Fuente Nature: Noviembre 2019
La creciente amenaza de cambios climáticos abruptos e irreversibles debe obligar a tomar medidas políticas y económicas sobre las emisiones.
Autores: Timothy M. Lenton, Johan Rockström, Owen Gaffney, Stefan Rahmstorf, Katherine Richardson, Will Steffen y Hans Joachim Schellnhuber
Los políticos, economistas e incluso algunos científicos naturales han tendido a asumir que los puntos de inflexión1 en el sistema de la Tierra - como la pérdida de la selva tropical del Amazonas o la capa de hielo de la Antártida Occidental - son de baja probabilidad y poco comprendidos. Sin embargo, cada vez hay más pruebas de que estos acontecimientos podrían ser más probables de lo que se pensaba, tener grandes repercusiones y estar interconectados a través de diferentes sistemas biofísicos, comprometiendo potencialmente al mundo a cambios irreversibles a largo plazo.
Aquí resumimos las pruebas sobre la amenaza de sobrepasar los puntos de inflexión, identificamos cuáles son las lagunas de conocimiento y sugerimos cómo deberían abordarse. Exploramos los efectos de esos cambios a gran escala, la rapidez con que podrían desarrollarse y si todavía tenemos algún control sobre ellos.
En nuestra opinión, la consideración de los puntos de inflexión ayuda a definir que estamos en una emergencia climática y refuerza el coro de llamamientos de este año a favor de una acción climática urgente, desde los escolares hasta los científicos, las ciudades y los países.
El Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) introdujo la idea de los puntos de inflexión hace dos décadas. En aquel entonces, estas "discontinuidades a gran escala" en el sistema climático se consideraban probables sólo si el calentamiento global superaba los 5 °C por encima de los niveles preindustriales. La información resumida en los dos Informes Especiales más recientes del IPCC (publicados en 2018 y en septiembre de este año)2,3 sugiere que los puntos de inflexión podrían superarse incluso entre 1 y 2 °C de calentamiento (véase el gráfico que se que se presenta a continuación "Demasiado cerca para estar tranquilos").
Si se cumplen las actuales promesas o compromisos nacionales de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero - (NDC según sus siglas en inglés), y ese es un gran "si", es probable que den lugar a un calentamiento global de al menos 3 °C. Esto es a pesar del objetivo del acuerdo de París de 2015 de limitar el calentamiento a mucho menos de 2 °C. Algunos economistas, suponiendo que los puntos de inflexión del clima son de muy baja probabilidad (aunque sean catastróficos), han sugerido que el calentamiento de 3 °C es óptimo desde una perspectiva de costo-beneficio. Sin embargo, si los puntos de inflexión parecen más probables, entonces la recomendación de "política óptima" de los modelos simples de economía climática de costo-beneficio4 se alinea con los del reciente informe del IPCC2. En otras palabras, el calentamiento debe limitarse a 1,5 °C. Esto requiere una respuesta de emergencia.
Colapso del hielo
Creemos que varios puntos de inflexión de la criósfera están peligrosamente cerca, pero la mitigación de las emisiones de gases de efecto invernadero todavía podría frenar la inevitable acumulación de impactos y ayudarnos a adaptarnos.
Las investigaciones realizadas en la última década han demostrado que la zona del Mar de Amundsen en la Antártida Occidental podría haber pasado un punto de inflexión3: la "línea de tierra" donde el hielo, el océano y el lecho de roca se encuentran se está retirando de forma irreversible. Un estudio modelo muestra5 que cuando este sector se derrumbe, podría desestabilizar el resto de la capa de hielo de la Antártida Occidental como si fuera un dominó en caída libre, lo que provocaría un aumento de unos 3 metros del nivel del mar en una escala temporal de siglos a milenios. La paleo-evidencia muestra que tal colapso generalizado de la capa de hielo de la Antártida Occidental ha ocurrido repetidamente en el pasado.
