El incremento de las emisiones de dióxido de carbono (CO2) por las actividades humanas desde el siglo XIX podría provocar que se almacenen en los océanos de todo el mundo unas 310 gigatoneladas en 2100, lo que supondrá el inicio de una sexta extinción masiva de seres vivos que se prolongaría durante varios milenios.
Ésta es la conclusión a la que ha llegado Daniel Rothman, profesor de geofísica del Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, por sus siglas en inglés), a partir de una fórmula matemática que identifica el umbral crítico a partir del cual se altera el ciclo de carbono del planeta.
La Tierra ha sufrido cinco episodios de extinciones en masa en los últimos 542 millones de años, cada uno de ellos con procesos que modifican el ciclo normal del carbono a través de la atmósfera y los océanos. Esas perturbaciones se desarrollaron durante miles o millones de años y coinciden con el exterminio generalizado de especies marinas alrededor del mundo.
La pregunta para muchos científicos es si el ciclo de carbono está experimentando ahora una sacudida significativa que podría inclinar el planeta hacia una sexta extinción masiva de especies. En la era moderna, las emisiones de CO2 han aumentado constantemente desde el siglo XIX, pero descifrar si ese incremento puede conducir a la desaparición en masa es un reto porque resulta difícil relacionar antiguas anomalías de carbono, que ocurren durante miles o millones de años, con las actuales, que se producen desde hace poco más de un siglo.
Rothman analizó los cambios significativos en el ciclo del carbono durante los últimos 542 millones de años e identificó "umbrales de catástrofe" que conducirían a un entorno inestable si se superan y, en última instancia, desencadenarían una extinción en masa.
Este investigador indica que la sexta extinción masiva de especies comenzará cuando se introduzcan 310 gigatoneladas de CO2 en los océanos y cree ocurrirá en 2100 debido a las actividades humanas. Sin embargo, esto no significa que ese evento se produzca entonces, sino que duraría cerca de 10.000 años, aunque Rothman precisa que el planeta entrará ese año en un "territorio desconocido".
"Esto no quiere decir que el desastre ocurra al día siguiente. Si no se controla, el ciclo de carbono se movería hacia un terreno que ya no sería estable y se comportaría de una manera que sería difícil de predecir. En el pasado geológico, este tipo de proceder está asociado con extinciones masivas", precisa.
FÓRMULA MATEMÁTICA
Rothman había trabajado anteriormente en la extinción del Pérmico, que fue la más severa en la historia de la Tierra porque desapareció más del 95% de las especies marinas en todo el mundo hace 252 millones de años. Desde entonces, mantuvo conversaciones con algunos colegas que le estimularon a considerar la posibilidad de una sexta extinción masiva teniendo en cuenta que estos episodios del pasado se produjeron en grandes escalas de tiempo y el actual incremento de emisiones de CO2 sucede desde hace cerca de dos siglos.
Para ello, ideó una simple fórmula matemática basada en principios físicos básicos que relacionan la tasa crítica y la magnitud del cambio en el ciclo de carbono con la escala de tiempo.
Tras analizar cientos de artículos de geoquímica, identificó 31 episodios en los últimos 542 millones de años en los que se produjo un cambio significativo en el ciclo de carbono de la Tierra. Para cada uno de ellos señaló la alteración en el carbono como un cambio en la abundancia relativa de dos isótopos: el carbono-12 y el carbono-13. También señaló la duración del tiempo en que ocurrieron esos cambios.
Entonces, creó una fórmula matemática para convertir estas cantidades en la masa total de carbono que fue agregada a los océanos durante cada acontecimiento. Finalmente, trazó la masa y la escala de tiempo de cada evento. "Se hizo evidente que había una tasa característica de cambio que al sistema básicamente no le gustaba pasar", indica.
En otras palabras, observó un umbral común a la mayoría de los 31 acontecimientos. Estos episodios que implicaron cambios significativos en el carbono fueron relativamente benignos y no catastróficos, pero cuatro de los cinco eventos de extinción en masa se encuentran por encima del umbral, con la extinción más extrema del Pérmico como la más lejana de ese umbral.
PROYECCIÓN DEL IPCC
Tras un análisis más profundo, Rothman encontró que la tasa crítica para la catástrofe está relacionada con un proceso oculto dentro del ciclo natural de carbono de la Tierra, que es esencialmente un bucle entre la fotosíntesis y la respiración. Normalmente, hay una "fuga" en el ciclo, en el que una pequeña cantidad de carbono orgánico se hunde en el fondo del océano y, con el tiempo, es enterrada como sedimento y secuestrada del resto del ciclo del carbono.
A continuación, determinó que la tasa crítica sólo se aplica más allá de la escala temporal en la que el ciclo del carbono marino puede restablecer su equilibrio después de ser perturbado. Hoy en día, este plazo es de unos 10.000 años. A partir de la tasa crítica y la escala de tiempo de equilibrio, Rothman calculó que la masa crítica de carbono para el día moderno es de aproximadamente 310 gigatoneladas.
A continuación, comparó su predicción con la cantidad total de carbono añadido a los océanos de la Tierra para el año 2100, como se proyecta en el informe más reciente del Panel Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC, por sus siglas en inglés).
En el mejor de los casos, el IPCC señala que los seres humanos aportarán 300 gigatonelones de carbono a los océanos para el año 2100 en el mejor de los casos o más de 500 gigatoneladas en el peor escenario, lo que supera con creces el umbral crítico. En todos los supuestos, Rothman muestra que para el año 2100 el ciclo del carbono estará cerca o muy por encima del umbral que desencadenaría una sexta extinción masiva de especies.
