El creciente uso de combustibles fósiles, como principal fuente de energía y los intensos programas de deforestación, están conduciendo, al parecer inevitablemente, a un mayor contenido de dióxido de carbono en la atmósfera. Tal hecho se traducirá en un paulatino aumento de la temperatura del planeta, dado que mientras más de este compuesto se encuentre en la atmósfera, mayor será el efecto de absorción y reemisión de la radiación infrarroja proveniente de la Tierra.

Al arrasar el hombre selvas tropicales para crear áreas de cultivo está impidiendo que este componente atmosférico sea captado por las plantas y simultáneamente con el uso energético del carbón y del petróleo está entregando, en forma gradual, más dióxido de carbono al ambiente.

La presencia del dióxido de carbono en la atmósfera ha sido y es un punto importante de estudio para los meteorólogos, geólogos, geofísicos entre otros expertos. Todos llegan a la conclusión de que este elemento atmosférico es el que ha mantenido la temperatura adecuada del planeta.

El dióxido de carbono hoy cobra relevancia porque, según modelos computacionales de la atmósfera, se estima que en el próximo siglo su cantidad se duplicará, elevando, con serios efectos, la temperatura promedio de la atmósfera en unos 2 a 6 grados de Celcius.

Asimismo, este componente hoy ocupa un sitio importante en la mente de los científicos que estudian la atmósfera del pasado. Según se cree, el dióxido de carbono es la clave para explicar la atmósfera caliente de la Tierra primitiva, a pesar de la baja luminosidad del penumbroso y joven Sol que reinaba en esa época.

Muchas son las alteraciones que podrían ocurrir en 100 años más. El meteorólogo Humberto Fuenzalida, del Departamento de Geofísica de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile, expresó que tales fluctuaciones de temperaturas parecen despreciables, pero que bastaría una variación en algunos grados sobre el planeta para que los casquetes polares comiencen a derretirse y los océanos liberen más dióxido de carbono al ambiente. Señaló que "si esto sucede, subirían los niveles de los océanos y se afectarían muchas zonas de la Tierra, principalmente aquellos países bajos. Todos los efectos acarreados por la duplicación del dióxido de carbono no son aún certeros. Sin embargo, está claro cómo detener este proceso, y tal cosa dependerá únicamente de la intervención del hombre.

La Revista CRECES mantuvo con el doctor Fuenzalida una conversación remontada hacia los albores de la historia de nuestro mundo. La finalidad de la entrevista fue comprender ¿por qué nuestro globo terráqueo no fue convertido en una desértica y reluciente bola de hielo, incluyendo sus eras glaciales? ¿O por qué la Tierra no se asó en la época de los dinosaurios, cuando existían altas temperaturas? ¿Por qué ahora nos brinda una temperatura tan apropiada para la vida?


Jeroglífico descifrado

De acuerdo a las investigaciones más recientes el dióxido de carbono continúa estando detrás de tal equilibrio térmico en la superficie del planeta. Aunque en proporción, constituye una fracción muy pequeña de la atmósfera terrestre, es el que ha mantenido su equilibrio radiativo, a través de lo que se conoce como "efecto invernadero".

Cuando el Sol irradia su energía, su onda electromagnética es muy corta - del orden de los 0.5 micrones- debido a su alta temperatura de aproximadamente 6 mil grados Kelvin. Esta onda resulta totalmente transparente a la atmósfera, pero al llegar a la superficie terrestre, la radiación solar es absorbida y reemitida a la atmósfera en una longitud de onda mayor - del orden de los 10 micrones -, dado la menor temperatura de la Tierra. Allí, el dióxido de carbono, el vapor de agua, y en alguna medida el ozono, absorben esta radiación, remiten una parte al espacio y otra parte a la Tierra nuevamente. Al final, se obtiene, mediante este efecto, el equilibrio radiativo del planeta, con una temperatura media de 15 grados Celcius en su superficie.

Pero, ¿Cómo fue posible mantener una temperatura moderada cuando la luminosidad solar era baja en la Tierra primitiva? El doctor Fuenzalida explica que, hasta el presente, se piensa que en ese período existían contenidos muchos más elevados de dióxido de carbono en la atmósfera y que disminuyó posteriormente al ponerse el Sol más brillante.

Las razones acerca de cómo bajó el contenido de tal compuesto en el ambiente primitivo, y muchas otras interrogantes conectadas con el equilibrio radiativo del planeta, hallan su respuesta en el ciclo del carbono. Este elemento, que aparece de variadas formas en la naturaleza dióxido de carbono, carbonato, entre otros -, está involucrado, junto a los cambios geológicos y biológicos de la Tierra, en la historia de tan delicado equilibrio. (Fig. 3).

