La Tierra, un planeta a la parrilla

¿Qué es el cambio climático? La mayoría de la gente respondería a esta simple pregunta con un claro y rotundo «el aumento de la temperatura del planeta». Sin embargo, la realidad es más compleja, y el llamado calentamiento global es solo una consecuencia más del cambio climático. La conversación sobre el clima y su evolución pasada y futura gira desde hace muchos años alrededor del aumento de la temperatura de la superficie global. Pero si queremos definir con precisión qué es el cambio climático, debemos evitar pensar en términos de temperatura y empezar a pensar en términos de energía, y más concretamente en un tipo de energía: calor. El cambio climático es resultado de la diferencia entre la cantidad de energía que la Tierra recibe procedente del Sol y la que emite de vuelta hacia el espacio.

Es importante considerar también que el sistema climático de nuestro planeta prefiere los estados de equilibrio energéticos debido a las leyes de la termodinámica, por lo que se necesita un aporte energético para cambiar su estado. Es decir, cuando ambas energías, solar y emitida por la Tierra, son iguales, tenemos una situación de clima estable en el largo plazo. Actualmente, la Tierra emite menos energía hacia el espacio de la que recibe del Sol, por lo que hay una acumulación de energía en la Tierra en forma de calor. Este calor es el «combustible» que causa los cambios que observamos en el clima del planeta, como el aumento de temperatura en superficie o el derretimiento del hielo de los polos.

La definición de cambio climático como energía acumulada, aunque abstracta, facilita mucho el trabajo de los científicos. Es fácil entender por qué medir la desigualdad entre energía recibida y emitida es una prioridad para la comunidad científica, ya que es una forma directa de conocer la magnitud del cambio climático. Y, de hecho, se han desplegado misiones espaciales para monitorizar el desequilibrio energético de la Tierra desde satélites, con una serie de propuestas para desplegar nuevas misiones por parte de la NASA y la Agencia Espacial Europea (ESA).

Pero este desequilibrio es mil veces más pequeño que la energía proveniente del Sol o la energía emitida por la Tierra, por lo que los instrumentos a bordo de satélites tienen muchas dificultades para detectar los cambios en el desequilibrio energético. Por este motivo, los científicos climáticos también miden la cantidad de calor acumulado en los distintos componentes de nuestro planeta los océanos, la criósfera, la atmósfera y los continentes. Midiendo el calor de estos componentes climáticos se obtiene el calor total almacenado en el planeta, lo que permite obtener una muy buena aproximación de la evolución del desequilibrio energético de la Tierra, complementando las medidas directas, pero poco precisas, desde satélites.

El océano acumula el 89 % del calor

De hecho, una investigación reciente –de la que soy autor– acaba de actualizar la cantidad de calor almacenada en las distintas partes de la Tierra: en los últimos cincuenta años, se han acumulado 381×10²¹ Julios, lo que equivale a la energía de aproximadamente seis mil millones de bombas atómicas como la de Hiroshima o a casi dos mil veces la energía eléctrica consumida por España en el mismo período (1971-2020). Además, es clave entender que toda esta energía no se reparte homogéneamente. Un 89% se ha acumulado en el océano, un 6% en las masas continentales, un 4% en la criosfera y un 1% en la atmósfera.

Aunque el océano almacena la mayor parte del calor acumulado en la Tierra, resulta que el calor en cada parte de la Tierra es un muy buen indicador de los cambios que acontecen debido al cambio climático. Si pensamos en la subida del nivel del mar –una preocupación acuciante para muchas ciudades costeras y Estados insulares–, hay dos factores fundamentales que lo explican: la expansión térmica del océano, es decir, el aumento de volumen del agua debido al incremento de su temperatura, y el aporte adicional de agua dulce que termina en el mar debido al derretimiento de las masas de hielo terrestre. Estos procesos están causados por el aumento del calor en el océano y en la criosfera, calor que incrementa la temperatura del agua del mar y calor que derrite el hielo de los polos y los glaciares. Y si pensamos en el calor acumulado en la atmósfera, el calentamiento del aire resulta en un mayor contenido de humedad. Esta humedad atmosférica adicional empeora los eventos de precipitación extrema, pues hay una mayor cantidad de agua que precipita.

Otro ejemplo puede ser la emisión de gases de efecto invernadero debido a la descomposición de materia orgánica presente en el suelo. Un aumento del calor almacenado en las masas continentales incrementa la temperatura del suelo, lo que permite una mayor actividad microbiana de descomposición de materia orgánica. Este es un problema potencialmente grave debido a la gran cantidad de materia orgánica congelada en el subsuelo del Ártico, la cual está siendo derretida por el calor acumulado en el suelo, lo que permite su descomposición por la acción microbiana y la emisión de gases de efecto invernadero.

El aumento de gases de efecto invernadero en la atmósfera procedente de la acción microbiana hace la atmósfera más opaca a la radiación térmica, evitando que la energía salga de nuestro planeta y contribuyendo al desequilibrio energético. Se calcula que esta actividad microbiana en el suelo del Ártico puede suponer un aumento de la temperatura global de 0,3 ºC adicionales durante este siglo, lo que haría aún más difícil cumplir con el objetivo de las Naciones Unidas de mantener el aumento de la temperatura de la superficie por debajo de 2 ºC en comparación con los niveles preindustriales.

Así pues, el cambio climático no es más que el resultado de un almacenamiento de calor en los distintos componentes del planeta. Un proceso que se parece, de forma un tanto inquietante, a cuando ponemos una pieza de carne o verdura en una parrilla: el aporte de calor cambia su temperatura y su estructura, derrite las partes congeladas si la acabamos de sacar del congelador, y evapora el agua líquida que contiene. Un planeta a la parrilla en constante cambio, que ya lleva vuelta y vuelta y que, si no conseguimos mantenernos por debajo del objetivo climático de las Naciones Unidas, va a terminar bien hecho.