Una nueva perspectiva sobre la futura absorción de carbono por parte del océano
Los mares y océanos son piezas fundamentales en los mecanismos de absorción del CO2 emitido a la atmósfera como consecuencia de múltiples actividades realizadas por el ser humano. ¿Pero podemos contar con esa capacidad de absorción para modificar el curso del actual cambio climático? Y, lo que es más importante, ¿dónde va a parar el CO2 excedente de la atmósfera? El proyecto CARBOCHANGE sirvió para avanzar notablemente en el conocimiento científico de esta materia y en las técnicas de predicción al respecto. Basándose en una red muy extensa de buques de investigación, boyas y otros dispositivos flotantes, los artífices del proyecto CARBOCHANGE (Changes in carbon uptake and emissions by oceans in a changing climate) se propusieron realizar el cálculo más exacto posible de la absorción neta de carbono por parte del océano, ahora y en el futuro, en función de distintos supuestos de cambio climático y tomando como referencia los cambios pasados y actuales en los ciclos de carbono oceánico. Esta investigación resulta clave para escudriñar el futuro de la Tierra a raíz de los eventuales cambios en las condiciones climáticas, teniendo en cuenta que, según cálculos, los océanos del planeta pueden haber absorbido cerca de la cuarta parte del CO2 liberado a la atmósfera por los seres humanos en los últimos veinte años. Esta acción tiene una contrapartida, y es que, a medida que absorben CO2, los océanos incrementan su acidez, lo cual acarrea consecuencias muy dañinas para la flora y la fauna marinas. Y lo que es peor, quizás los océanos sean incapaces de asumir un eventual incremento de las emisiones de CO2 antropogénicas del modo que lo venían haciendo hasta el momento. El proyecto ya ha finalizado y sus resultados, además de ofrecer a la comunidad investigadora datos de grandísima utilidad y un modelo mundial del carbono, permiten ampliar el conocimiento científico sobre ciertos procesos bioquímicos y físicos fundamentales, cuantificarlos, esclarecer el grado de vulnerabilidad de los océanos ante el incremento en el CO2 absorbido y prever el clima futuro. Por todo ello, sus resultados tendrán utilidad para las autoridades políticas, de cara a tomar medidas concretas al respecto de todo ello. Christoph Heinze, profesor de oceanografía química en la Universidad de Bergen y coordinador de CARBOCHANGE, repasa algunas de las conclusiones más destacadas de este proyecto. ¿En qué se basa su modelo predictivo? Nuestra labor consistió en calcular la transferencia de CO2 entre el océano y la atmósfera y también los flujos de carbono dentro de los propios océanos por medio de varios conjuntos de datos y modelos procedentes de observaciones. Esos conjuntos de datos (referentes a parámetros de la superficie marina y de la columna de agua del sistema de carbono oceánico) se emplearon en combinación con modelos predictivos y diagnósticos. Los modelos del sistema de la Tierra que se han utilizado para generar proyecciones en función de distintos supuestos en cuanto a las emisiones figuran entre los programas informáticos más complejos y difíciles jamás creados por la mente humana. Dado que el ciclo del carbono marino se ve influenciado por factores físicos, químicos y biológicos, se requería un equipo interdisciplinar para poder abordar el reto de calcular los cambios en el presupuesto del carbono en un contexto de modificaciones climáticas. ¿Cuáles son los hallazgos más destacados del proyecto en cuanto a factores que inciden poderosamente sobre la menor capacidad de absorción de carbono por parte de los océanos? Se han obtenido indicios de variaciones regionales y temporales sustanciales en los flujos de CO2 entre el mar y la atmósfera, en varias escalas de tiempo, en un orden de magnitud de hasta más/menos 50 % en algunas regiones oceánicas. También se observan variaciones en la absorción oceánica de CO2 liberado a la atmósfera por los humanos. Dicho sea que cierta disminución transitoria de la absorción de carbono en una cuenca oceánica puede verse compensada por un incremento de esa absorción en otra zona. Haciendo balance general, hasta ahora las tasas anuales de absorción marina de CO2 han ido parejas al incremento del CO2 atmosférico. El porcentaje anual de emisiones de CO2 nuevas generadas por el ser humano y absorbidas por los océanos de todo el mundo se mantiene bastante constante. No obstante, las proyecciones de