El subtítulo de este artículo es deliberadamente preventivo. Me niego a considerar cualquier posibilidad a corto plazo de abandonar la Tierra y establecer una civilización en otro planeta. Hago esto porque, en este mundo posfactual, las especulaciones sobre encontrar pronto un nuevo hogar celeste —en particular, la terraformación de Marte¹— se han presentado como opciones viables para abordar de manera definitiva los problemas del tercer planeta en órbita alrededor del Sol. Este es otro de los temas favoritos del género de ciencia ficción que seguirá confinado a sus relatos: incluso si dispusiéramos de medios económicos para el transporte interplanetario y de algún modo domináramos la construcción de bases marcianas, no podríamos crear una atmósfera adecuada. El procesamiento de los casquetes polares, minerales y el suelo marcianos proporcionaría solo alrededor del 7% de todo el CO₂ necesario para calentar el planeta y hacer posible su colonización prolongada.²
Por supuesto, los verdaderos creyentes pueden recurrir a otro truco de la ciencia ficción que permitiría la colonización de Marte: la creación de humanos radicalmente reconfigurados genéticamente, nuevos superorganismos dotados de las cualidades de los tardígrados terrestres, pequeños invertebrados de ocho patas que habitan en el césped y en zanjas húmedas. Tales organismos serían capaces de soportar no solo la delgada atmósfera (cuya presión es inferior al 1% del valor terrestre), sino también la intensa radiación que recibe el planeta rojo, escasamente protegido.³
Regresando al mundo real, si nuestra especie ha de sobrevivir —y ni hablar de prosperar— durante al menos tanto tiempo como han existido las civilizaciones avanzadas (es decir, por otros 5000 años aproximadamente), entonces debemos asegurarnos de que nuestras continuas intervenciones no pongan en peligro la habitabilidad a largo plazo del planeta o, en la terminología moderna, de que no transgredamos los límites planetarios seguros.⁴
La lista de estos límites biosféricos críticos incluye nueve categorías: el cambio climático (ahora denominado, aunque de manera inexacta, simplemente calentamiento global), la acidificación de los océanos (que pone en peligro a los organismos marinos que construyen estructuras de carbonato de calcio), el agotamiento del ozono estratosférico (que protege la Tierra de una radiación ultravioleta excesiva y se ve amenazado por las emisiones de clorofluorocarbonos), los aerosoles atmosféricos (contaminantes que reducen la visibilidad y causan afecciones pulmonares), la interferencia en los ciclos del nitrógeno y el fósforo (principalmente, la liberación de estos nutrientes en aguas dulces y costeras), el uso del agua dulce (extracciones excesivas de aguas subterráneas, de ríos y lagos), los cambios en el uso del suelo (debido a la deforestación, la agricultura y la expansión urbana e industrial), la pérdida de biodiversidad y diversas formas de contaminación química.
Brindar revisiones sistemáticas de todas estas cuestiones —y situarlas en sus perspectivas históricas y ambientales adecuadas— es tarea de un libro extenso, no de un solo artículo (a menos que este se limitara a resúmenes superficiales). En cambio, he decidido otorgar a este artículo un enfoque decididamente utilitario y centrarme en solo algunos parámetros existenciales clave, comenzando por las circunstancias ambientales de tres requisitos existenciales irremplazables: respirar, beber y comer. La provisión de estas tres condiciones esenciales de nuestra existencia depende de bienes y servicios naturales: de la atmósfera oxigenada y su circulación incesante; del agua y su ciclo global; y de los suelos, la fotosíntesis, la biodiversidad y los flujos de nutrientes vegetales. A su vez, su provisión afecta los bienes y servicios naturales.
Como veremos, estos efectos van desde lo marginal (las concentraciones de oxígeno en la atmósfera no corren peligro debido a la combustión de combustibles fósiles), pasando por lo claramente negativo (extracción excesiva de agua de acuíferos profundos antiguos; grave contaminación del agua generada por la producción de alimentos, las ciudades y las industrias), hasta lo directamente destructivo (sobrepastoreo en regiones áridas que conduce a la desertificación; nuevos terrenos de cultivo que desplazan bosques tropicales o pastizales).
No hay peligro para el oxígeno
Respirar es el proceso mediante el cual el oxígeno llega de manera regular a nuestro organismo, transportado por la hemoglobina desde los pulmones a todas las células del cuerpo para suministrar energía a nuestro metabolismo. Ningún otro recurso natural es tan crítico para nuestra supervivencia: la duración de una apnea voluntaria soportable (la interrupción de la respiración) varía, pero si nunca has entrenado para prolongar tus períodos sin aliento, descubrirás que puedes resistir tan solo 30 segundos y, por lo general, no más de un minuto aproximadamente. Tal vez hayas leído sobre el buceo libre, en el que hombres y mujeres arriesgan la vida al contener la respiración y sumergirse, sin equipo de respiración, hasta la profundidad que puedan soportar (con o sin aletas), o sobre las competiciones de apnea estática, en las que los participantes permanecen inmóviles en una piscina y contienen la respiración. En esta última categoría, el récord masculino es de casi 12 minutos y el femenino de 9 minutos, mientras que la hiperventilación con oxígeno puro, durante hasta media hora antes de un intento, duplica el tiempo de apnea, superando los 24 minutos en hombres y los 18 minutos y medio en mujeres.⁵
Esto se considera un deporte en el siglo XXI, a pesar de que las células cerebrales comienzan a morir en solo cinco minutos de hipoxia cerebral y un período apenas más prolongado puede causar daños graves o la muerte. El oxígeno, después de todo, es el recurso más limitante para la supervivencia humana. Nuestra especie, como todos los quimioheterótrofos (organismos que no pueden producir internamente su propio alimento), requiere un suministro constante. La frecuencia respiratoria en reposo oscila entre 12 y 20 inhalaciones por minuto, y la ingesta diaria promedio de un adulto es de casi 1 kilogramo de O₂.⁶ Para la población mundial, esto equivale a un consumo anual de aproximadamente 2700 millones de toneladas de oxígeno, una fracción absolutamente insignificante (0,00023%) de la presencia atmosférica total del elemento, que asciende a unos 1,2 cuatrillones de toneladas de O₂, y el CO₂ exhalado es rápidamente utilizado por las plantas en la fotosíntesis.
El origen de la atmósfera oxigenada se remonta a lo que se conoce como el Gran Evento de Oxidación, que comenzó hace unos 2500 millones de años.⁷ Durante ese período, el oxígeno liberado por las cianobacterias oceánicas comenzó a acumularse en la atmósfera, aunque pasaría mucho tiempo antes de que los gases alcanzaran sus concentraciones actuales. En los últimos 500 millones de años, los niveles de oxígeno atmosférico han fluctuado ampliamente, variando desde aproximadamente un 15% hasta un 35% antes de descender al 21% actual del volumen de la atmósfera terrestre.⁸ Además de que no existe absolutamente ningún riesgo de que las personas o los animales reduzcan apreciablemente este nivel a través de la respiración, tampoco hay peligro de que incluso la mayor combustión imaginable (oxidación rápida) de la vegetación terrestre consuma demasiado oxígeno.
La masa vegetal terrestre del planeta contiene aproximadamente 500.000 millones de toneladas de carbono y, aunque toda ella (todos los bosques, praderas y cultivos) se quemara simultáneamente, una megaconflagración de tal magnitud consumiría solo alrededor del 0,1% del oxígeno atmosférico.⁹ Sin embargo, durante el verano de 2019, cuando grandes extensiones de la selva amazónica ardían, los medios de comunicación y los políticos intentaron asustar a las masas científicamente analfabetas haciéndoles creer que el mundo comenzaría a asfixiarse. Entre muchos otros, el 22 de agosto de 2019, el presidente francés Emmanuel Macron tuiteó:¹⁰
Nuestra casa está ardiendo. Literalmente. La selva amazónica, los pulmones que producen el 20% del oxígeno de nuestro planeta, está en llamas. Es una crisis internacional.
Miembros de la cumbre del G7, ¡discutamos esta emergencia como prioridad en dos días!
No hubo ninguna cumbre de emergencia del G7 en dos días (ni siquiera en dos meses; lo cual, por suerte, tampoco habría solucionado nada), y el mundo sigue respirando. Según en qué punto de esta escala de juicio te ubiques, la quema deliberada de la selva amazónica es una política profundamente lamentable y completamente errónea o un crimen imperdonable contra la biosfera. Pero hay que entender que no es un acto que privará al planeta de su oxígeno.
Esta desinformación también ilustra un problema mucho más amplio: ¿por qué no confiamos en hechos científicos bien establecidos y, en su lugar, permitimos que una serie de tuits dicten la opinión pública? Las evaluaciones sobre el medioambiente son quizás aún más propensas a generalizaciones infundadas, interpretaciones sesgadas y desinformación flagrante que las de la producción de energía y alimentos. Esta tendencia debe ser condenada y resistida: no tendremos éxito si nuestras acciones se basan en mitos y falsedades. Es cierto que la ciencia subyacente suele ser compleja, que muchos juicios son inciertos y que los veredictos categóricos no son recomendables, pero no en este caso.
Lo más evidente es que los pulmones no producen oxígeno, lo procesan: su función es permitir el intercambio gaseoso, haciendo que el O₂ atmosférico entre en el torrente sanguíneo y que el CO₂, el gas metabólico más abundante, salga de él. En este proceso, los pulmones (como cualquier otro órgano) deben consumir oxígeno, aunque no es fácil medir cuánto necesitan, es decir, separar su demanda del consumo total. La mejor manera de determinarlo es durante una derivación cardiopulmonar total, cuando la circulación pulmonar se separa temporalmente del flujo sanguíneo sistémico: esto demuestra que los pulmones consumen alrededor del 5% del oxígeno total que inhalamos.¹¹
Y aunque los árboles amazónicos, como cualquier planta terrestre, producen O₂ durante la fotosíntesis diurna, también —al igual que cualquier otro organismo fotosintético— consumen prácticamente todo ese oxígeno durante la respiración nocturna, el proceso mediante el cual utilizan los compuestos fotosintetizados para generar energía y sustancias necesarias para su crecimiento.¹²
Cada año, al menos 300.000 millones de toneladas de oxígeno son absorbidas y una cantidad similar es liberada por la fotosíntesis terrestre y marina.¹³ Estos flujos, así como otros mucho menores resultantes del enterramiento y la oxidación de materia orgánica, no están perfectamente equilibrados a diario ni de manera estacional, pero a largo plazo no pueden desviarse demasiado; de lo contrario, experimentaríamos ganancias o pérdidas netas significativas de este elemento. Sin embargo, la presencia atmosférica del oxígeno ha sido notablemente estable.
Las imágenes de la selva amazónica en llamas, del matorral australiano, de las colinas californianas o de la taiga siberiana no son presagios ominosos de una atmósfera privada del gas que necesitamos inhalar al menos una docena de veces por minuto.¹⁴ Los incendios forestales masivos son destructivos y perjudiciales en muchos sentidos, pero no nos asfixiarán por falta de oxígeno.
¿Tendremos suficiente agua y alimentos?
En contraste, la provisión del segundo recurso natural más críticamente necesario debería ocupar un lugar prioritario en nuestra lista de preocupaciones medioambientales. Y no porque exista una escasez absoluta de este recurso esencial, sino porque su distribución es desigual y porque no lo hemos gestionado adecuadamente. Y esto es un eufemismo: desperdiciamos agua en cantidades enormes y, hasta ahora, hemos tardado en adoptar muchos cambios efectivos que podrían revertir hábitos y tendencias indeseables. Como veremos, el suministro de agua es un ejemplo perfecto de un recurso gestionado de manera deficiente en casi todo el mundo, con el agravante de un acceso altamente desigual.¹⁵
Al menos no necesitamos beber con la misma frecuencia con la que respiramos —una docena de veces por minuto— ni siquiera una docena de veces al día. Pero la provisión de volúmenes adecuados de agua potable (que, dependiendo del género, la edad, el tamaño corporal y la temperatura ambiente, y sin considerar actividades extremas, suele situarse entre 1,5 y 3 litros diarios) es una cuestión de supervivencia básica.¹⁶ Pasar un día sin rehidratación es una experiencia difícil; dos días resultan peligrosos; tres días suelen ser fatales. Más allá de esta necesidad existencial —lo que equivale a un promedio per cápita de aproximadamente 750 kilogramos (o litros, o 0,75 metros cúbicos) de agua al año— existen muchas otras necesidades hídricas, y en volúmenes mucho mayores: para la higiene personal, la cocina y el lavado (incluso sin un inodoro interior, estos usos suman un mínimo de 15-20 litros diarios, o unos 7 metros cúbicos al año), para actividades productivas y, sobre todo, para el cultivo de alimentos.¹⁷
Los diferentes sectores de uso del agua (agricultura, generación de electricidad térmica, industrias pesadas, manufactura ligera, servicios y hogares) y las distintas categorías de agua complican las comparaciones tanto a nivel nacional como internacional. El agua azul incluye el agua de lluvia que ingresa a los ríos, cuerpos de agua y reservas subterráneas, y que se incorpora a productos o se evapora; la huella hídrica verde contabiliza el agua procedente de precipitaciones almacenada en el suelo y que posteriormente se evapora, es transpirada o absorbida por las plantas; el agua gris incluye toda el agua dulce necesaria para diluir contaminantes hasta alcanzar estándares específicos de calidad.