Según investigaciones recientes, se cree que al comienzo de la historia de la Tierra los continentes eran mucho más pequeños que ahora. Cuando crecieron, incorporaron en sí parte de ese carbono disuelto en el océano y también en la atmósfera, bajando, por tal razón, la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera. Sin embargo, los continentes recién formados no solamente acumularon carbono, sino que además lo reciclaron. Las lluvias, al escurrir, desgastaron las rocas y erosionaron la tierra, como ocurre hoy. En este proceso, como el agua proveniente de la lluvia posee dióxido de carbono disuelto, se torna levemente ácida y reacciona con los minerales, especialmente con los de calcio. Luego, a través de filtraciones el agua subterránea fluye hasta llegar a los océanos, lugar donde los minerales como el calcio y sales como el bicarbonato son tomados por los organismos para construir su esqueleto. Cuando éstos mueren, sus conchas y caparazones se sumergen, en forma gradual, hacia el fondo marino, formándose lentamente depósito de esta materia o caliza.

Si éste fuera el final de la historia, el dióxido de carbono estaría bajando constantemente. El carbono debe tener entonces un modo de llegar desde el fondo del mar otra vez a la atmósfera.


100 años, una vida

Una vez más el misterio fue resuelto. El profesor Fuenzalida cuenta que por el lugar donde se hunden las placas marinas debajo de las placas continentales se incorpora sedimento marino - zona de subducción - al interior de la Tierra, tanto de carbonato como de otros minerales. En ese sitio, los materiales se funden debido a la alta temperatura y emergen a través de grandes fracturas o conos como son los volcanes, o burbujean continuamente en las grandes cordilleras o volcanes marinos.

El ciclo geológico del carbono parece asegurar un clima moderado y estable para la vida. Sin embargo, la aparición de los organismos vegetales y animales también influyó paulatinamente en este dinámico proceso, puesto que el carbono forma la columna vertebral de proceso vital de todos los seres vivos. También este elemento es reingresado al ambiente en forma de dióxido de carbono cuando tales organismos mueren y son descompuestos por la acción de bacterias y hongos. Sumado a ello y bajo ciertas circunstancias, los restos vegetales por su parte son transformados, por una serie de reacciones químicas acaecidas en la corteza terrestre, en carbón. La otra posibilidad en su transformación a petróleo, mediante cambios parecidos que ocurren en los animales y vegetales que yacen inanimados en el fondo oceánico.

Durante la historia de la Tierra han prevalecido cambios de climas que han mostrado una alteración de dióxido de carbono con gran rapidez en la escala del tiempo. El contenido atmosférico de este gas fue entre 4 y 10 veces mayor que el actual hace 100 millones de años, en la época de los dinosaurios o período cretáceo. En ese tiempo la Tierra estuvo mucho más caliente, florecían las plantas tropicales y prosperaban los animales cerca de los polos.

Por otra parte, y según registros del "aire fósil" atrapado por miles de millones de años en los hielos, en la culminación de la era glacial - hace 20 000 años -, la cantidad de dióxido de carbono disminuyó en forma considerable. Después, hace unos 11 000 años, la misma cifra subió abruptamente, alcanzando el valor de la era preindustrial, sólo unos pocos de miles antes de que aparecieran las primeras civilizaciones humanas.

El que pudieran ocurrir cambios climáticos tan importantes y con tal rapidez, contrastan con los procesos geológicos de acción lenta, como son los de actividad volcánica o los de desgastes por los agentes meteorológicos y climáticos. Fuenzalida responde que tales variaciones sólo pueden ser comprendidas a través de una parte del ciclo del carbono y que tiene su sitio de acción rápido en los océanos y en su vida allí surgida.

El meteorólogo señaló que los microscópicos animales y plantas que constituyen el plancton marino contienen carbono en sus tejidos y en sus conchas. Al morir, se hunden bajo las aguas profundas sustrayendo carbono a las aguas superficiales de los océanos. En tanto, el dióxido de carbono, que se mueve continuamente entre la atmósfera y la Tierra, se apresura a reemplazar el carbono perdido por la superficie oceánica, pero reduciendo los niveles de este gas.

El ciclo del carbono es bastante flexible y probablemente nunca abrigará los extremos climáticos que sufren sus vecinos. Venus es extremadamente caluroso, porque no puede liberarse de su atmósfera rica en dióxido de carbono. Marte es extremadamente frío, debido al cese de los procesos geológicos que ponen el dióxido en la atmósfera para mantener elevadas temperaturas. Solamente la Tierra ha sabido cobijarse, a través de su intrincado equilibrio de desgaste continental, de la silenciosa acumulación de caliza en el suelo marino y de la actividad volcánica, ha conservado un clima saludable para la vida del planeta. Ahora al hombre le toca decidir su destino.



Lilian Duery A.

Comunicadora científica
Universidad de Chile.