futuro realizadas con modelos del sistema de la Tierra (sistemas modelo de complejidad plena o bien modelos del sistema terrestre de complejidad intermedia) apuntan a que ese patrón podría cambiar en las próximas décadas si se acumulan en mayor medida emisiones de CO2 en la atmósfera y se acelera el cambio climático. Si se ralentiza la circulación oceánica y disminuye la capacidad amortiguadora del agua marina ante concentraciones elevadas de CO2 en la superficie del mar, se resentirá la eficacia de la absorción de CO2 por parte de los océanos. Algunos descubrimientos de gran interés que hemos logrado son, por un lado, el efecto de un incremento de la descomposición bacteriana de la materia orgánica en la columna de agua oceánica y, por otro lado, la disminución de las emisiones de aerosoles biogénicos a la atmósfera ante una subida de las temperaturas. Ambos son fenómenos de retroalimentación que acelerarán el calentamiento global. En términos más generales, ¿cuáles son los logros más innovadores de CARBOCHANGE, en su opinión? Nuestro equipo ha alcanzado varios resultados de importancia clave. Me referiré solamente a unos pocos de ellos. En primer lugar, el equipo ha realizado aportaciones a las proyecciones con modelos del sistema de la Tierra que son básicas para los informes de evaluación del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC); aportaciones a las actualizaciones anuales del «Presupuesto de Carbono Global» publicado por el Global Carbon Project («Proyecto Carbono Global»); y aportaciones a las colecciones de datos observacionales sobre el carbono oceánico más completas y de mayor calidad que se hayan elaborado nunca (SOCAT, sobre la superficie oceánica, y GLODAP, sobre el océano en tres dimensiones). En definitiva, CARBOCHANGE ha realizado contribuciones fundamentales a esfuerzos de investigación internacionales de enorme envergadura, como bien han reconocido colegas de todo el mundo. Otro descubrimiento que merece la pena mencionar es que, de cara a limitar el calentamiento global, la acidificación del océano, su desoxigenación y la pérdida de biomasa terrestre, se necesitan reducciones de las emisiones de CO2 aún más grandes que las que se necesitan para frenar solamente el calentamiento global. También hemos descubierto que la acidificación progresiva de los océanos está teniendo efectos, sin lugar a dudas, en las profundidades del océano. Ello conlleva una posible pérdida de biodiversidad, sobre todo entre ciertos organismos vulnerables de las profundidades. Por último, hemos recabado pruebas de que la combinación de varios factores estresantes para los ecosistemas marinos resultará cada vez más determinante en las décadas venideras. Los modelos permiten prever la evolución de los puntos más candentes. ¿Se encontraron con alguna dificultad durante el proyecto? ¿Cómo la resolvieron? Todo científico trabaja siempre al límite de su capacidad. De ahí que nuestra profesión resulte agotadora y, a la vez, apasionante. A lo largo de este proyecto no sufrimos ninguna gran dificultad de tipo logístico. El consorcio trabajó de un modo extremadamente constructivo. Pero sí surgió un escollo: combinar de modo sistemático los conjuntos de datos observacionales con los modelos oceánicos complejos fue aún más difícil de lo previsto al inicio del proyecto. Pudimos realizar algunas mejoras importantes en los modelos y esclarecer los procesos de absorción de carbono mediante tales procesos de asimilación de los datos. Pero para poder aprovechar al máximo las observaciones del océano en su estado actual, primero hay que calibrar de manera sistemática los modelos del sistema de la Tierra, para poder contar con una imagen que represente el mundo en un estado virgen, preindustrial. Y para resolver ese inconveniente hay que ejecutar modelos informáticos repetidas veces, lo cual comporta un coste muy elevado. Este es un reto que habrá que volver a abordar en trabajos futuros. ¿Cómo afectarán a los mares y océanos los distintos supuestos de cambio climático? A este respecto, se puede afirmar que, si el volumen anual de emisiones disminuye en lo sucesivo, los océanos tendrán mayor resiliencia frente al forzamiento de origen antrópico. El calentamiento global y la absorción de CO2 atmosférico son procesos que se desarrollan en escalas de tiempo largas, de entre décadas hasta varias decenas de milenios. Suponiendo que parásemos de inmediato de emitir a la atmósfera ese CO2 nuevo que es