Por ello, el consumo nacional per cápita es la mejor (y más exhaustiva) forma de evaluar la huella hídrica: incorpora los componentes de agua verde, azul y gris, así como toda el agua virtual (el agua necesaria para el crecimiento o la producción de alimentos importados y bienes manufacturados).¹⁸ El uso doméstico de agua azul (todos los valores en metros cúbicos por año per cápita) varía desde poco más de 29 en Canadá y 23 en EE. UU., hasta aproximadamente 11 en Francia, 7 en Alemania, cerca de 5 en China e India, y menos de 1 en muchos países africanos.¹⁹
La huella hídrica total del consumo nacional refleja la proporción específica de agua utilizada en la agricultura (obviamente más alta en países con una irrigación extensiva) y en la producción industrial. Como resultado, economías con climas y patrones de consumo sectorial muy distintos —como Canadá e Italia, o Israel y Hungría— tienen totales de consumo similares (en todos estos casos, entre 2300 y 2400 metros cúbicos por año per cápita). Las importaciones de alimentos incorporan cantidades considerables de agua verde, por lo que los dos países con mayor dependencia de alimentos importados —Japón y Corea del Sur— también son los mayores consumidores de agua virtual.
No es sorprendente que el papel crítico del agua en las economías nacionales en general, y en la producción de alimentos en particular, haya llevado a numerosas evaluaciones integrales sobre su disponibilidad, suficiencia, escasez y vulnerabilidad. A comienzos del siglo XXI, la población mundial afectada por el estrés hídrico oscilaba entre 1200 y 4300 millones de personas, es decir, entre el 20% y el 70% de la humanidad.²⁰ De manera similar, durante la segunda década del siglo XXI, dos métricas diferentes de escasez de agua indicaban que la población afectada se situaba entre 1600 y 2400 millones de personas.²¹ Dadas estas grandes discrepancias en las evaluaciones actuales, es imposible ofrecer conclusiones firmes y defendibles sobre el futuro.
También existen numerosas incertidumbres en cuanto al futuro suministro de alimentos. Ninguna otra actividad humana ha transformado los ecosistemas terrestres en mayor medida que la producción de alimentos. Esta ya ocupa aproximadamente un tercio de la superficie del planeta no cubierta por glaciares, y su impacto seguirá aumentando.²² La superficie total destinada a la producción de alimentos es ahora más del doble de lo que era hace un siglo, pero en todas las economías más prósperas la tierra cultivada se ha estabilizado o ha disminuido ligeramente, mientras que el crecimiento global de nuevas tierras agrícolas ha disminuido considerablemente.²³
Dado que las tasas de fertilidad del continente siguen siendo altas, la expansión de la tierra cultivada será inevitable en África, aunque en la mayor parte de Asia las extensiones deberían ser limitadas, mientras que en Europa, América del Norte y Australia (donde la producción de alimentos ya es excesiva y las poblaciones están envejeciendo) debería observarse una reducción adicional de la superficie cultivada.
La cantidad de tierra utilizada para la producción de alimentos podría reducirse mediante una combinación de mejores prácticas agrícolas, reducción del desperdicio de alimentos y una adopción generalizada de un consumo moderado de carne. Como se explicó en el artículo sobre la alimentación, el retorno a la agricultura preindustrial es inconcebible en un mundo con casi 8000 millones de personas, pero lograr mayores rendimientos con los insumos actuales (intensificación agrícola) sigue una tendencia de larga data, y la eliminación de muchas prácticas derrochadoras podría permitir obtener cosechas más abundantes, incluso, reduciendo el uso de fertilizantes o pesticidas. Un experimento convincente a gran escala, realizado durante una década (2005-2015) e involucrando a casi 21 millones de agricultores que cultivaban aproximadamente un tercio de las tierras agrícolas de China, demostró que era posible aumentar los rendimientos de los cereales básicos en un 11% mientras se reducía la aplicación de nitrógeno por hectárea entre un 15% y un 18%.²⁴
Si la tierra no es un recurso limitante y si poseemos los conocimientos necesarios para gestionar el suministro de agua, ¿cuáles son las perspectivas para garantizar los macronutrientes que requieren nuestros cultivos y, al mismo tiempo, reducir el impacto ambiental de la aplicación de nitrógeno y fósforo? Como ya se explicó, la síntesis de amoníaco mediante el proceso Haber-Bosch permitió disponer de una forma reactiva de nitrógeno, el principal macronutriente, en cualquier cantidad deseada.²⁵ También podemos suministrar cantidades adecuadas de los dos macronutrientes minerales, potasio y fósforo. El Servicio Geológico de EE. UU. estima los recursos de potasio en aproximadamente 7000 millones de toneladas equivalentes de K₂O (óxido de potasio); las reservas representan aproximadamente la mitad de esa cantidad y, al ritmo actual de producción, durarían casi 90 años.²⁶
Durante los últimos 50 años, ha habido periódicas advertencias sobre la inminente escasez de fósforo, algunas de las cuales han llegado a plantear la inevitabilidad de la hambruna en cuestión de décadas.²⁷ La preocupación por el derroche de un recurso finito siempre es válida, pero no hay una crisis inminente del fósforo. Según el Centro Internacional de Desarrollo de Fertilizantes, las reservas y los recursos mundiales de roca fosfórica son suficientes para satisfacer la demanda de fertilizantes durante los próximos 300-400 años.²⁸ El Servicio Geológico de EE. UU. estima los recursos globales de roca fosfórica en más de 300.000 millones de toneladas, cantidad suficiente para más de 1000 años al ritmo actual de extracción.²⁹ Asimismo, la Asociación Internacional de la Industria de Fertilizantes “no considera que el pico del fósforo sea un problema urgente ni que el agotamiento de la roca fosfórica sea inminente”.³⁰
La verdadera preocupación respecto a los nutrientes vegetales son las consecuencias ambientales (y, por ende, económicas) de su presencia no deseada en el medioambiente, especialmente en el agua.
El fósforo proveniente de los fertilizantes se pierde debido a la erosión del suelo y al escurrimiento de precipitaciones, además de ser liberado en los desechos producidos por los animales domésticos y los seres humanos.³¹ Dado que el agua (tanto dulce como marina) suele contener concentraciones muy bajas de este elemento, su incorporación provoca eutrofización, es decir, el enriquecimiento de las aguas con nutrientes previamente escasos, lo que resulta en un crecimiento excesivo de algas.³² Las pérdidas de nitrógeno procedentes de tierras agrícolas fertilizadas (así como de desechos animales y humanos) también contribuyen a la eutrofización, aunque la fotosíntesis acuática responde más intensamente a la adición de fósforo.
Ni el tratamiento primario de aguas residuales (la sedimentación elimina solo entre un 5% y un 10% del fósforo) ni el tratamiento secundario (la filtración captura entre un 10% y un 20%) evitan la eutrofización, pero el fósforo puede eliminarse mediante agentes coagulantes o procesos microbianos, convirtiéndolo en cristales reutilizables como fertilizante.³³
Como ya se explicó, la eficiencia global de absorción del nitrógeno por los cultivos ha disminuido a menos del 50% y ha caído por debajo del 40% en China y Francia. En combinación con el fósforo, los compuestos solubles de nitrógeno contaminan las aguas y favorecen un crecimiento excesivo de algas.
Las algas en descomposición consumen el oxígeno disuelto en el agua marina y generan zonas anóxicas (sin oxígeno) donde peces y crustáceos no pueden sobrevivir. Estas zonas privadas de oxígeno son prominentes en las costas oriental y meridional de Estados Unidos, así como en las costas de Europa, China y Japón.³⁴
No existen soluciones fáciles, baratas y rápidas para estos impactos ambientales. Una mejor gestión agronómica (rotación de cultivos, aplicación fraccionada de fertilizantes para minimizar pérdidas) es fundamental, y la reducción del consumo de carne sería el ajuste más importante, ya que disminuiría la necesidad de producir cereales para alimentación animal. Sin embargo, el África subsahariana necesitará mucho más nitrógeno y fósforo si pretende evitar una dependencia crónica de las importaciones de alimentos.
Y cualquier evaluación a largo plazo de las tres necesidades existenciales —oxígeno atmosférico, disponibilidad de agua y producción de alimentos— debe considerar cómo su provisión podría verse afectada por el desarrollo del cambio climático, un proceso gradual que dejará su huella en la biosfera de innumerables maneras. Sus impactos van mucho más allá del aumento de las temperaturas y la elevación del nivel del mar, los dos cambios que con mayor frecuencia mencionan los medios de comunicación.
No voy a repetir una larga lista de impactos previstos, desde ciudades abrasadas hasta océanos en ascenso, desde cultivos resecos hasta glaciares derretidos. Esa tarea se ha realizado demasiadas veces, tanto de manera mesurada como con tono alarmista.
En su lugar, adoptaré un enfoque utilitario —y poco ortodoxo—. Comenzaré explicando la necesidad vital del efecto invernadero, sin el cual la superficie terrestre estaría permanentemente congelada, y que hemos intensificado de manera involuntaria mediante una combinación de acciones, siendo la combustión de combustibles fósiles el principal factor del calentamiento global antropogénico. Luego, analizaré cómo, en contra de la percepción común, la ciencia moderna identificó este fenómeno hace más de un siglo, cómo durante generaciones hemos ignorado riesgos claramente señalados, cómo hasta ahora nos hemos mostrado reacios a comprometernos con medidas efectivas para alterar la trayectoria del calentamiento global, y lo extraordinariamente difícil que sería lograr un cambio en este sentido.
Por qué la Tierra no está permanentemente congelada
Como vimos en el artículo sobre la energía, la abundancia de combustibles fósiles y su conversión cada vez más eficiente han sido los principales impulsores del crecimiento económico moderno, proporcionándonos los beneficios de una mayor longevidad y una vida más próspera, pero también preocupaciones sobre los efectos a largo plazo de las emisiones de CO₂ en el clima global (conocido comúnmente como calentamiento global). La física más elemental explica nuestras inquietudes sobre las consecuencias ambientales del calentamiento planetario. Nos preocupa la presencia excesiva de algo sin lo cual no podríamos existir: el efecto invernadero. Este imperativo existencial es la regulación de la temperatura atmosférica terrestre por unos pocos gases traza, principalmente el dióxido de carbono (CO₂) y el metano (CH₄). En comparación con los dos gases que constituyen la mayor parte de la atmósfera (el nitrógeno con un 78% y el oxígeno con un 21%), su presencia es insignificante (pequeñas fracciones de un porcentaje), pero su efecto marca la diferencia entre un planeta congelado e inhóspito y una Tierra azul y verde.³⁵
La atmósfera terrestre absorbe la radiación solar entrante (de onda corta) y emite radiación hacia el espacio (de onda más larga). Sin este proceso, la temperatura de la Tierra sería de -18°C, lo que haría que la superficie del planeta estuviera perpetuamente congelada. Los gases traza alteran el equilibrio radiactivo del planeta al absorber parte de la radiación infrarroja saliente, elevando así la temperatura de la superficie. Esto permite la existencia de agua líquida, cuya evaporación introduce vapor de agua en la atmósfera (otro gas que absorbe la radiación infrarroja saliente, en forma de ondas invisibles). El resultado general es que la temperatura superficial de la Tierra es 33°C más alta de lo que sería en ausencia de estos gases traza y del vapor de agua, lo que da lugar a una temperatura media global de 15°C que permite la vida en sus múltiples formas.