Los últimos datos muestran que parte de la capa de hielo de la Antártida Oriental - la Cuenca de Wilkes - podría ser igualmente inestable3. El trabajo de modelización sugiere que podría añadir otros 3-4 m al nivel del mar en escalas de tiempo más allá de un siglo.
La capa de hielo de Groenlandia se está derritiendo a un ritmo acelerado3. Podría añadir otros 7 m al nivel del mar en miles de años si pasa un umbral determinado. Más allá de eso, a medida que la elevación de la capa de hielo disminuye, se derrite más, exponiendo la superficie a un aire cada vez más caliente. Los modelos sugieren que la capa de hielo de Groenlandia podría estar condenada a 1,5 °C de calentamiento3, lo que podría suceder tan pronto como en 2030.
Por lo tanto, ya podríamos haber comprometido a las generaciones futuras a vivir con aumentos del nivel del mar de alrededor de 10 m durante miles de años3. Pero esa escala de tiempo todavía está bajo nuestro control. La tasa de fusión depende de la magnitud del calentamiento por encima del punto de inflexión. A 1,5 °C, podría tardar 10.000 años en desarrollarse3; por encima de 2 °C podría tardar menos de 1.000 años6. Los investigadores necesitan más datos de observación para establecer si las capas de hielo están alcanzando un punto de inflexión, y requieren mejores modelos limitados por los datos pasados y presentes para resolver cuán pronto y cuán rápido podrían colapsar las capas de hielo.
Independientemente de lo que muestren esos datos, se deben tomar medidas para frenar el aumento del nivel del mar. Esto ayudará a la adaptación, incluido el eventual reasentamiento de grandes centros de población de baja altitud.
Otro impulso clave para limitar el calentamiento a 1,5 °C es que podrían desencadenarse otros puntos de inflexión a bajos niveles de calentamiento global. Los últimos modelos del IPCC proyectaron un conjunto de cambios abruptos7 entre 1,5 °C y 2 °C, varios de los cuales involucran al hielo marino. Este hielo ya se está reduciendo rápidamente en el Ártico, lo que indica que, a 2 °C de calentamiento, la región tiene una probabilidad del 10 al 35%3 de quedar prácticamente libre de hielo en verano.
Límites de la biosfera
El cambio climático y otras actividades humanas corren el riesgo de desencadenar puntos de inflexión en la biosfera en una serie de ecosistemas y escalas (véase el gráfico a continuación "Dar la alarma").
Las olas de calor oceánicas han provocado el blanqueamiento masivo de los corales y la pérdida de la mitad de los corales de aguas poco profundas en la Gran Barrera de Coral de Australia. Se prevé que un asombroso 99% de los corales tropicales2 se perderán si la temperatura media mundial aumenta en 2 °C, debido a las interacciones entre el calentamiento, la acidificación del océano y la contaminación. Esto representaría una profunda pérdida de la biodiversidad marina y de los medios de vida humanos.
Además de socavar nuestro sistema de apoyo a la vida, los puntos de inflexión de la biosfera pueden desencadenar una abrupta liberación de carbono a la atmósfera. Esto puede amplificar el cambio climático y reducir los presupuestos de emisión restantes.
La deforestación y el cambio climático están desestabilizando el Amazonas, la mayor selva tropical del mundo, que es el hogar de una de cada diez especies conocidas. Las estimaciones de dónde podría situarse un punto de inflexión en el Amazonas oscilan entre el 40% de deforestación y sólo el 20% de pérdida de cobertura forestal8. Alrededor del 17% se ha perdido desde 1970. La tasa de deforestación varía según los cambios en la política. Encontrar el punto de inflexión requiere modelos que incluyan la deforestación y el cambio climático como impulsores interactivos, y que incorporen la retroalimentación del fuego y el clima como mecanismos de inflexión interactivos a través de las escalas. (N. T: estudio de mayo de 2020 indica que a más de 32.2°C los árboles de las selvas tropicales liberan el carbono más rápidamente)
Con el calentamiento del Ártico al menos dos veces más rápido que el promedio mundial, el bosque boreal del subártico es cada vez más vulnerable. El calentamiento ya ha desencadenado perturbaciones de insectos a gran escala y un aumento de los incendios que han provocado la muerte de los bosques boreales de América del Norte, convirtiendo potencialmente a algunas regiones de un sumidero de carbono a una fuente de carbono9. El permafrost en todo el Ártico está comenzando a descongelarse de manera irreversible y a liberar dióxido de carbono y metano, un gas de efecto invernadero que es alrededor de 30 veces más potente que el CO2 en un período de 100 años.