generado por la quema de combustibles fósiles, por el cambio en los usos del suelo y por la fabricación de cemento, el océano tardaría varias decenas de miles de años en retornar a un cuasi-equilibrio físico y químico. Pero también conviene señalar que, según muestran las proyecciones relativas a la absorción marina de CO2, la fenomenal capacidad del océano para asimilar CO2 se dejará notar en mayor medida en los supuestos de emisiones más optimistas (esto es, reducciones intensas e inminentes de las emisiones de CO2 provocadas por los humanos). Los daños ocasionados al sistema de la Tierra se limitarían si la sociedad humana consiguiera los niveles de emisiones previstos en el escenario RCP2.6 o al menos en el RCP4.5. Hoy por hoy, el mundo sigue avanzando conforme al escenario RCP8.5 es decir, sin intervención, lo cual es motivo de preocupación. ¿Qué efecto espera usted que surta su investigación? Es indispensable que la sociedad humana se pase rápidamente a un uso sostenible de los recursos y que descarbonice la producción de energía. Nuestra investigación ayuda a dar con vías óptimas de mitigación climática y, así, frenar el cambio climático y medioambiental a escala mundial. Calcular los sumideros y las fuentes de carbono atmosférico en los mares resulta esencial también para hacer un seguimiento del paradero de todo el CO2 generado por el ser humano, para averiguar dónde se acumula, qué rige su ciclo y si estamos pasando por alto algún proceso determinante. Hemos desarrollado una serie de métodos complementarios entre sí para poder observar el ciclo del carbono oceánico y simularlo a largo plazo. Más adelante habrá que ampliar estas técnicas y seguir aplicándolas, porque a día de hoy las emisiones de CO2 siguen aumentando a un ritmo fuerte. Además, en lo referente a verificar los presupuestos nacionales de gases de efecto invernadero, es muy necesario conocer con precisión el sumidero de carbono en los océanos, porque los flujos de CO2 entre el mar y la atmósfera se pueden calcular con más exactitud que entre las zonas terrestres y la atmósfera. Así que, si queremos entender los cambios a nivel continental, es esencial tener un buen conocimiento del ámbito marino. Con vistas a realizar estudios del impacto de la acidificación, es fundamental calcular las variables referentes al estado del carbono oceánico. Los colectivos pertinentes cuentan ya con datos abundantes con los que ajustar la escala de sus experimentos relacionados con ese impacto. Ahora que el proyecto está finalizado, ¿tiene previsto dar continuidad a esta investigación de alguna forma? Sí, tenemos previsto prolongar nuestra investigación. Se instalarán sensores nuevos y adicionales en planeadores y boyas autónomas para registrar la presión parcial del CO2, el pH, el oxígeno y otras variables. También se seguirán apoyando, en incluso se ampliarán, las mediciones rutinarias de la concentración de carbono desde buques comerciales. Además, trabajamos ya en actualizar nuestros modelos oceánicos con mejores representaciones de los procesos, de cara a la siguiente tanda de proyecciones climáticas con las que efectuar evaluaciones a nivel internacional. Ya están en curso versiones nuevas de las síntesis de datos internacionales sobre el carbón oceánico. También apreciamos grandes posibilidades de desarrollar técnicas nuevas para el modelaje de los ecosistemas marinos. Una cuestión muy destacada de cara a los próximos años es la mejora de los presupuestos de carbono anuales, no sólo a nivel mundial sino también por cuencas y países. Estamos articulando enfoques nuevos para calcular de forma óptima la invasión progresiva de CO2 en el océano y la correspondiente variación de los flujos superficiales de CO2 entre los mares y la atmósfera. La reducción de la incertidumbre en torno a estas variables será de utilidad para contar, durante el próximo decenio, con un sistema sólido de verificación de los presupuestos de gases de efecto invernadero que tenga gran relevancia política. Está demostrado que los proyectos de colaboración coordinados y realizados a escala de la Unión Europea constituyen formas eficaces de ampliar los límites de la investigación sobre los gases de efecto invernadero y de lograr un aprovechamiento óptimo de sus resultados, con vistas a llegar a la ansiada sostenibilidad en el futuro. Para más información, consulte: CARBOCHANGE https://carbochange.b.uib.no/
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