Daniel Rothman dice que el carbono en la atmósfera puede empujar nuestros mares más allá de un punto de inflexión, desencadenando una catástrofe en cascada para los ecosistemas globales que aún no comprendemos por completo.
Daniel Rothman, profesor de geofísica del Instituto de Tecnología de Massachusetts y experto del MIT, acaba de alertar que nos estamos acercando peligrosamente a “otra extinción masiva” como consecuencia de los niveles de carbono que tolera la atmósfera.
Cabe recordar que a lo largo de la historia, situando en unos 380 millones de años detrás del origen de los tiempos, han tenido lugar un total de cinco extinciones masivas, siendo la mayor la del Pérmico-Triásico, que se llevó por delante para siempre al 96% de las especies marinas y al 70% de los vertebrados terrestres existentes por entonces.
La clave, según el experto, sería las interrupciones humanas en el ciclo de carbono, que es un elemento crucial en los compuestos biológicos del planeta. Rothman explica que se necesita un preciso equilibrio entre el carbono que se recicla y el que se produce para el desarrollo de la vida. Si esto no es posible, se produciría un efecto dominó que tendría consecuencias muy negativas.
El profesor asegura que hay una cantidad limitada de carbono que se puede llevar a la atmósfera y a los océanos en un periodo concreto de tiempo geológico, y cuando se supere esta cantidad se llegaría al nivel de extinción masivo. Rothman cree que este equilibrio se romperá de cara al año 2100.
La piel de la Tierra ya tiene las cicatrices de la crisis climática. Los incendios arrasan los bosques, los huracanes inundan las costas, las inundaciones ahogan las manzanas de las ciudades y desaparecen especies enteras. Pero debajo de la capa superficial, en las rocas del planeta, hay evidencia de catástrofes pasadas mucho más graves.
“La asombrosa cantidad de carbono que los humanos están bombeando a la atmósfera y los océanos pronto pueden cruzar un umbral que desordenará el ciclo del carbono del planeta y provocará una cascada de interrupciones que no podemos imaginar por completo” dijo Rothman.
Lo que sí sabemos es que tales interrupciones en el pasado han coincidido con una serie de extinciones masivas en los 540 millones de años desde que la vida se volvió abundante en el planeta. Y si bien la crisis climática generalmente se enmarca en términos de años, décadas o el próximo siglo, las extinciones masivas se desarrollan durante miles de años.
“Cada vez que ha habido un evento importante en la historia de la vida, también ha habido una perturbación importante del medio ambiente. Estas cosas tienden a juntarse”, dijo.
Estas alteraciones están asociadas con el ciclo del carbono, o el intercambio de carbono en el medio ambiente, “y lo sabemos por los rastros que quedan en la química del carbono de las rocas viejas”.
“La persona promedio realmente no piensa en escalas de tiempo tan largas, por supuesto que no lo hace, pero eso también es un regalo de la geología para el mundo”, dijo Rothman.
Probando el agua
Ha habido muchas interrupciones en el ciclo del carbono en el pasado que fueron importantes para el clima, pero no resultaron en extinciones masivas. Rothman, del Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias del MIT, investigó qué marcó la diferencia, o dicho de otra manera, “¿Por qué las extinciones masivas fueron especiales?”
El carbono es un elemento crucial en los compuestos biológicos y un componente importante en muchos minerales. Entra en la atmósfera como dióxido de carbono cuando quemamos combustible.
El ciclo del carbono es un sistema complejo y no lineal que se centra en un bucle entre la fotosíntesis y la respiración. Como parte del ciclo, el elemento se intercambia entre la atmósfera y los niveles superiores del océano. Demasiado carbono puede superar los “mecanismos de amortiguación” del océano y abrumar el ciclo, lo que lleva a una cascada de retroalimentación positiva que interrumpe todo el sistema. La perturbación puede tardar miles de años en compensarse.
Demasiado carbono en el océano lo vuelve más ácido e inhóspito para muchos tipos de vida. Cuatro de los cinco últimos eventos de extinción masiva parecen estar asociados con una mayor tasa de cambio en el ciclo del carbono, y “parece como si hubiera una tasa especial de cambio que actúa como un umbral”.