Los investigadores deben mejorar su comprensión de estos cambios observados en los principales ecosistemas, así como de los posibles puntos de inflexión en el futuro. Los depósitos de carbono existentes y las potenciales emisiones de CO2 y metano necesitan una mejor cuantificación.
El presupuesto de emisiones restantes del mundo para una probabilidad de 50:50 de mantenerse dentro de los 1,5 °C de calentamiento es de sólo unas 500 gigatoneladas (Gt) de CO2. Las emisiones del permafrost podrían quitar un estimado del 20% (100 Gt de CO2) de este presupuesto10, y eso sin incluir el metano del permafrost profundo o de los hidratos submarinos. Si los bosques están cerca de los puntos de inflexión, la muerte del Amazonas podría liberar otras 90 Gt de CO2 y los bosques boreales otras 110 Gt de CO211. Con las emisiones totales de CO2 a nivel mundial todavía en más de 40 Gt por año, el presupuesto restante podría haber sido ya casi borrado.
Cascada global
En nuestra opinión, la emergencia más clara sería si nos acercáramos a una cascada global de puntos de inflexión que condujera a un nuevo estado climático "invernadero" menos habitable11. Las interacciones podrían ocurrir a través de la circulación oceánica y atmosférica o a través de retroalimentaciones que aumentan los niveles de gases de efecto invernadero y la temperatura global. Alternativamente, las fuertes retroalimentaciones de las nubes podrían causar un punto de inflexión global12,13.
Sostenemos que los efectos en cascada podrían ser comunes. Las investigaciones del año pasado14 analizaron 30 tipos de cambio de régimen que abarcaban el clima físico y los sistemas ecológicos, desde el colapso de la capa de hielo de la Antártida occidental hasta el cambio de la selva tropical a la sabana. Esto indicaba que sobrepasar los puntos de inflexión en un sistema puede aumentar el riesgo de cruzarlos en otros. Tales vínculos se encontraron en el 45% de las posibles interacciones14.
En nuestra opinión, se están empezando a observar ejemplos. Por ejemplo, la pérdida de hielo marino en el Ártico está amplificando el calentamiento regional, y el calentamiento del Ártico y el deshielo de Groenlandia están impulsando un flujo de agua dulce hacia el Atlántico Norte. Esto podría haber contribuido a una disminución del 15%15 desde mediados del siglo XX de la Circulación Meridional de Vuelco del Atlántico (AMOC), una parte clave del transporte mundial de calor y sal por el océano3. El rápido derretimiento de la capa de hielo de Groenlandia y una mayor desaceleración de la AMOC podrían desestabilizar el monzón de África occidental, desencadenando una sequía en la región del Sahel de África. Una desaceleración del AMOC también podría secar el Amazonas, perturbar el monzón de Asia oriental y provocar la acumulación de calor en el Océano Austral, lo que podría acelerar la pérdida de hielo de la Antártida.
El paleo-registro muestra los cambios climáticos globales, como la entrada en los ciclos de la edad de hielo hace 2,6 millones de años y su cambio de amplitud y frecuencia hace alrededor de un millón de años, que los modelos son apenas capaces de simular. Los puntos de inflexión regionales ocurrieron repetidamente dentro y al final de la última edad de hielo, entre 80.000 y 10.000 años atrás (los eventos Dansgaard-Oeschger y Heinrich). Aunque esto no es directamente aplicable al actual período interglacial, pone de relieve que el sistema terrestre ha sido inestable a lo largo de múltiples escalas de tiempo anteriormente, bajo un forzamiento relativamente débil causado por los cambios en la órbita de la Tierra. Ahora estamos forzando fuertemente el sistema, con la concentración atmosférica de CO2 y la temperatura global aumentando a tasas que son un orden de magnitud superior a las de la más reciente deglaciación.