Calificar este fenómeno natural como “efecto invernadero” es una analogía engañosa, ya que el calor dentro de un invernadero no solo se debe a que la estructura de vidrio impide la fuga de cierta radiación infrarroja, sino también a que bloquea la circulación del aire. En cambio, el “efecto invernadero” natural es causado exclusivamente por la absorción de una pequeña fracción de la radiación infrarroja saliente por parte de los gases traza, mientras que la atmósfera global permanece en constante movimiento, a menudo violento y sin restricciones.
El vapor de agua es, con gran diferencia, el mayor absorbente de la radiación saliente y, por lo tanto, ha sido el principal responsable del calentamiento atmosférico en el pasado y lo seguirá siendo en el futuro. El vapor de agua es el principal generador del efecto invernadero natural, pero no es la causa del calentamiento atmosférico, ya que no controla la temperatura de la atmósfera. De hecho, ocurre lo contrario: es la temperatura cambiante la que determina cuánto vapor de agua puede haber en la atmósfera (la humedad del aire aumenta con temperaturas en ascenso) y cuánto se condensa en forma líquida (la condensación se incrementa a medida que la temperatura desciende).
El calentamiento natural de la Tierra está regulado por gases traza cuya concentración no se ve afectada por la temperatura ambiental, es decir, no se condensan ni precipitan cuando las temperaturas disminuyen. Sin embargo, el ligero calentamiento que generan aumenta la evaporación y eleva la concentración de vapor de agua en la atmósfera, lo que, a su vez, provoca un calentamiento adicional debido a este efecto de retroalimentación.
El efecto natural de los gases traza ha estado dominado históricamente por el dióxido de carbono (CO₂), con contribuciones menores del metano (CH₄), el óxido nitroso (N₂O) y el ozono (O₃), este último más conocido por su papel en la capa de ozono. Las acciones humanas comenzaron a afectar las concentraciones de varios de estos gases traza —creando un efecto invernadero adicional de origen humano (antropogénico)— hace miles de años, cuando las sociedades sedentarias adoptaron la agricultura y empezaron a utilizar madera (y el carbón vegetal derivado de ella) en los hogares, en la fundición de metales y en la fabricación de ladrillos y tejas. La conversión de bosques en tierras de cultivo liberó CO₂ adicional, y el cultivo de arroz en campos inundados generó emisiones adicionales de CH₄.³⁶
Sin embargo, el impacto de estas emisiones antropogénicas solo se volvió significativo con el avance de la industrialización. El aumento de las emisiones de CO₂, que ha acelerado el efecto invernadero antropogénico, ha sido impulsado principalmente por la combustión de combustibles fósiles y la producción de cemento. Otras fuentes antropogénicas notables de gases de efecto invernadero incluyen las emisiones de metano (provenientes de los arrozales, vertederos, ganado y producción de gas natural) y el óxido nitroso (derivado en su mayoría del creciente uso de fertilizantes nitrogenados).
Las reconstrucciones de sus concentraciones atmosféricas pasadas muestran el aumento repentino provocado por la industrialización.
Durante siglos, antes de 1800, los niveles de CO₂ fluctuaron en un margen estrecho, cercano a las 270 partes por millón (ppm), es decir, un 0,027% en volumen. Para 1900, habían aumentado ligeramente hasta 290 ppm; un siglo después, casi alcanzaban las 375 ppm y, en el verano de 2020, superaron las 420 ppm, lo que representa un incremento de más del 50% con respecto a los niveles de finales del siglo XVIII.³⁷
Los niveles preindustriales de metano eran tres órdenes de magnitud inferiores —menos de 800 partes por mil millones (ppb)— pero se han más que duplicado, alcanzando casi 1900 ppb en 2020, mientras que las concentraciones de óxido nitroso aumentaron de aproximadamente 270 ppb a más de 300 ppb.³⁸ Estos gases absorben la radiación saliente en diferentes grados: al comparar sus impactos en un periodo de 100 años, la emisión de una unidad de CH₄ tiene el mismo efecto que liberar entre 28 y 36 unidades de CO₂; en el caso del N₂O, el factor de equivalencia se sitúa entre 265 y 298.
Un pequeño grupo de nuevos gases industriales de origen humano —principalmente los clorofluorocarbonos (CFC, utilizados en el pasado en refrigeración) y el hexafluoruro de azufre (SF₆, un excelente aislante empleado en equipos eléctricos)— tienen un efecto mucho más potente, aunque afortunadamente están presentes en concentraciones ínfimas, y la producción de CFC fue prohibida progresivamente por el Protocolo de Montreal de 1987.³⁹
El CO₂ (emitido en su mayoría por la combustión de combustibles fósiles, aunque la deforestación es otra fuente importante) representa aproximadamente el 75% del efecto de calentamiento antropogénico; el CH₄, alrededor del 15%, y el resto corresponde principalmente al N₂O.⁴⁰
El continuo aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero acabará por generar temperaturas lo suficientemente elevadas como para provocar numerosos impactos ambientales negativos, con considerables costos sociales y económicos. Sin embargo, y en contra de una impresión ampliamente extendida, esta no es una conclusión reciente derivada de una mejor comprensión proporcionada por modelos climáticos complejos ejecutados en supercomputadoras. Sabíamos esto mucho antes de que se introdujeran los primeros modelos de circulación atmosférica global (precursores de todas las simulaciones del calentamiento global) a finales de la década de 1960, e incluso generaciones antes de que se construyeran las primeras computadoras electrónicas.
¿Quién descubrió el calentamiento global?
Si consultas el Ngram Viewer de Google para rastrear la aparición de la expresión global warming, verás que antes de 1980 su uso era prácticamente inexistente, seguido de un fuerte aumento en frecuencia que se cuadruplicó en los dos años previos a 1990. El descubrimiento del calentamiento global inducido por el dióxido de carbono por parte de los medios de comunicación, el público y los políticos ocurrió en 1988, impulsado por el caluroso verano estadounidense de ese año y por la creación del Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC), bajo el auspicio del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) y la Organización Meteorológica Mundial (OMM). Esto desencadenó una avalancha de artículos científicos, libros, conferencias, estudios de grupos de expertos y documentos elaborados por gobiernos y organismos internacionales, incluidas las revisiones periódicas del IPCC sobre el estado del conocimiento.
Para 2020, una búsqueda en Google arrojaba más de mil millones de resultados para global warming y global climate change, una frecuencia un orden de magnitud superior a la de términos noticiosos entonces en boga, como globalization o economic inequality, o a la de desafíos existenciales como poverty y malnutrition. Además, casi desde el inicio del interés mediático en este complejo proceso, la cobertura del calentamiento global ha estado plagada de información mal comunicada, interpretaciones dudosas y predicciones alarmistas, y con el tiempo ha adquirido un tono cada vez más histérico, e, incluso, abiertamente apocalíptico.
Un observador no informado podría concluir que estas advertencias sobre una catástrofe global en desarrollo reflejan los hallazgos científicos más recientes, basados en observaciones satelitales antes inexistentes y en predicciones generadas por complejos modelos climáticos globales, posibles gracias al aumento de la capacidad de cómputo. Pero si bien los sistemas de monitoreo y modelización actuales son ciertamente más avanzados, ni nuestra comprensión del efecto invernadero ni las consecuencias del aumento sostenido de las emisiones de gases de efecto invernadero son novedades: en principio, tenemos conocimiento de ellas desde hace más de 150 años y, de manera clara y explícita, desde hace más de un siglo.
Unos años antes de su muerte, Joseph Fourier (1768-1830), matemático francés, fue el primer científico en darse cuenta de que la atmósfera absorbe parte de la radiación emitida desde la superficie terrestre; y en 1856, Eunice Foote, científica e inventora estadounidense, fue la primera autora en establecer un vínculo (breve pero claro) entre el CO₂ y el calentamiento global.⁴¹
Cinco años después, John Tyndall (1820-1893), físico inglés, explicó que el vapor de agua es el principal absorbente de la radiación saliente, lo que significa que “cualquier variación en este componente debe producir un cambio climático”; además, añadió que “observaciones similares se aplicarían al ácido carbónico difundido en el aire”.⁴² De manera concisa pero precisa, reformulada en términos modernos, su afirmación indica que un aumento en la concentración de CO₂ debe provocar un incremento de la temperatura atmosférica.
Eso ocurrió en 1861, y antes de que terminara el siglo, Svante Arrhenius (1859-1927), químico sueco y uno de los primeros galardonados con el Nobel, publicó los primeros cálculos sobre el aumento de la temperatura global en superficie derivado de la eventual duplicación del CO₂ atmosférico preindustrial.⁴³ En su artículo también señaló que el calentamiento global se sentiría menos en los trópicos y más en las regiones polares, y que reduciría las diferencias de temperatura entre el día y la noche.
Ambas conclusiones han sido confirmadas. El Ártico se calienta más rápido, pero la explicación más simple (con el deshielo, la fracción de radiación reflejada disminuye drásticamente, lo que intensifica el calentamiento) es solo una parte de un proceso complejo que incluye cambios en la nubosidad, en el vapor de agua y en el transporte de energía hacia los polos mediante grandes sistemas meteorológicos.⁴⁴
Las temperaturas nocturnas están aumentando más rápido que las medias diurnas, principalmente porque la capa límite (la parte de la atmósfera justo sobre el suelo) es muy delgada —solo unos cientos de metros— durante la noche, en comparación con varios kilómetros durante el día, por lo que es más sensible al calentamiento.⁴⁵
En 1908, Arrhenius proporcionó una estimación bastante precisa de la sensibilidad climática, la medida del calentamiento global resultante de la duplicación del nivel de CO₂ atmosférico: “Cualquier duplicación del porcentaje de dióxido de carbono en el aire elevaría la temperatura de la superficie terrestre en 4°C”.⁴⁶
En 1957, tres décadas antes del repentino auge del interés por el calentamiento global, Roger Revelle, oceanógrafo estadounidense, y Hans Suess, químico físico, evaluaron el proceso de combustión masiva de combustibles fósiles en los términos evolutivos correctos:
Así, los seres humanos están llevando a cabo un experimento geofísico a gran escala, de un tipo que no pudo haber ocurrido en el pasado ni podrá reproducirse en el futuro. En el transcurso de unos pocos siglos, estamos devolviendo a la atmósfera y los océanos el carbono orgánico concentrado que se almacenó en las rocas sedimentarias durante cientos de millones de años.⁴⁷
No puedo imaginar una formulación que transmitiera mejor la naturaleza sin precedentes de esta nueva realidad. Apenas un año después, en respuesta a esta preocupación, comenzaron las mediciones de las concentraciones de CO₂ en Mauna Loa, Hawái, y en el Polo Sur, y de inmediato revelaron incrementos anuales constantes y bastante predecibles, pasando de 315 ppm en 1958 a 346 ppm en 1985.⁴⁸
En 1979, un informe del Consejo Nacional de Investigación de EE. UU. estableció que el valor teórico de la sensibilidad climática (incluyendo la retroalimentación del vapor de agua) se situaba entre 1,5°C y 4,5°C, lo que significa que la estimación de Arrhenius en 1908 se encontraba bien dentro de ese rango.⁴⁹
Por lo tanto, el descubrimiento del calentamiento global inducido por el dióxido de carbono a finales de la década de 1980 se produjo más de un siglo después de que Foote y Tyndall establecieran el vínculo de manera clara, casi cuatro generaciones después de que Arrhenius publicara una estimación cuantitativa bastante acertada del posible efecto del calentamiento global, más de una generación después de que Revelle y Suess advirtieran sobre un experimento geofísico planetario sin precedentes y no repetible, y una década después de la confirmación moderna de la sensibilidad climática.
Está claro que no era necesario esperar a nuevos modelos computacionales ni a la creación de una burocracia internacional para ser conscientes de este cambio y reflexionar sobre nuestras respuestas.