Rothman concluyó que, en una escala de alrededor de 10.000 años, lo que importa es la velocidad a la que se añade carbono a la atmósfera. Pero en una escala de tiempo corta, uno o dos siglos, lo que importa es la gran cantidad de carbono que se inyecta en los cielos.
Una analogía: si el agua sale del grifo de la bañera más rápido que por el desagüe, eventualmente la habitación se inundará. Ahora imagine que abre una manguera contra incendios en la bañera durante unos segundos. Casi no sale agua por el desagüe y puede causar una inundación, por lo que lo que importa es la cantidad de agua que vierte durante ese breve intervalo.
Estamos agregando carbono a la atmósfera mucho más rápido que los eventos geológicos pasados, en una escala de tiempo más corta.
Rothman calculó que el umbral crítico de carbono en el océano es de alrededor de 300 gigatoneladas en un siglo, y estamos en camino de sumar 500 gigatoneladas para 2100.
Publicó artículos revisados por pares sobre el tema en 2017 y 2019.
2 millones de años de magma
La mayoría de las extinciones masivas no se producen con el impacto de un asteroide y un estallido de luz, sino que tienen lugar durante eones.
Hasta donde sabemos, el evento de extinción masiva más grave del planeta, la extinción del final del Pérmico, tuvo lugar hace unos 252 millones de años.
Coincidió con un vulcanismo masivo en las Trampas de Siberia, una vasta región que estalló con erupciones y arrojó magma durante unos dos millones de años, bombeando sustancias químicas, incluido dióxido de carbono, a la atmósfera. Como resultado, unos 3 millones de millas cuadradas de roca basáltica alfombraron la Rusia actual.
Se cree que el evento volcánico, uno de los más grandes conocidos, aumentó la temperatura del océano y aumentó la acidificación, lo que provocó un colapso en los ecosistemas globales.
El evento de extinción del final del Pérmico mató a más del 96 por ciento de las especies marinas y más del 70% de las especies terrestres, según un informe del MIT de 2018 .
Comenzó abruptamente y tuvo lugar durante hasta 60.000 años, dijeron los investigadores : un abrir y cerrar de ojos en tiempo geológico.
El evento de extinción KT que acabó con los dinosaurios y las tres cuartas partes de la vida vegetal y animal en la tierra hace 66 millones de años fue el evento de extinción masiva más reciente de la Tierra. Probablemente estuvo relacionado con el impacto de un asteroide, pero también coincidió con decenas de miles de años de vulcanismo masivo en las Trampas Deccan en la India actual.
Puntos de inflexión
El pasado profundo es turbio, los registros incompletos y poco se sabe con absoluta certeza. Además, las extinciones tienen lugar en un continuo, con especies desapareciendo incluso cuando los sistemas son estables.
Los paleontólogos, científicos que estudian la historia de la vida en la tierra, distinguen entre “mecanismos de muerte” y otros factores en las extinciones. Por ejemplo, es posible que el dióxido de carbono en la atmósfera no haya matado especies directamente, pero puede haber provocado la acidificación del océano, que a su vez podría haber aniquilado a las especies marinas.
Rothman dijo que durante tiempos de estrés ambiental, tenemos un registro del comportamiento del ciclo del carbono, y existe una clara asociación entre el cambio del ciclo del carbono y la extinción masiva, pero es probable que muchos otros factores intervengan.
Compara las extinciones masivas con la crisis financiera de 2008.
“Se puede culpar a las hipotecas, pero es un conjunto de cosas. Una vez que hay una instigación modesta, todo se vuelve loco y básicamente se vuelve inestable y tienes esta recesión, por lo que es un cambio catastrófico ”, dijo. “Para señalar con el dedo cualquier cosa, es posible que haya podido identificar algún tipo de causa próxima, pero identificar cuál es la causa real, la forma en que las cosas interactúan entre sí, es un juego diferente”.
“Hay lo que llamamos puntos de inflexión o retroalimentación positiva en el sistema, y realmente no los entendemos”, dijo. “Esto está realmente a la vanguardia de la investigación científica en esta área”.
