 0,009 % de la atmósfera, y es menos abundante aún en los océanos, donde supone solo un 0,0028 %. Y eso que el carbono es un elemento ligero y atmófilo, es decir, que tiende a constituirse como gas -el CO2– y enriquecer así la atmósfera. La razón de esta aparente inconsistencia es que los seres vivos fijamos el carbono y lo enterramos a buen recaudo en la  corteza terrestre, como un perro con su preciado hueso. Así pues, el secuestro del carbono por los seres vivos es el proceso dominante y debe ser el factor decisivo para interpretar la representatividad de una medida de CO2.

Los célebres registros del Mauna Loa y de otros muchos sitios– recogen desde hace décadas la recurrente  disminución del CO2 atmosférico cada verano y su recuperación invernal. La causa es la mayor actividad fotosintética de las plantas en verano y la degradación de la materia orgánica en invierno. Esto se nota sobre todo en el hemisferio norte, pues lo provocan las plantas terrestres, y la mayor parte de las masas continentales está en este hemisferio. En cualquier caso, la secuencia de causas y efectos es: mayor temperatura (radiación solar) → más actividad fotosintética → menos CO2 en la atmósfera.

En cambio, carecemos de registros comparables de los océanos. La causa es que somos criaturas terrestres y nos resulta mucho más costoso hacer aquellas medidas. Y más cuanta más agua encima menos información. De modo que tenemos un conocimiento más o menos aproximado de los procesos del CO2 en la superficie de los océanos, pero este conocimiento disminuye con la profundidad. Además, los procesos de difusión del CO2 en el agua son más lentos y complejos que en la atmósfera [1], por lo que la compartimentación es mayor y las medidas de una zona son menos representativas de lo que ocurre en todo el océano. Aún así, sabemos que, como las plantas terrestres, el fitoplancton marino aumenta su actividad en primavera, cuando hay más la luz solar (y sube la temperatura del aire y de la capa de agua más superficial, aunque esto al fitoplácton no le importa). Para crecer y alimentar su mayor metabolismo el fitoplancton toma CO2 del agua, con lo que también disminuye el CO2 disuelto [1] [2]. De nuevo, la secuencia de causas y efectos es: más luz solar (más temperatura) → más actividad fotosintética → menos CO2 en el agua.

A pesar de que nos refugiamos del frío en cavernas, como especie pertenecemos a los espacios abiertos. Así que del balance de CO2 en la corteza sabemos aún menos que del mar. Por un lado, el enterramiento de CO2 en la corteza terrestre se produce fijado como materia orgánica y por tanto está ligado a la productividad biológica, principalmente en mares y océanos. Del otro lado, la emisión de CO2 tiene lugar en regiones volcánicas en gigantescos eventos explosivos y de forma más o menos continuada a través de grietas o fumarolas, y fuera de estas regiones existe una emisión difusa quizá de menor entidad, también ligada a fracturas profundas. Además existe una emisión de CO2 por oxidación bacteriana de sedimentos y rocas de la que apenas sabemos nada [1] [2] [3] [4]…, y una emisión controlada por la variación de las condiciones de presión y temperatura del CO2 atrapado en suelos y rocas [1] [2]. Todas estas medidas suman los inconvenientes del acceso a medios tan inhóspitos como zonas volcánicas o el fondo de los océanos y los de una extrema segmentación.

En la atmósfera y en el océano, el aumento de la temperatura, o mejor de la luz solar, tiene como consecuencia la disminución del CO2 porque los seres vivos lo fijan y la entierran. Este es el proceso conocido. Es simple y está contrastado. Si eliminamos la temperatura como causa, no sabemos de ningún otro mecanismo que justifique las variaciones cíclicas de CO2.

A menudo se dice que los negacionistas del CO2 y el calentamiento global -entre los que me encuentro- somos una pandilla de indocumentados conspiranoides al servicio de petroleras y otros oscuros intereses económicos, y así se quiere desacreditar la evidencia que liga la temperatura a la actividad biológica y ésta a la fijación del CO2; por este orden. Del mismo modo, los calentólogos niegan que su fiebre esté alimentada por una camarilla de políticos-burócratas y organismos internacionales con nulo control democrático, que alientan la acción impositiva y reguladora de los Estados para aumentar su propio poder sustrayendo a los individuos sus derechos para resolver libremente sus propios problemas, e incluso para decidir cuáles son los problemas que quieren contribuir a resolver. Hay quien piensa que estas disputas son ajenas al debate científico y que no hacen sino embrollar el problema, pero en mi opinión están en el centro mismo del problema pues plantean la cuestión fundamental de la representatividad.