Quizá la mejor ilustración de lo poco que han cambiado estos esfuerzos fundamentales sea la última estimación de una métrica clave del calentamiento global: la sensibilidad climática. El quinto informe de evaluación del IPCC, publicado más de un siglo después de que Arrhenius propusiera el valor de 4°C, concluyó que es extremadamente improbable que la sensibilidad climática sea inferior a 1°C y muy improbable que supere los 6°C, situando el rango más probable entre 1,5°C y 4,5°C, el mismo que el informe del Consejo Nacional de Investigación de EE. UU. de 1979.⁵⁰
En 2019, una evaluación exhaustiva de la sensibilidad climática de la Tierra (basada en múltiples líneas de evidencia) redujo el intervalo de respuesta más probable a entre 2,6°C y 3,9°C.⁵¹ Esto significa que es extremadamente improbable que la sensibilidad climática sea tan baja como para evitar un calentamiento sustancial (superior a 2°C) cuando la concentración atmosférica de CO₂ alcance aproximadamente 560 ppm, el doble del nivel preindustrial.
Y sin embargo, hasta ahora, los únicos avances sustanciales y efectivos hacia la descarbonización no han surgido de políticas decididas, deliberadas y orientadas a tal fin. Más bien, han sido subproductos de avances técnicos generales (mayores eficiencias de conversión, mayor generación nuclear e hidroeléctrica, procesos de manufactura y producción menos derrochadores) y de cambios en la producción y la gestión (sustitución del carbón por gas natural, reciclaje más común y menos intensivo en energía), cuyos inicios y progresos no estuvieron motivados por la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero.⁵²
Además, como ya se mencionó, el impacto global del giro reciente hacia la descarbonización de la generación eléctrica mediante la instalación de paneles solares fotovoltaicos y turbinas eólicas— ha sido completamente anulado por el rápido aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero en China y otras partes de Asia.
Oxígeno, agua y alimentos en un mundo más cálido
Sabemos dónde estamos. Debido al aumento de las concentraciones de gases de efecto invernadero, el planeta ha estado, durante generaciones, reirradiando ligeramente menos energía de la que recibe del Sol. Para 2020, el valor neto de esta diferencia era de aproximadamente 2 vatios por metro cuadrado en comparación con la línea de base de 1850.⁵³
Dado que los océanos tienen una enorme capacidad para absorber el calor atmosférico, se necesita mucho tiempo para que la temperatura media de la atmósfera inferior aumente de manera apreciable. A finales de la década de 2010, tras un par de siglos de quema acelerada de combustibles fósiles, la temperatura media global de las superficies terrestres y oceánicas era casi 1°C superior a la media del siglo XX. Este calentamiento ha sido documentado en todos los continentes, aunque no ha sido uniforme: como Arrhenius predijo acertadamente, las latitudes más altas han experimentado aumentos promedio mucho mayores que las latitudes medias o los trópicos.
En términos de media global, los cinco años más cálidos de los últimos 140 años han ocurrido desde 2015, y nueve de los diez años más cálidos se han registrado desde 2005.⁵⁴ Este cambio global ha tenido múltiples consecuencias, que van desde la floración más temprana de los cerezos en Kioto y cosechas adelantadas en los viñedos franceses hasta preocupantes récords de temperatura durante las olas de calor estivales y el deshielo de los glaciares de alta montaña.⁵⁵ Y (como era de esperar, dada la facilidad de manipulación de múltiples modelos computacionales) existe ahora una literatura aún más extensa que predice lo que está por venir.
Así que, volviendo a los tres fundamentos existenciales, ¿cuáles son las perspectivas para el suministro de oxígeno, agua y alimentos en una Tierra más cálida?
La concentración atmosférica de oxígeno no se ve afectada por cambios leves en la temperatura inducidos por los gases de efecto invernadero, pero ha disminuido marginalmente debido a la principal causa antropogénica del calentamiento global: la combustión de combustibles fósiles. Su quema ha estado eliminando recientemente alrededor de 27.000 millones de toneladas de oxígeno al año de la atmósfera.⁵⁶
El descenso neto anual del oxígeno atmosférico (considerando también las pérdidas debidas a incendios forestales y la respiración del ganado) se estimaba a comienzos del siglo XXI en aproximadamente 21.000 millones de toneladas al año, es decir, menos del 0,002% de la concentración existente.⁵⁷ Las mediciones directas de las concentraciones de O₂ en la atmósfera confirman estas pérdidas ínfimas: recientemente han sido de aproximadamente 4 ppm y, dado que hay cerca de 210.000 moléculas de oxígeno por cada millón de moléculas de aire, esto equivale a un descenso anual del 0,002%.⁵⁸
A este ritmo, tomaría 1500 años (aproximadamente el tiempo transcurrido desde la caída del Imperio Romano de Occidente) para reducir el nivel atmosférico de oxígeno en un 3%. Sin embargo, en términos de concentraciones reales de O₂, esto equivaldría simplemente a trasladarse de la ciudad de Nueva York (a nivel del mar) a Salt Lake City (1288 metros sobre el nivel del mar).
Otra estimación extrema —y completamente teórica— indica que, incluso si quemáramos todas las reservas conocidas de combustibles fósiles en el mundo (carbón, petróleo crudo y gas natural, algo imposible debido a los costos prohibitivos de extraer estos combustibles de depósitos en su mayoría marginales), la concentración atmosférica de O₂ se reduciría solo en un 0,25%.⁵⁹
Desafortunadamente, para cientos de millones de personas, la respiración se ve dificultada por múltiples factores —desde alérgenos como el polen hasta la contaminación del aire urbano en exteriores y la contaminación del aire en interiores por la cocina en zonas rurales— pero no existe riesgo alguno de que el oxígeno atmosférico disminuya a un nivel que comprometa la respiración debido a incendios forestales o a la combustión de combustibles fósiles.
Además, ningún otro recurso natural vital es tan equitativamente accesible: independientemente de los niveles locales de contaminantes del aire, a la misma altitud en cualquier parte del mundo, la concentración de oxígeno es idéntica y de libre acceso para todos. Las poblaciones que habitan en altitudes elevadas, como en el Tíbet y los Andes, han desarrollado notables adaptaciones (principalmente, concentraciones elevadas de hemoglobina) para hacer frente a la menor disponibilidad de oxígeno.⁶⁰
Todo esto significa que no debemos preocuparnos por el oxígeno. Sin embargo, el futuro del suministro de agua sí es motivo de preocupación.
Numerosos modelos a escala regional, nacional y global han analizado la disponibilidad futura de agua. Estos modelos asumen diferentes niveles de calentamiento global y, aunque los escenarios más extremos presentan una perspectiva generalmente desfavorable, las proyecciones están sujetas a importantes incertidumbres, ya que dependen de supuestos necesarios sobre el crecimiento poblacional y, por ende, sobre la demanda de agua.
Con un calentamiento de hasta 2°C, la población expuesta a una mayor escasez de agua inducida por el cambio climático podría situarse entre un mínimo de 500 millones y un máximo de 3100 millones de personas.⁶¹
El suministro de agua per cápita disminuirá en todo el mundo, aunque algunas de las principales cuencas fluviales (incluidas las del Río de la Plata, el Misisipi, el Danubio y el Ganges) seguirán estando muy por encima del umbral de escasez, mientras que algunas cuencas que ya sufren escasez de agua experimentarán un mayor deterioro, en particular el sistema del Tigris-Éufrates en Turquía e Irak y el Huang He en China.⁶²
No obstante, la mayoría de los estudios coinciden en que la escasez de agua dulce impulsada por la demanda tendrá un impacto mucho mayor que la causada por el cambio climático. Como resultado, nuestra mejor opción para gestionar el suministro futuro de agua es regular la demanda, y uno de los mejores ejemplos a gran escala de la efectividad de esta estrategia es la reciente reducción del consumo per cápita de agua en Estados Unidos.⁶³
En 2015, el consumo total de agua en EE. UU. fue solo un 4% mayor que en 1965, pero en esos 50 años la población del país creció un 68%, su PIB (en términos constantes) se cuadruplicó y la superficie de tierras de cultivo irrigadas aumentó aproximadamente un 40%. Esto significa que el consumo promedio de agua per cápita disminuyó en casi un 40%, que la intensidad hídrica de la economía estadounidense (unidades de agua por unidad de PIB constante) se redujo en un 76% y que, dado que el volumen total de agua utilizada para riego en 2015 fue ligeramente inferior al de 1965, la aplicación de agua por unidad de tierra cultivada disminuyó en casi un tercio. Por supuesto, existen límites físicos a la reducción en el uso de agua en estos sectores, pero la experiencia de EE. UU. demuestra que las mejoras pueden ir mucho más allá de cambios marginales.
La escasez de agua potable puede aliviarse mediante la desalinización, que consiste en la eliminación de sales disueltas del agua de mar mediante técnicas que van desde la destilación solar hasta el uso de membranas semipermeables. Esta opción se ha vuelto más común en muchos países con escasez de agua (actualmente existen unas 18.000 plantas desalinizadoras en el mundo), aunque sus costos siguen siendo considerablemente más altos que los del agua dulce obtenida de embalses o del reciclaje.⁶⁴
Sin embargo, los volúmenes de agua necesarios para los cultivos son de una magnitud mucho mayor, y la mayor parte de la producción mundial de alimentos continuará dependiendo de las precipitaciones. ¿Habrá suficiente en el mundo más cálido que se avecina?
La fotosíntesis es siempre un intercambio extremadamente desigual entre el agua interna de la planta (dentro de las hojas) y el CO₂ externo (en la atmósfera). Cada vez que una planta abre sus estomas (ubicados en la parte inferior de las hojas) para captar el carbono necesario para la fotosíntesis, pierde grandes cantidades de agua. Por ejemplo, la eficiencia de transpiración (biomasa producida por unidad de agua utilizada) del trigo (planta completa) es de entre 5,6 y 7,5 gramos por kilogramo, lo que se traduce en un consumo de aproximadamente 240-330 kilogramos de agua por cada kilogramo de grano cosechado.⁶⁵
El calentamiento global intensificará inevitablemente el ciclo del agua, ya que temperaturas más altas aumentarán la evaporación. Como resultado, habrá, en general, más precipitaciones y, por ende, más agua disponible para captación, almacenamiento y uso.⁶⁶
Sin embargo, un aumento global en las precipitaciones no significa que todas las regiones recibirán más lluvias ni —lo que no es menos importante— que estas ocurrirán en los momentos en que más se necesiten. Como ocurre con muchos otros cambios asociados a un clima más cálido, el incremento de las precipitaciones será desigual. Algunas regiones recibirán menos lluvia que hoy, mientras que otras (como la cuenca del Yangtsé, hogar de la mayor parte de la población china) experimentarán un aumento significativo, lo que podría reducir ligeramente el número de personas que viven en entornos de alto estrés hídrico.⁶⁷
Sin embargo, muchas regiones que recibirán más precipitaciones experimentarán un régimen más irregular, con eventos menos frecuentes pero más intensos, incluyendo lluvias o nevadas extremas e, incluso, catastróficas.
Una atmósfera más cálida también incrementará la pérdida de agua en las plantas (evapotranspiración), pero eso no significa que los cultivos y los bosques se marchitarán al perder agua. Un aumento en la concentración atmosférica de CO₂ implica que la cantidad de agua requerida por unidad de rendimiento disminuirá en una biosfera más cálida y rica en CO₂. Este efecto ya ha sido medido en algunos cultivos, y se ha observado que el trigo y el arroz —granos básicos que dependen de la vía fotosintética más común— mejorarán su eficiencia en el uso del agua en mayor medida que el maíz o la caña de azúcar, que emplean una vía fotosintética menos común, pero intrínsecamente más eficiente.⁶⁸
Esto significa que, en algunas regiones, el trigo y otros cultivos podrían producir tanto o más que en la actualidad, incluso si las precipitaciones se reducen entre un 10% y un 20%.
Al mismo tiempo, la producción mundial de alimentos es también una fuente significativa de gases traza que contribuyen al calentamiento global, principalmente CO₂ derivado de la conversión de bosques y pastizales en tierras de cultivo (un proceso que aún continúa, sobre todo en América del Sur y África) y las emisiones de metano provenientes del ganado rumiante.⁶⁹
Pero, esta realidad también ofrece oportunidades para mejoras y ajustes. Los cultivos pueden desarrollarse de manera que aumenten la materia orgánica en los suelos y, con ello, su capacidad de almacenamiento de carbono (reduciendo o eliminando la labranza anual), y las emisiones de metano del ganado podrían reducirse disminuyendo el consumo de carne de res.