Por ejemplo, muchos animales marinos forman conchas y esqueletos utilizando carbono y están recubiertos con algas hechas con carbono orgánico. Cuando mueren, las conchas pesan a los organismos y llevan los cuerpos al lecho marino donde son enterrados por sedimentos, secuestrando el elemento y sacándolo de la capa superior del océano. La acidificación del océano impide que los organismos formen conchas, aumentando aún más la cantidad de carbono en la parte superior del océano.
Este tipo de comentarios positivos “son importantes en parte porque no los entendemos y debemos entenderlos, y en parte porque la magnitud del costo asociado con ellos es tan grande que señala que la ignorancia no es algo bueno”.
La investigación es parte de un esfuerzo global. Rothman no estudia fósiles ni realiza excavaciones, pero realiza cálculos basados en otras investigaciones. El registro fósil más claro está en China. Allí, los investigadores pueden fechar extinciones en el registro fósil y hacer coincidir esas fechas con evidencia de vulcanismo masivo y la química del carbono de las rocas en otras áreas.
Las extinciones masivas dejan tanto un registro marino como un registro terrestre, pero él y otros investigadores se centran en el registro marino porque los datos son más claros. Los registros geoquímicos marinos en rocas sedimentarias y el registro fósil son más sencillos de interpretar. Un fósil encontrado en tierra puede ser indicativo de un entorno específico, pero los océanos están bien mezclados y es más probable que un hallazgo sea indicativo del entorno global.
Existe un debate sobre si ya hemos entrado en un evento de extinción masiva, causado por nosotros: la extinción del Holoceno. La tasa de extinción ya es mucho más alta que la tasa de extinción natural.
Rothman dijo que la investigación actual, que implica el recuento de fósiles y las muertes actuales, es fáctica y está conectada con su investigación, pero fuera de su ámbito. Muchas de las extinciones actuales se deben al uso de la tierra, por ejemplo, y es difícil para él decir de manera concluyente que hemos cruzado el Rubicón hacia un evento de grado de extinción masiva.
Comenzó su investigación en el área hace cinco o seis años en parte para abordar esa cuestión.
“Las extinciones masivas representan algún tipo de cascada de retroalimentaciones positivas que provocan un colapso del ecosistema global. Lo que estamos viendo hoy es muy serio; sin embargo, no sé cuánto es necesario para llevarnos al punto de inflexión que crearía una catástrofe global para el ecosistema global ”, dijo. “No puedo decir que no lo hemos hecho, simplemente no sé cómo decir cuándo lo haríamos”.
El esfuerzo científico
Algunas especies se han extinguido debido a la codicia y la crueldad humana, otras por negligencia, algunas mueren a pesar de nuestros mejores esfuerzos y la gran mayoría desaparece antes de que sepamos de su existencia. Todavía no entendemos las ramificaciones de las extinciones o la destrucción que causamos en el medio ambiente.
El esfuerzo por comprender el cambio climático, las extinciones y sus causas es parte de un “esfuerzo científico continuo para comprender cómo llegó a ser nuestro mundo, qué sucedió en el camino hacia el presente. Un gran número de personas en todo el mundo están tratando de averiguar la historia del medio ambiente y la historia de la vida y lo que podría significar ”, dijo Rothman. El esfuerzo nos ayudará a comprender los peligros del cambio climático moderno.
Eventos como la conferencia climática COP26 son un paso en la dirección correcta, pero llegar a acuerdos políticos y lograr que la gente coopere aún está lejos de nuestro alcance.
“Es, creo, francamente, un problema más difícil que el tipo de cosas en las que trabajo porque estoy tratando de descubrir cuál es la verdad”, dijo Rothman. “A uno le gustaría ver más, pero la gente buena está haciendo lo mejor que puede”.
Rothman cofundó el Lorenz Center del MIT , un centro avanzado de investigación climática “impulsado por la curiosidad”, para predecir y comprender mejor el desafío científico más complejo al que nos hemos enfrentado como especie.
“Necesitamos limitar las formas en que contaminamos el medio ambiente y necesitamos encontrar formas de disminuir la cantidad de CO₂ que ponemos en la atmósfera. Por supuesto, eso ya lo sabíamos, pero esto proporciona otro tipo de razón para hacerlo ”, dijo. “Hay cosas que podrían suceder y que esencialmente van más allá de nuestra capacidad para comprenderlas”.