Pero el alcance e implicaciones de la disputa no se pueden entender sin atender a la naturaleza del asunto en cuestión: es una disputa por la materia de nuestra mismo ser.

Un tercio de nuestro peso es carbono. Nos relacionamos con otras personas de carbono, tenemos hijos de carbono y nos gusta verlo en nuestros jardines. Comemos carbono. Nos calentamos quemándolo,  y se lo damos a nuestros coches para desplazarnos. Por eso lo valoramos como el más preciado bien económico. Pero como nos ocurre con la comida, el carbono que excretamos es sucio. Nos disgusta la materia putrefacta, los fangos orgánicos de marismas y pantanos, donde se acumulan los desechos de organismos. Tememos la carne muerta, todo lo que huela a pérdida de carbono. Y como no somos plantas, esto incluye también al CO2.

Los humanos consumimos y evacuamos cada año una cantidad de carbono equivalente de más de 100 veces nuestra propia biomasa, y ya somos una de las mayores biomasas específicas del planeta. De modo que nos debatimos angustiados porque escasea el carbono para calentarnos y mover nuestros coches y estamos asqueados por todo el carbono que expelemos.

La disputa sobre el calentamiento global y sus causas se ha convertido en el centro del debate sobre cómo gestionar nuestro apetito, cuánto, cómo y qué debemos o podemos comer y excretar. Esta es una vieja querella sobre obligaciones y libertades, tabú y responsabilidad. Esta es la controversia científica de mayor alcance desde que en el siglo XIX se planteó si el mundo y nosotros mismos éramos el resultado de un plan divino o la espontánea consecuencia de un juego de azar. Pues bien, somos inteligentes y estamos en medio de un juego. Y lo que ahora está en juego es si la estrategia la decide una escogida representación de nuestra inteligencia, o bien la decidimos todos, porque al fin todos nos la jugamos.

11. Por qué NO creo que el CO2 sea el agente del cambio climático.

La Geología es una ciencia muy poco matematizada. A diferencia de lo que ocurre en los abordajes de la Física, la Química, o incluso de la Biología, pocos procesos geológicos pueden ser reducidos a una formulación matemática estándar. Los modelos geológicos suelen ser poco más que ejemplos, secuencias de acontecimientos o conjuntos de características –facies– de utilidad taxonómica y descriptiva, pero casi nunca prospectiva. Fuera de su ámbito estricto, los modelos geológicos tienen un alcance escaso y dudoso, y extrapolar las consecuencias de un modelo –lo que en suma es generalizar- resulta siempre arriesgado, cuando no contraproducente. Podríamos decir que la incertidumbre asociada a cualquier tipo o ejemplo geológico suele crecer en un orden superior a la de su extensión temporal o geográfica, y que la utilidad del modelo disminuye en un orden superior a su concreción. Vamos, lo que se dice matar moscas a cañonazos.

Por poner un ejemplo simple de un modelo conocido y contrastado, tomemos una de las relaciones logarítmicas que existen entre las diversas variables hidrográficas de un río: el caudal de un río a lo largo de un cauce es (suele ser) función logarítmica de la longitud del cauce medido. Bien. Esto es (suele ser) cierto. Pero también lo es que esta función cambia de un río a otro, y (de modo general) cambia más cuanto más alejadas están las cuencas, pues el régimen de lluvias o la configuración de las cuencas varía más al cambiar el clima y el relieve. Así que si medimos un río podemos extrapolar con cierta seguridad los resultados al vecino, pero con muy poca a otro río mucho más lejano, o si medimos el caudal de un gran río en su desembocadura, los resultados poco nos dirán del pequeño afluente que vierte en él sus aguas en las montañas a miles de kilómetros. Estas irregularidades hacen que las generalizaciones matemáticas sean de muy poco provecho en Geología.