Mis cálculos indican que, en el futuro —reduciendo la proporción de carne de res y aumentando la de cerdo, pollo, huevos y productos lácteos; mejorando la eficiencia de la alimentación; y haciendo un mejor uso de los residuos de cultivos y subproductos del procesamiento de alimentos— podríamos mantener la producción mundial reciente de carne y, al mismo tiempo, reducir significativamente el impacto ambiental del ganado, incluyendo su contribución a las emisiones de metano.⁷⁰
De manera más amplia, un estudio reciente se preguntó si sería posible alimentar a una población futura de 10.000 millones de personas (cifra esperada poco después de 2050) sin sobrepasar cuatro límites planetarios terrestres, es decir, sin llevar a la Tierra y a sus habitantes al borde del colapso en términos de transgredir los límites de integridad de la biosfera, el uso de tierras y agua dulce, y los flujos de nitrógeno.
Como era de esperar, el estudio concluyó que, si se respetaran estrictamente todos estos límites, el sistema alimentario mundial solo podría proporcionar dietas equilibradas de aproximadamente 2400 kilocalorías diarias por persona a no más de 3400 millones de personas. Sin embargo, con una redistribución de las tierras de cultivo, una mejor gestión del agua y los nutrientes, la reducción del desperdicio de alimentos y ajustes en la dieta, se podría alimentar a 10.200 millones de personas.⁷¹
Los análisis informados de las tres necesidades existenciales de la vida —respirar, beber y comer— coinciden en que no habrá un apocalipsis inevitable en 2030 o 2050. El oxígeno seguirá siendo abundante. Las preocupaciones sobre el suministro de agua aumentarán en muchas regiones, pero disponemos del conocimiento y deberíamos ser capaces de movilizar los recursos necesarios para evitar escaseces a gran escala que pongan en peligro la vida. Y no solo deberíamos mantener, sino mejorar, el suministro promedio de alimentos per cápita en los países de bajos ingresos, mientras reducimos la producción excesiva en las naciones más prósperas.
Sin embargo, estas medidas solo reducirían, pero no eliminarían, nuestra dependencia de los subsidios directos e indirectos de los combustibles fósiles en la producción de alimentos para la población mundial. Pero, abandonar los combustibles fósiles no es un proceso que pueda realizarse rápidamente. Esto significa que, durante las próximas décadas, su combustión seguirá siendo el principal factor que impulsa el cambio climático global.
¿Cómo afectará esto a la tendencia a largo plazo del calentamiento global?
Incertidumbres, promesas y realidades
La combinación de avances científicos y mejoras en las capacidades técnicas nos permite abordar cualquier proceso complejo que implique la interacción intrincada de factores naturales y acciones humanas con una comprensión considerable y en constante expansión. Al mismo tiempo, también debemos enfrentarnos a incómodos grados de ignorancia y a incertidumbres persistentes que dificultan enormemente cualquier respuesta decidida. Si se necesitaba un recordatorio de esta realidad fundamental, la propagación y las consecuencias de la COVID-19 proporcionaron muchas lecciones instructivas a nivel global.
No estábamos preparados —en un grado que incluso sorprendió a quienes esperaban problemas importantes— para un evento cuya ocurrencia inminente podía haberse pronosticado con un 100% de certeza: en 2008 lo predije de manera inequívoca en mi libro sobre catástrofes y tendencias globales, acertando, incluso, en el momento en que ocurriría.⁷² Aunque casi de inmediato se identificó la secuencia genética completa de este nuevo patógeno, las respuestas de las políticas públicas nacionales ante su propagación variaron desde una gestión prácticamente sin restricciones (Suecia) hasta cierres nacionales draconianos pero tardíos (Italia, España), y desde desestimaciones iniciales (EE. UU. en febrero de 2020) hasta éxitos tempranos que posteriormente se convirtieron en problemas (Singapur).⁷³
Y, sin embargo, fundamentalmente, se trata de un fenómeno natural autolimitado que hemos experimentado a escala global tres veces desde finales de la década de 1950: incluso sin vacunas, toda pandemia viral eventualmente disminuye una vez que el patógeno infecta a un número relativamente grande de personas o cuando muta a una forma menos virulenta. En contraste, el cambio climático global es un fenómeno extraordinariamente complejo cuyo desenlace final depende de interacciones entre procesos naturales y antropogénicos que aún no comprendemos a la perfección. Como resultado, necesitaremos, durante décadas, más observaciones, más estudios y modelos climáticos mucho más precisos para obtener evaluaciones más certeras sobre las tendencias a largo plazo y los escenarios más probables.
Creer que nuestra comprensión de estas realidades dinámicas y multifactoriales ha alcanzado un estado de perfección es confundir la ciencia del calentamiento global con la religión del cambio climático. Al mismo tiempo, no necesitamos un flujo interminable de nuevos modelos para emprender acciones efectivas. Existen enormes oportunidades para reducir el consumo de energía en edificios, transporte, industria y agricultura, y muchas de estas medidas de ahorro energético y reducción de emisiones deberían haberse implementado hace décadas, independientemente de cualquier preocupación sobre el calentamiento global.
La búsqueda de evitar el uso innecesario de energía, reducir la contaminación del aire y del agua y garantizar condiciones de vida más confortables debería ser un imperativo permanente, no una serie de acciones desesperadas adoptadas repentinamente para evitar una catástrofe.
Lo más sorprendente es que hemos ignorado en gran medida medidas que podrían haber limitado los efectos a largo plazo del cambio climático y que deberían haberse tomado incluso sin preocupaciones sobre el calentamiento global, ya que generan ahorros a largo plazo y mejoran el bienestar. Y, como si eso no fuera suficiente, hemos introducido y promovido deliberadamente nuevas formas de conversión de energía que han aumentado el consumo de combustibles fósiles y, por lo tanto, intensificado aún más las emisiones de CO₂.
Los mejores ejemplos de estas omisiones y errores son los códigos de construcción inadecuados en los países de clima frío y la adopción mundial de los SUV.
Dado que nuestras viviendas perduran por mucho tiempo (una casa norteamericana bien construida, con estructura de madera y cimentación de hormigón, puede durar más de 100 años), contar con un aislamiento adecuado en las paredes, ventanas de triple cristal y sistemas de calefacción altamente eficientes representa una oportunidad única para lograr ahorros energéticos duraderos y, por lo tanto, reducir las emisiones de carbono.⁷⁴
En 1973, cuando la OPEP quintuplicó el precio mundial del petróleo crudo, la mayoría de los edificios en Europa, América del Norte y el norte de China tenían solo ventanas de un solo cristal; en Canadá, las ventanas de triple cristal no serán obligatorias hasta 2030, y Manitoba fue la primera provincia en exigir calderas de gas natural de alta eficiencia (>90%) en 2009, décadas después de que tales opciones estuvieran disponibles comercialmente.⁷⁵ ¿No sería interesante saber cuántos delegados de reuniones sobre calentamiento global que provienen de climas fríos tienen ventanas de triple cristal rellenas con gas inerte, paredes superaisladas y calderas de gas con un 97% de eficiencia?
De manera análoga, ¿cuántas personas en climas cálidos tienen habitaciones correctamente selladas para evitar que sus acondicionadores de aire mal instalados e ineficientes desperdicien el aire frío?
La posesión de SUVs comenzó a aumentar en EE. UU. a finales de la década de 1980, luego se extendió globalmente y, para 2020, el SUV promedio emitía aproximadamente un 25% más de CO₂ al año que un automóvil estándar.⁷⁶ Multiplica eso por los 250 millones de SUVs que circulaban en 2020 y verás cómo la adopción global de estos vehículos ha anulado, varias veces, cualquier avance en descarbonización derivado de la lenta expansión de los vehículos eléctricos (que apenas sumaban 10 millones en 2020).
Durante la década de 2010, los SUVs se convirtieron en la segunda mayor causa del aumento de las emisiones de CO₂, solo por detrás de la generación de electricidad y por delante de la industria pesada, el transporte de carga y la aviación. Si su popularidad continúa creciendo, podrían contrarrestar cualquier reducción de carbono que pudiera lograrse con los más de 100 millones de vehículos eléctricos que podrían estar en circulación en 2040.
El artículo dedicado a la alimentación detalló el alto costo energético de la producción moderna de alimentos y señaló los niveles indefensiblemente elevados de desperdicio de comida: claramente, esta combinación ofrece múltiples oportunidades para reducir no solo las emisiones de CO₂, sino también las emisiones de CH₄ procedentes del cultivo de arroz y del ganado rumiante, y las emisiones de N₂O derivadas de la aplicación excesiva de fertilizantes nitrogenados, además de las emisiones generadas por el comercio de alimentos de dudosa necesidad.
¿Es realmente imprescindible transportar por aire arándanos desde Perú hasta Canadá en enero, o judías verdes desde Kenia hasta Londres? La vitamina C y la fibra que proporcionan estos productos pueden obtenerse de muchas otras fuentes con una huella de carbono mucho menor.
Y con nuestra enorme capacidad de procesamiento de datos, ¿no podríamos establecer precios de los alimentos de manera más flexible para reducir significativamente la tasa de desperdicio, que oscila entre el 30% y el 40%? ¿Por qué no hacer lo que ya puede hacerse, de manera rentable e inmediata, en lugar de seguir esperando más ejercicios de modelización?
La lista de lo que no hemos hecho —pero podríamos haber hecho— es larga. ¿Y qué hemos logrado para prevenir o revertir el cambio ambiental en los 30 años desde que el calentamiento global se convirtió en un tema central del discurso moderno? Los datos son claros: entre 1989 y 2019, aumentamos las emisiones globales antropogénicas de gases de efecto invernadero en aproximadamente un 65%.
Incluso al desglosar este promedio global, observamos que los países más prósperos —como EE. UU., Canadá, Japón, Australia y los miembros de la UE— cuyos niveles de consumo de energía per cápita ya eran muy elevados hace tres décadas, lograron reducir sus emisiones, pero solo en un 4%. Mientras tanto, las emisiones de la India se cuadruplicaron y las de China aumentaron 4,5 veces.⁷⁷
La combinación de nuestra inacción y la extraordinaria dificultad del desafío que supone el calentamiento global se ilustra mejor con un hecho contundente: tres décadas de conferencias climáticas internacionales a gran escala no han tenido ningún efecto en la trayectoria de las emisiones globales de CO₂.
La primera conferencia de la ONU sobre cambio climático se celebró en 1992; las reuniones anuales sobre el clima comenzaron en 1995 (en Berlín) e incluyeron encuentros ampliamente publicitados en Kioto (1997, con su acuerdo completamente ineficaz), Marrakech (2001), Bali (2007), Cancún (2010), Lima (2014) y París (2015).⁷⁸ Es evidente que a los delegados les encanta viajar a destinos pintorescos sin preocuparse demasiado por la temida huella de carbono generada por estos desplazamientos aéreos globales.⁷⁹
En 2015, unas 50.000 personas volaron a París para asistir a otra conferencia de las partes en la que, según se nos aseguró, se alcanzaría un acuerdo “histórico”, además de “ambicioso” y “sin precedentes”. Sin embargo, el Acuerdo de París no estableció (ni pudo establecer) objetivos específicos de reducción para los mayores emisores del mundo y, aun en el caso improbable de que se cumplieran todos los compromisos voluntarios y no vinculantes, las emisiones globales aumentarían un 50% para 2050.⁸⁰ Vaya acuerdo “histórico”.
Estas reuniones nunca podrían haber detenido la expansión de la extracción de carbón en China (que más que se triplicó entre 1995 y 2019, alcanzando casi el mismo volumen que el resto del mundo combinado), ni la creciente preferencia global por los SUVs de gran tamaño. Tampoco habrían podido evitar que millones de familias adquirieran, en cuanto sus ingresos crecieron lo suficiente, nuevos aparatos de aire acondicionado que funcionarán durante las noches cálidas y húmedas de los monzones en Asia y que, por tanto, no podrán ser alimentados con electricidad solar en el corto plazo.⁸¹
El efecto combinado de estas tendencias: entre 1992 y 2019, las emisiones globales de CO₂ aumentaron aproximadamente un 65%, y las de CH₄, alrededor de un 25%.⁸²
¿Qué podemos hacer durante las próximas décadas? Debemos empezar por reconocer las realidades fundamentales. Antes considerábamos que un aumento de 2°C en la temperatura media global era un máximo relativamente tolerable, pero en 2018 el IPCC redujo ese límite a solo 1,5°C. Sin embargo, para 2020 ya habíamos alcanzado dos tercios de ese aumento máximo preferible.