El CO2 atmosférico ya está en niveles que se vieron por última vez hace unos cuatro millones de años, en la época del Plioceno. Se dirige rápidamente hacia niveles vistos por última vez hace unos 50 millones de años, en el Eoceno, cuando las temperaturas eran hasta 14 °C más altas que en la época preindustrial. Es un desafío para los modelos climáticos simular tales estados de la Tierra "calientes" del pasado. Una posible explicación es que los modelos no han tenido en cuenta un punto de inflexión clave: un modelo de resolución de nubes publicado este año sugiere que la abrupta ruptura de la nube de estratocúmulos por encima de unas 1.200 partes por millón de CO2 podría haber dado lugar a unos 8 °C de calentamiento global12.
Algunos de los primeros resultados de los últimos modelos climáticos - ejecutados para el sexto informe de evaluación del IPCC, previsto para el año 2021 - indican una sensibilidad climática mucho mayor (definida como la respuesta de la temperatura a la duplicación del CO2 atmosférico) que en los modelos anteriores. Hay muchos más resultados pendientes y se requiere más investigación, pero para nosotros, estos resultados preliminares insinúan que es posible un punto de inflexión global.
Para abordar estas cuestiones, necesitamos modelos que capturen un conjunto más rico de acoplamientos y retroalimentaciones en el sistema de la Tierra, y necesitamos más datos - presentes y pasados - y mejores formas de usarlos. La mejora de la capacidad de los modelos para capturar los cambios climáticos abruptos del pasado y los estados climáticos "calientes" conocidos debería aumentar la confianza en su capacidad para predecirlos.
Algunos científicos contrarrestan que la posibilidad de un punto de inflexión global sigue siendo altamente especulativa. Nuestra posición es que, dado su enorme impacto y su naturaleza irreversible, cualquier evaluación de riesgo serio debe considerar la evidencia, por más limitada que sea nuestra comprensión. Errar en el lado del peligro no es una opción responsable.
Si pueden producirse efectos cascadas dañinas y no puede descartarse un punto de inflexión global, entonces se trata de una amenaza existencial para la civilización. Ningún análisis económico de costo-beneficio va a ayudarnos. Tenemos que cambiar nuestro enfoque del problema climático.
Actuar ahora
En nuestra opinión, la evidencia de los puntos de inflexión por sí sola sugiere que estamos en un estado de emergencia planetaria: tanto el riesgo como la urgencia de la situación son agudos (véase "Emergencia: haga las cuentas").
EMERGENCIA: HAZ LAS CUENTAS
Definimos la emergencia (E) como el producto del riesgo y la urgencia. El riesgo (R) es definido por los aseguradores como la probabilidad (p) multiplicada por el daño (D). La urgencia (U) se define en las situaciones de emergencia como el tiempo de reacción a una alerta (τ) dividido por el tiempo de intervención que queda para evitar un mal resultado (T). Así pues:
E = R × U = p × D × τ / T
La situación es una emergencia si tanto el riesgo como la urgencia son altos. Si el tiempo de reacción es mayor que el tiempo de intervención que queda (τ / T > 1), hemos perdido el control.
Sostenemos que el tiempo de intervención que queda para evitar la inflexión ya podría haberse reducido a cero, mientras que el tiempo de reacción para lograr emisiones netas cero es de 30 años como mucho. Por lo tanto, podríamos haber perdido ya el control de si se produce el punto de inflexión. Una ventaja salvadora es que el ritmo al que se acumulan los daños causados por la inflexión, y por tanto el riesgo planteado, podría estar todavía bajo nuestro control en cierta medida.