Además de esta incapacidad matemática, la Geología es, por razones obvias y con diferencia, la menos experimental de las ciencias naturales. Resulta muy difícil –cuando no imposible- reproducir en un laboratorio los procesos geológicos, y sobre todo, su escala temporal. A pesar de que el actualismo haya sido desde los principios de esta ciencia una guía de enorme ayuda para desentrañar y reconstruir la historia del planeta, el presente es, apenas, una capa de polvo en la superficie terrestre. Así que, en vez de  reproducir en laboratorio el choque de continentes, el plegamiento de las capas geológicas o la evolución de las especies, los geologos experimentales construyen modelos teóricos, modelos que a los propios geólogos nos resultan casi siempre sospechosos y por los que no solemos mostrar gran aprecio y sí escepticismo, por las razones ya expuestas.

En compensación de estas carencias, la Geología es con mucho la ciencia más empírica de todas. Una medida bien hecha, un pequeño afloramiento, el registro de un fósil es para los geólogos el argumento definitivo. Para nosotros, el hecho, el dato contrastado, es mucho más fuerte que cualquier experimento o cualquier modelo teórico. De este modo –creo-, los geólogos somos tercos en la evidencia y escépticos ante la teoría.

Y aquí entra el CO2. Una de las evidencias más notables que he visto jamás en Geología es la cerrada correlación entre CO2 y temperatura medidas en el sondeo del hielo austral de la base Vostok [1] [2] Este sondeo extraordinario, cuya realización y completa medición supuso más de dos décadas de intenso trabajo, es el principal fundamento empírico de la relación entre CO2 y temperatura del aire. Y aquí es donde radica mi escepticismo, pues si la evidencia es incontestable, la interpretación de que el CO2 es la variable independiente de la correlación es gratuita, absurda e increible. Me he tomado la molestia de calcular la correlación entre las medidas de CO2 atmosférico y temperatura relativa de los registros de Vostok. Lo he hecho año a año según la escala temporal propuesta para las mediciones. El valor R2 de la correlación es de 0,76. Según la teoría, esto significa que un 76 % de la variación de la temperatura se explica por las variaciones en el contenido atmosférico de CO2. Y esto es simplemente absurdo. Según la NOAA, – por poner una referencia- las variaciones de la temperatura de la Tierra dependen de las variaciones orbitales, de la variabilidad solar, de los aerosoles volcánicos, de los aerosoles troposféricos y los gases traza atmosféricos –los famosos gases de efecto invernadero, que incluyen el metano –CH4– y el anhídrido carbónico, –CO2–. Muchos modelos climáticos incluyen también la vegetación, el albedo, el vapor de agua, el tipo de nube, el niño, la niña… ¿Pero para qué haría falta todo esto si ya tenemos explicado un 76 % de la variabilidad de la temperatura?

Lo curiosísimo es que, en la práctica y a pesar de lo que se diga, nadie cree de verdad que la variación del CO2 en la atmósfera cause de forma directa o indirecta del 76 % de la variación de la temperatura. Ni siquiera el ICCP. Y por eso, para poder explicar esa coincidencia del 76 % entre la temperatura y el CO2 de y mantener la milonga del CO2  antropogénico como causa del calentamiento global, se han inventado las famosas –y socorridas- retroalimentaciones.

El problema es: si el clima es tan complejo y todas las variables son dependientes unas de otras ¿cuánto de aquel 76 % de variación de la temperatura en los últimos 400.000 años se puede atribuir al CO2? ¿La mitad? ¿Un tercio? ¿El uno por cien? Lo cierto es que, por el momento, ninguna evidencia geológica contesta a esta pregunta. Pero si aplicáramos la correlación de Vostok al CO2 atmosférico actual, la temperatura debería ser hoy… ¡atención!!! ¡¡unos 14 º C mayor que hace un siglo!!! Y los del IPCC preocupados por unos miserables 0,8 ºC. Se me dirá que la correlación de Vostok no se puede usar para calcular el efecto de la concentración de CO2 en la temperatura global, pero entonces ¿se puede usar como prueba de los efectos del CO2 en el clima terrestre?