Además, en 2017, una evaluación que tuvo en cuenta la capacidad de los océanos para absorber carbono, los desequilibrios energéticos del planeta y el comportamiento de las partículas finas en la atmósfera concluyó que el calentamiento global comprometido (es decir, el derivado de emisiones pasadas y que se materializará incluso si todas las nuevas emisiones cesaran de inmediato) ya había alcanzado los 1,3°C. Esto significa que solo serían necesarios 15 años adicionales de nuevas emisiones para superar el umbral de 1,5°C.⁸³
El análisis más reciente de estos efectos combinados concluyó que ya estamos comprometidos con un calentamiento global de 2,3°C.⁸⁴
Como siempre, estas conclusiones tienen sus propios márgenes de error, pero parece altamente probable que el proverbial caballo del calentamiento de 1,5°C ya haya escapado del corral. Aun así, muchas instituciones, organizaciones y gobiernos siguen teorizando sobre cómo mantenerlo dentro de un corral roto.
El informe del IPCC sobre el calentamiento de 1,5°C propone un escenario basado en una reducción súbita y sostenida de nuestra dependencia de los combustibles fósiles, lo que implicaría reducir a la mitad las emisiones globales de CO₂ para 2030 y eliminarlas por completo para 2050.⁸⁵ Otras proyecciones ahora ofrecen sugerencias detalladas sobre cómo lograr un rápido fin de la era del carbono fósil.
Las computadoras hacen que sea fácil construir múltiples escenarios de eliminación rápida del carbono, pero aquellos que trazan sus rutas preferidas hacia un futuro sin emisiones de carbono nos deben explicaciones realistas, y no solo un conjunto de suposiciones más o menos arbitrarias y altamente improbables, desconectadas de las realidades técnicas y económicas y que ignoran la interdependencia, la escala masiva y la enorme complejidad de nuestros sistemas energéticos y materiales.
Tres estudios recientes proporcionan excelentes ejemplos de estas fantasías sin restricciones por las consideraciones del mundo real.
Pensamiento ilusorio
El primer escenario, elaborado principalmente por investigadores de la UE, asume que la demanda media global de energía per cápita en 2050 será un 52% menor que en 2020. Tal reducción haría que fuera fácil mantener el aumento de la temperatura global por debajo de 1,5°C (suponiendo que todavía creamos que eso es posible).⁸⁶
Por supuesto, cuando se construyen escenarios a largo plazo, podemos introducir cualquier suposición arbitraria para lograr resultados preconcebidos. Pero ¿cómo se alinean las suposiciones de este escenario con el pasado reciente?
Reducir la demanda energética per cápita a la mitad en tres décadas sería un logro extraordinario, considerando que en los últimos 30 años la demanda global per cápita de energía aumentó en un 20%. La proyección supone que esta drástica reducción en la demanda de energía se derivará de una combinación de menor posesión de bienes, la digitalización de la vida cotidiana y una rápida difusión de innovaciones técnicas en la conversión y el almacenamiento de energía.
El primer factor propuesto para la disminución de la demanda (poseer menos bienes) es una creencia académica con muy poca evidencia que la respalde, ya que todas las principales categorías de consumo personal —medidas a través del gasto anual de los hogares— han seguido aumentando incluso en los países más prósperos. En mercados ya saturados y con tráfico congestionado, la propiedad de automóviles en la UE por cada 1000 habitantes aumentó un 13% entre 2005 y 2017, y en los últimos 25 años creció aproximadamente un 25% en Alemania y un 20% en Francia.⁸⁷
Una reducción de la demanda y un declive gradual en la posesión de bienes pueden ser tendencias deseables y plausibles; sin embargo, reducir la demanda a la mitad es un objetivo arbitrario y poco probable.
Más importante aún, los defensores de este escenario poco realista solo contemplan un aumento por un factor de dos en todos los modos de movilidad en los próximos 30 años en lo que llaman el Sur Global (una designación común pero altamente inexacta para los países de bajos ingresos, principalmente en Asia y África) y un incremento por un factor de tres en la posesión de bienes de consumo.
Sin embargo, el crecimiento en China en la última generación ha ocurrido en una escala completamente diferente. En 1999, el país tenía apenas 0,34 automóviles por cada 100 hogares urbanos; en 2019, la cifra superó los 40, lo que representa un aumento relativo de más de 100 veces en solo dos décadas.⁸⁸
En 1990, solo 1 de cada 300 hogares urbanos tenía un aire acondicionado de ventana; para 2018, había 142,2 unidades por cada 100 hogares, un incremento de más de 400 veces en menos de 30 años.
Por lo tanto, incluso si los países cuyo nivel de vida actual se asemeja al de China en 1999 lograran solo una décima parte del crecimiento reciente de China, experimentarían un aumento de 10 veces en la propiedad de automóviles y de 40 veces en la cantidad de aire acondicionado.
¿Por qué los defensores del escenario de baja demanda energética suponen que los ciudadanos de India y Nigeria de hoy no aspiran a reducir la brecha que los separa del nivel de vida material de China?
No es sorprendente que el último informe sobre la brecha de producción global —una publicación anual que resalta la discrepancia entre la producción de combustibles fósiles planificada por cada país y los niveles de emisión global necesarios para limitar el calentamiento a 1,5°C o 2°C— no muestre ningún compromiso con la reducción drástica de la producción; de hecho, ocurre exactamente lo contrario.⁸⁹
En 2019, los principales consumidores de energías fósiles planeaban producir un 120% más de combustibles para 2030 de lo que sería compatible con la limitación del calentamiento global a 1,5°C, y, sea cual sea el efecto final de la pandemia de COVID-19, la disminución resultante en el consumo será tanto temporal como insuficiente para revertir la tendencia general.
En el segundo escenario, que se ajusta al objetivo de una descarbonización completa para 2050, un amplio grupo de investigadores energéticos de la Universidad de Princeton ha trazado los cambios necesarios en EE. UU.⁹⁰ Los creadores del escenario de Princeton reconocen que será imposible eliminar por completo el consumo de combustibles fósiles y que la única manera de lograr emisiones netas cero es recurrir a lo que denominan el “cuarto pilar” de su estrategia global: la captura y almacenamiento masivo de CO₂ emitido. Su cálculo requiere la eliminación de entre 1 y 1,7 gigatoneladas de CO₂ al año.
En términos de volumen equivalente, esto supondría la creación de una nueva industria de captura, transporte y almacenamiento de gases que cada año tendría que manejar entre 1,3 y 2,4 veces el volumen actual de producción de crudo en EE. UU., una industria que tardó más de 160 años y billones de dólares en construirse.
La mayor parte de este almacenamiento de carbono tendría lugar en la costa del golfo de Texas, lo que requeriría la construcción de aproximadamente 110.000 kilómetros de nuevos oleoductos de CO₂, exigiendo una velocidad de planificación, permisos y construcción absolutamente sin precedentes en una sociedad famosa por su inclinación al litigio y su resistencia NIMBY (not in my backyard).⁹¹
Al mismo tiempo, habría que destinar fondos adicionales al desmantelamiento de la infraestructura de transmisión existente en la industria estadounidense del petróleo y el gas. Dado el historial de enormes sobrecostes en proyectos a largo plazo, cualquier estimación de gasto para las próximas tres décadas es poco fiable, incluso en lo que respecta a su orden de magnitud.
Lograr una descarbonización completa para 2050 es un objetivo moderado en comparación con el tercer escenario, que amplía los objetivos del Green New Deal de EE. UU. (presentado en el Congreso en 2019) a 143 países y describe cómo al menos el 80% del suministro energético global será descarbonizado para 2030 gracias a fuentes renovables de viento, agua y sol (wind, water, and solar o WWS).
Según este escenario, la oferta energética basada en WWS reduciría la demanda total de energía en un 57%, los costos financieros en un 61% y los costos sociales (de salud y climáticos) en un 91%:
Así, el 100% de energía WWS requiere menos energía, cuesta menos y crea más empleos que el sistema energético actual.⁹²
No faltan medios de comunicación, celebridades y autores de bestsellers que repiten, respaldan y amplifican estas afirmaciones, lo que no es de extrañar si consideramos que van desde Rolling Stone hasta The New Yorker, y desde Noam Chomsky (quien ha añadido la energía a su lista de campos de especialización) hasta Jeremy Rifkin, quien sostiene que sin una intervención de este tipo, nuestra civilización basada en los combustibles fósiles colapsará en 2028.⁹³
Si fueran ciertas, estas afirmaciones y sus entusiastas respaldos plantean una pregunta obvia: ¿por qué deberíamos preocuparnos por el calentamiento global? ¿Por qué asustarnos ante la idea de un colapso planetario inminente? ¿Por qué sentirnos obligados a unirnos a Extinction Rebellion? ¿Quién podría oponerse a soluciones que son a la vez baratas y casi instantáneamente efectivas, que crearán innumerables empleos bien remunerados y garantizarán un futuro sin preocupaciones para las generaciones venideras?
Sigamos todos estos himnos verdes, apliquemos las recetas de energía 100% renovable, y un nuevo nirvana global llegará en apenas una década —o, si las cosas se retrasan un poco, para 2035.⁹⁴
Sin embargo, una lectura atenta revela que estas soluciones mágicas no explican cómo se producirán, exclusivamente con electricidad renovable, los cuatro pilares materiales de la civilización moderna (cemento, acero, plástico y amoníaco). Tampoco ofrecen una justificación convincente de cómo se logrará que el transporte aéreo, marítimo y terrestre —fundamentales para la globalización económica moderna— se vuelvan un 80% libres de carbono para 2030; simplemente afirman que así será.
Los lectores atentos recordarán, que durante las dos primeras décadas del siglo XXI, la búsqueda sin precedentes de Alemania por la descarbonización (basada en la energía eólica y solar) logró aumentar la participación de la electricidad generada por estas fuentes a más del 40%, pero redujo la proporción de combustibles fósiles en el consumo energético primario del país solo del 84% al 78%.
¿Qué opciones milagrosas estarán disponibles para las naciones africanas, que actualmente dependen de los combustibles fósiles para suministrar el 90% de su energía primaria, a fin de reducir esta dependencia al 20% en solo una década y, al mismo tiempo, ahorrar enormes sumas de dinero? ¿Y cómo lograrán China e India —ambos países siguen expandiendo su extracción de carbón y la generación de energía a partir de este recurso— abandonar de repente su dependencia del carbón?
Pero estas críticas específicas a las narrativas de transformación acelerada en realidad son secundarias: no tiene sentido discutir los detalles de lo que, en esencia, son equivalentes académicos de la ciencia ficción. Estas proyecciones comienzan con objetivos arbitrarios (cero emisiones para 2030 o 2050) y trabajan hacia atrás para insertar acciones hipotéticas que se ajusten a esos logros, sin preocuparse demasiado por las necesidades socioeconómicas reales ni por las exigencias técnicas.
La realidad se impone desde ambos extremos. La enorme escala, el costo y la inercia técnica de las actividades dependientes del carbono hacen imposible eliminar todos estos usos en solo unas pocas décadas. Como detallé en el artículo sobre energía, no podemos romper esa dependencia tan rápidamente, y todas las previsiones realistas a largo plazo coinciden en ello: en particular, incluso el escenario de descarbonización más agresivo de la Agencia Internacional de la Energía (IEA) proyecta que los combustibles fósiles seguirán proporcionando el 56% de la demanda global de energía primaria en 2040.
De manera similar, la enorme escala y el costo de las demandas materiales y energéticas hacen inviable recurrir a la captura directa de carbono en el aire como un componente decisivo para la rápida descarbonización global.
Sin embargo, podemos marcar una diferencia significativa, no pretendiendo seguir objetivos arbitrarios e irreales. Es evidente que la historia no se desarrolla como un ejercicio académico computarizado, con grandes logros que ocurren en años que terminan en cero o en cinco; está llena de discontinuidades, retrocesos y cambios impredecibles.
Podemos avanzar con relativa rapidez en el reemplazo de la generación de electricidad a partir de carbón por gas natural (cuando se produce y transporta sin fugas significativas de metano, tiene una intensidad de carbono sustancialmente menor que el carbón) y en la expansión de la generación de electricidad solar y eólica. Podemos reducir el uso de SUVs y acelerar la adopción masiva de coches eléctricos. Todavía existen grandes ineficiencias en la construcción y en el consumo energético de hogares y comercios que pueden reducirse o eliminarse de manera rentable.
Pero no podemos cambiar instantáneamente el rumbo de un sistema complejo que consume más de 10.000 millones de toneladas de carbono fósil y convierte energía a un ritmo superior a 17 teravatios, simplemente porque alguien decida que la curva de consumo global, tras siglos de ascenso, se revertirá de inmediato y entrará en un declive sostenido y relativamente rápido.
Modelos, dudas y realidades
¿Por qué algunos científicos siguen trazando curvas que se doblan y se desploman arbitrariamente hacia una descarbonización casi instantánea? ¿Por qué otros prometen la pronta llegada de soluciones técnicas milagrosas que permitirán mantener altos estándares de vida para toda la humanidad? ¿Y por qué estas proyecciones ilusorias se aceptan tan a menudo como previsiones fiables y son creídas sin cuestionamientos por personas que nunca se tomarían el tiempo de analizar sus supuestos?
Tendré más que decir sobre esto en el artículo final, pero aquí presento algunas observaciones relacionadas con la ahora omnipresente preocupación por el cambio ambiental global.
De omnibus dubitandum (“Dudar de todo”) debe ser más que una cita cartesiana duradera; debe seguir siendo el fundamento mismo del método científico.
¿Recuerdas cómo inicié este artículo con una lista de nueve límites planetarios cuya transgresión pone en peligro el bienestar de nuestra biosfera? Mantenerlos dentro de márgenes seguros parece una conclusión evidente, ya que identifican las preocupaciones existenciales más importantes y perennes. Sin embargo, una lista elaborada hace 40 años habría sido muy diferente.
La lluvia ácida (o, más precisamente, la precipitación acidificante) habría ocupado, con toda probabilidad, el primer lugar, ya que a principios de la década de 1980 existía un amplio consenso de que se trataba del principal problema ambiental.⁹⁵
Por otro lado, la reducción del ozono estratosférico habría estado ausente, porque el infame agujero de ozono sobre la Antártida no se descubrió hasta 1985.⁹⁶ Y, de haberse mencionado, el cambio climático antropogénico y la acidificación de los océanos habrían ocupado los últimos lugares de la lista.
Incluso cuando nos centramos en preocupaciones perennes como los cambios en el uso del suelo (dominados por la deforestación), la pérdida de biodiversidad (desde los icónicos pandas y koalas hasta las colonias de abejas y los tiburones) y el suministro de agua dulce, nuestras inquietudes han evolucionado considerablemente. Algunas han adquirido mayor urgencia (hoy nos preocupa más la extracción de aguas subterráneas y el exceso de nutrientes que crean zonas muertas en las costas), mientras que otras han perdido algo de peso (quizás el caso más notable sea la recuperación sustancial de los bosques, no solo en todos los países prósperos, sino también en China).⁹⁷
Al mirar hacia el futuro, debemos recuperar una perspectiva crítica al tratar con modelos que exploran complejidades ambientales, técnicas y sociales. No hay límites para ensamblar este tipo de modelos o, como está de moda decir, construir narrativas.
Sus autores pueden elegir, como han hecho recientemente muchos modelos climáticos, suposiciones excesivas sobre el uso futuro de la energía y terminar con tasas de calentamiento extremadamente altas que generan titulares alarmantes sobre futuros infernales.⁹⁸
Otros, adoptando el enfoque contrario, pueden prever electricidad termonuclear barata al 100% o fusión fría para 2050. También pueden plantear la expansión ilimitada del uso de combustibles fósiles, confiando en técnicas milagrosas que no solo eliminarán cualquier volumen de CO₂ de la atmósfera, sino que lo reciclarán como materia prima para sintetizar combustibles líquidos, todo ello a un costo en constante descenso.
Por supuesto, estos modelos simplemente siguen la corriente de la nueva tecnología, cuya ingenuidad compara cada cambio técnico con los desarrollos recientes en electrónica, y sobre todo con los teléfonos móviles. Así lo expresó en 2020 un director ejecutivo del sector de la energía verde:
¿Recuerdas cómo transformamos la telefonía, pasando de los teléfonos fijos a los móviles, la televisión, de ver lo que había en la programación a ver lo que queríamos, o la forma en que pasamos de comprar periódicos a personalizar nuestros canales de noticias? La revolución energética, impulsada por la tecnología y liderada por la gente, será exactamente igual.⁹⁹
¿Cómo podría ser lo mismo cambiar un dispositivo (del teléfono fijo al móvil) cuya fiabilidad depende de un sistema masivo, complejo y altamente confiable de generación de electricidad —dominado por miles de grandes centrales de combustibles fósiles, hidroeléctricas y nucleares— de transformación y de transmisión (que abarca cientos de miles de kilómetros de redes nacionales y continentales) que cambiar todo el sistema subyacente?
Gran parte de este pensamiento desconectado de la realidad se presenta tal como se pretende —desde aterrador hasta maravilloso— y puedo entender por qué muchas personas quedan atrapadas entre estas amenazas o estas propuestas irreales.
Las únicas limitaciones a estas suposiciones son las de la imaginación: pueden ir desde planteamientos relativamente plausibles hasta delirios evidentes.
Este es un nuevo género científico donde se mezclan altas dosis de pensamiento ilusorio con algunos hechos sólidos. Todos estos modelos deberían considerarse principalmente como ejercicios heurísticos, como bases para reflexionar sobre opciones y enfoques, y nunca confundirse con descripciones proféticas de nuestro futuro. ¡Ojalá esta advertencia fuera tan obvia, trivial y superflua como parece!
Independientemente de la gravedad percibida (o modelada) de los desafíos ambientales globales, no existen soluciones rápidas, universales y asequibles para la deforestación tropical, la pérdida de biodiversidad, la erosión del suelo o el calentamiento global.
Sin embargo, el calentamiento global representa un desafío excepcionalmente difícil precisamente porque es un fenómeno verdaderamente global y porque su mayor causa antropogénica es la combustión de combustibles que constituyen las bases energéticas masivas de la civilización moderna.
Como resultado, las energías no basadas en carbono solo podrían reemplazar completamente a los combustibles fósiles en un plazo de una a tres décadas ÚNICAMENTE si estuviéramos dispuestos a aceptar reducciones sustanciales en el nivel de vida en todos los países prósperos y a negar a las naciones en proceso de modernización de Asia y África incluso una fracción de las mejoras que China ha logrado desde 1980.
Aun así, es posible lograr reducciones significativas en las emisiones de carbono mediante una combinación de mejoras continuas en la eficiencia, mejores diseños de sistemas y un consumo más moderado. Una búsqueda decidida de estos objetivos ayudaría a limitar la velocidad final del calentamiento global.
Sin embargo, no podemos saber hasta qué punto tendremos éxito para 2050, y pensar en 2100 está verdaderamente fuera de nuestro alcance. Podemos esbozar escenarios extremos, pero en pocas décadas el abanico de posibles resultados se vuelve demasiado amplio y, en cualquier caso, el progreso de cualquier eventual descarbonización dependerá no solo de nuestras acciones deliberadas de mitigación, sino también de cambios imprevistos en la evolución de las economías nacionales.
¿Hubo algún modelador climático en 1980 que predijera el factor antropogénico más importante que impulsó el calentamiento global en los últimos 30 años: el ascenso económico de China? En aquel momento, incluso los mejores modelos —todos ellos descendientes directos de los modelos de circulación atmosférica global desarrollados en la década de 1960— carecían de mecanismos para reflejar cambios inesperados en la evolución de los países. Además, tampoco incorporaban las interacciones entre la atmósfera y la biosfera.
Eso no hacía que estos modelos fueran inútiles: asumían un crecimiento global continuo en las emisiones de gases de efecto invernadero y, en términos generales, fueron bastante precisos al predecir la tasa de calentamiento global.¹⁰⁰
Pero una buena estimación de la tasa general es solo el comienzo. Para utilizar nuevamente la analogía con la COVID-19, esto sería similar a hacer una proyección en 2010 que —basándose en las tres pandemias anteriores y ajustando por el crecimiento de la población— estimara que el número de muertes globales durante el primer año de la próxima pandemia sería de aproximadamente 2 millones.¹⁰¹
Esa estimación sería muy cercana a la cifra real, pero ¿acertaría también en suposiciones más específicas? ¿Habría previsto correctamente que la pandemia comenzaría en China, basándose en múltiples precedentes? ¿Y habría estimado que China —un país con casi el 20% de la población mundial— registraría solo el 0,24% de las muertes globales (en términos absolutos, menos que Grecia o Austria), mientras que EE. UU. —un país mucho más rico y que se percibe a sí mismo como altamente competente, con menos del 5% de la población mundial— acumularía cerca del 20% de los fallecimientos globales?
Y, aún más increíble, ¿habría predicho que las tasas de mortalidad más altas se concentrarían en las economías occidentales más prósperas, aquellas que presumen de contar con sistemas de salud avanzados y administrados por el Estado?
En marzo de 2021, cuando la pandemia entraba oficialmente en su segundo año (la OMS la declaró como tal el 11 de marzo de 2020, aunque la infección se había estado propagando en China al menos desde diciembre de 2019), los diez países con las tasas de mortalidad acumulada más altas (superiores a 1.500 por millón, es decir, 1,5 de cada 1.000 personas fallecieron por COVID-19) estaban en Europa, incluidos seis miembros de la UE y el Reino Unido.
¿Y quién habría podido predecir que la tasa de mortalidad de EE. UU. (también superior a 1500 por millón) sería dos órdenes de magnitud mayor que la de China, que registró solo 3 muertes por millón?¹⁰²
Obviamente, incluso una proyección altamente precisa de la mortalidad total por COVID-19 no habría proporcionado una guía específica para formular las mejores respuestas nacionales.
De manera análoga, el ascenso de China (y de India) después de 1980 ha cambiado las condiciones de cualquier respuesta al aumento de las emisiones globales de gases traza.
En 1980, cuatro años después de la muerte de Mao Zedong, el producto económico per cápita de China era inferior a una cuarta parte del promedio de Nigeria; no existían automóviles privados; solo los altos dirigentes del Partido Comunista que vivían en el recinto de Zhongnanhai (el antiguo jardín imperial dentro de la Ciudad Prohibida, ahora sede central del Partido Comunista) tenían aire acondicionado; y China generaba apenas el 10% de las emisiones globales de CO₂.¹⁰³
Para 2019, China era, en términos de paridad de poder adquisitivo, la mayor economía del mundo; su PIB per cápita era cinco veces el promedio de Nigeria; el país era el mayor productor mundial de automóviles; la mitad de los hogares urbanos tenía al menos dos unidades de aire acondicionado montadas en las ventanas; la extensión de su red de trenes de alta velocidad superaba la longitud combinada de todas las conexiones de la UE; y aproximadamente 150 millones de ciudadanos chinos habían viajado al extranjero.
Además, China era responsable del 30% de las emisiones globales de CO₂ procedentes de combustibles fósiles.
En contraste, la proporción combinada de emisiones de EE. UU. y la UE-28 se redujo del 60% del total mundial en 1980 al 23% en 2019 y, debido al bajo crecimiento económico, el envejecimiento (e incluso el declive) de la población y la deslocalización masiva de la producción industrial a Asia, es altamente improbable que su participación combinada vuelva a aumentar.
De cara al futuro, gran parte del poder para impulsar cambios significativos recaerá cada vez más en las economías en proceso de modernización de Asia. Excluyendo Japón, Corea del Sur y Taiwán países de altos ingresos y con un crecimiento poblacional bajo o nulo— el continente ya genera la mitad de todas las emisiones globales.
Mientras tanto, la transformación de África subsahariana ha avanzado a un ritmo mucho más lento, pero su población combinada, de aproximadamente 1100 millones de personas, casi se duplicará en los próximos 30 años. Para entonces, contará con casi un 50% más de habitantes que China (el país que todas las economías de bajos ingresos aspiran a emular).
Un análisis crítico del futuro eléctrico del continente apunta a un bloqueo de alto carbono, en el que la generación de energía seguirá dominada por combustibles fósiles y la participación de las energías renovables no hidroeléctricas se mantendrá por debajo del 10% en 2030.¹⁰⁴
El ascenso y declive de las naciones no es la única incertidumbre en torno al progreso y los efectos del calentamiento global.
La buena noticia reciente es que los bosques del mundo han sido un sumidero de carbono grande y persistente (almacenando más de lo que emiten), absorbiendo aproximadamente 2400 millones de toneladas de carbono al año entre 1990 y 2007.
Además, los datos satelitales de 2000 a 2017 indican que un tercio de las áreas vegetadas del planeta ha mostrado un reverdecimiento (con un aumento significativo en la superficie media anual de hojas verdes, lo que confirma que se está absorbiendo y almacenando más carbono), mientras que solo un 5% ha experimentado pérdida de follaje.¹⁰⁵
Este efecto ha sido particularmente notable en las tierras de cultivo de China e India, donde la agricultura intensiva ha impulsado el reverdecimiento, y en China también se ha observado en la expansión de sus bosques.
Pero la no tan buena noticia (sabías que llegaría…) es que entre 1900 y 2015 la biosfera perdió un 14% de sus árboles debido a la tala, y, no menos importante, la mortalidad arbórea se duplicó durante ese período, con los árboles más viejos (y más altos) representando una mayor proporción de esta pérdida.
Los bosques del mundo están volviéndose más jóvenes y más bajos, por lo que ya no pueden almacenar tanto carbono como en el pasado.¹⁰⁶
El aumento de las tasas de crecimiento parece estar acortando la vida de los árboles en casi todas las especies y climas, lo que sugiere que la existencia de grandes sumideros de carbono podría ser solo un fenómeno transitorio.¹⁰⁷
Y ¿cuántas veces has oído que las primeras áreas en sucumbir al aumento del nivel del mar causado por el calentamiento global serán las costas bajas en general y las naciones insulares del Pacífico en particular?¹⁰⁸
Sin embargo, un análisis reciente de cuatro décadas de cambios en la línea de costa en las 101 islas del país atolón de Tuvalu (al norte de Fiyi y al este de las Islas Salomón) muestra que su superficie terrestre ha aumentado casi un 3%.¹⁰⁹
Las conclusiones preconcebidas y las generalizaciones apresuradas siempre deben evitarse.
La evolución de las sociedades está influida por la imprevisibilidad del comportamiento humano, por cambios abruptos en trayectorias históricas de larga duración, por el auge y la caída de las naciones, y por nuestra capacidad para implementar cambios significativos. Estas realidades afectan a muchos procesos biosféricos que son inherentemente complejos y están lejos de ser comprendidos de manera satisfactoria.
Y dado que estos procesos generan respuestas naturales a menudo contradictorias —como el hecho de que los bosques sean tanto sumideros como fuentes de carbono— es imposible afirmar con certeza dónde estaremos en términos de consumo de combustibles fósiles, ritmo de descarbonización o consecuencias ambientales en 2030 o 2050.
Lo que sigue en duda, sobre todo, es nuestra capacidad colectiva —en este caso, a escala global— para abordar eficazmente al menos algunos de los desafíos críticos. Existen soluciones, ajustes y adaptaciones viables.
Los países prósperos podrían reducir considerablemente su consumo medio de energía per cápita sin comprometer un nivel de vida confortable. La adopción generalizada de soluciones técnicas simples, desde la obligatoriedad de ventanas de triple cristal hasta el diseño de vehículos más duraderos, podría generar efectos acumulativos significativos.
Reducir a la mitad el desperdicio de alimentos y modificar la composición del consumo global de carne disminuiría las emisiones de carbono sin degradar la calidad del suministro alimentario.
Curiosamente, estas medidas están ausentes o tienen una prioridad baja en las típicas narrativas sobre las futuras “revoluciones” de bajo carbono, que dependen de sistemas de almacenamiento de electricidad a gran escala que aún no existen o de la promesa de una captura masiva de carbono y su almacenamiento permanente en el subsuelo, en volúmenes poco realistas.
No hay nada nuevo en estas expectativas exageradas.
En 1991, un reconocido activista ambiental escribió sobre la posibilidad de “mitigar el calentamiento global por diversión y con ganancias”.¹¹⁰
Si esta promesa hubiera tenido siquiera una mínima relación con la realidad, hoy, tres décadas después, no estaríamos enfrentando la creciente angustia de los catastrofistas del calentamiento global.
Del mismo modo, actualmente se nos prometen innovaciones “disruptivas” aún más asombrosas y “soluciones” impulsadas por inteligencia artificial.
La realidad es que cualquier acción suficientemente efectiva será, sin duda, no mágica, gradual y costosa.
Llevamos milenios transformando el medioambiente a escalas cada vez mayores y con una intensidad creciente, y hemos obtenido muchos beneficios de estos cambios. Pero, inevitablemente, la biosfera ha sufrido.
Existen formas de reducir esos impactos, pero hasta ahora ha faltado la determinación para implementarlas a la escala requerida.
Si finalmente decidimos actuar de manera suficientemente efectiva (lo que ahora implica hacerlo a escala global), tendremos que pagar un precio económico y social considerable.
¿Lo haremos deliberadamente, con previsión?
¿Actuaremos solo cuando nos veamos forzados por el deterioro de las condiciones?
¿O fracasaremos en implementar medidas significativas?
Notas:
1 Para la versión más delirante de estas visiones, véase https://www.spacex.com/mars. Sus hitos autoimpuestos: la primera misión a Marte en 2022, con objetivos modestos como “confirmar recursos hídricos, identificar peligros y establecer la infraestructura inicial de energía, minería y soporte vital”. La segunda misión, en 2024, construirá un depósito de propelente, preparará futuras misiones tripuladas y “servirá como el inicio de la primera base en Marte, desde la cual podremos construir una ciudad próspera y, eventualmente, una civilización autosostenible en Marte”. Quienes disfruten de este género de fantasía pueden consultar también: K. M. Cannon y D. T. Britt, “Feeding one million people on Mars,” New Space 7/4 (diciembre de 2019), pp. 245–254.
2 B. M. Jakosky y C. S. Edwards, “Inventory of CO₂ available for terraforming Mars,” Nature Astronomy 2 (2018), pp. 634–639.
3 Esto se debatió en un seminario web organizado por la New York Academy of Sciences en mayo de 2020, en el que un genetista de la Universidad de Cornell incluso planteó: “¿Y acaso estamos, tal vez, éticamente obligados a hacerlo?”: “Alienating Mars: Challenges of Space Colonization,” https://www.nyas.org/events/2020/webinar-alienating-mars-challenges-of-space-colonization. Es sorprendente que esta visión de seres humanos dotados de una resistencia genética similar a la de los tardígrados se discutiera, aparentemente con total seriedad, en un momento en que la ciudad de Nueva York registraba más de 500 muertes diarias por COVID-19 y los hospitales enfrentaban una escasez constante de equipos de protección personal, obligándolos a reutilizar mascarillas y guantes. La Defense Advanced Research Project Agency también ha destinado fondos públicos a esto: J. Koebler, “DARPA: We Are Engineering the Organism that will Terraform Mars,” VICE Motherboard (junio de 2015), https://www.vice.com/en_us/article/ae3pee/darpa-we-are-engineering-the-organisms-that-will-terraform-mars.
4 J. Rockström et al., “A safe operating space for humanity,” Nature 461 (2009), pp. 472–475.
5 Para listas completas de todas las categorías de apnea libre y apnea estática, véase https://www.guinnessworldrecords.com/search?term=freediving.
6 El volumen tidal promedio (cantidad de aire que ingresa a los pulmones) es de 500 mL en hombres y 400 mL en mujeres: S. Hallett y J. V. Ashurst, “Physiology, tidal volume” (junio de 2020), https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK482502/. Tomando como valores medios 450 mL y 16 inhalaciones por minuto, esto equivale a 7,2 litros de aire por minuto. El oxígeno representa casi el 21% del aire, por lo que se inhala aproximadamente 1,5 litros por minuto, pero solo alrededor del 23% de ese volumen es absorbido por los pulmones (el resto es exhalado), lo que da un consumo real de oxígeno puro de aproximadamente 350 mL por minuto, es decir, 500 L o (con 1,429 g/L) alrededor de 700 gramos al día. La actividad física incrementa esta necesidad y, con un aumento del 30% debido a un mayor consumo de oxígeno durante actividades diarias, esto se eleva a unos 900 g por día. Para datos sobre los máximos consumos de oxígeno, véase G. Ferretti, “Maximal oxygen consumption in healthy humans: Theories and facts,” European Journal of Applied Physiology 114 (2014), pp. 2007–2036.
7 A. P. Gumsley et al., “Timing and tempo of the Great Oxidation Event,” Proceedings of the National Academy of Sciences 114 (2017), pp. 1811–1816.
8 R. A. Berner, “Atmospheric oxygen over Phanerozoic time,” Proceedings of the National Academy of Sciences 96 (1999), pp. 10955–10957.
9 Para el contenido de carbono en la vegetación terrestre, véase V. Smil, Harvesting the Biosphere (Cambridge, MA: MIT Press, 2013), pp. 161–165. El cálculo supone la oxidación completa de todo este carbono.
10 https://twitter.com/EmmanuelMacron/status/1164617008962527232.
11 S. A. Loer et al., “How much oxygen does the human lung consume?” Anesthesiology 86 (1997), pp. 532–537.
12 Smil, Harvesting the Biosphere, pp. 31–36.
13 J. Huang et al., “The global oxygen budget and its future projection,” Science Bulletin 63/18 (2018), pp. 1180–1186.
14 Existen, por supuesto, muchas otras razones reales —que van desde la pérdida de biodiversidad hasta los cambios en la capacidad de retención de agua— para estar preocupados por la quema deliberada a gran escala de vegetación tropical o por los incendios naturales en bosques afectados por la sequía.
15 Para las encuestas más recientes sobre el suministro y uso global del agua, véase A. K. Biswas et al., eds., Assessing Global Water Megatrends (Singapur: Springer Nature, 2018).
16 Institute of Medicine, Dietary Reference Intakes for Water, Potassium, Sodium, Chloride, and Sulfate (Washington, DC: National Academies Press, 2005).
17 Entre las naciones más pobladas del mundo, la proporción del agua dulce extraída destinada a la agricultura es del 90% en India, del 80% en Indonesia y del 65% en China, pero solo del 35% en Estados Unidos: World Bank, “Annual freshwater withdrawals, agriculture (percent of total freshwater withdrawal)” (consultado en 2020), https://data.worldbank.org/indicator/er.h2o.fwag.zs?end=2016&start=1965&view=chart.
18 Water Footprint Network, “What is a water footprint?” (consultado en 2020), https://waterfootprint.org/en/water-footprint/what-is-water-footprint/.
19 M. M. Mekonnen y Y. A. Hoekstra, National Water Footprint Accounts: The Green, Blue and Grey Water Footprint of Production and Consumption (Delft: UNESCO-IHE Institute for Water Education, 2011).
20 N. Joseph et al., “A review of the assessment of sustainable water use at continental-to-global scale,” Sustainable Water Resources Management 6 (2020), p. 18.
21 S. N. Gosling y N. W. Arnell, “A global assessment of the impact of climate change on water scarcity,” Climatic Change 134 (2016), pp. 371–385.
22 Smil, Growth, pp. 386–388.
23 Para las tendencias a largo plazo en las distintas categorías de uso de suelo agrícola, véase FAO, “Land use,” http://www.fao.org/faostat/en/#data/RL. Un estudio estadounidense identificó el año 2009 como el pico global de tierras agrícolas, seguido de un declive lento y constante: J. Ausubel et al., “Peak farmland and the prospect for land sparing,” Population and Development Review 38, suplemento (2012), pp. 221–242. En realidad, los datos de la FAO muestran un aumento adicional del 4% entre 2009 y 2017.
24 X. Chen et al., “Producing more grain with lower environmental costs,” Nature 514/7523 (2014), pp. 486–488; Z. Cui et al., “Pursuing sustainable productivity with millions of smallholder farmers,” Nature 555/7696 (2018), pp. 363–366.
25 La producción global de amoníaco contenía 160 Mt de nitrógeno en 2019, con aproximadamente 120 Mt destinadas a fertilizantes: FAO, World Fertilizer Trends and Outlook to 2022 (Roma: FAO, 2019). Se espera que la capacidad de producción (ya superior a 180 Mt) aumente en casi un 20% para 2026, con unas 100 plantas planificadas y anunciadas, principalmente en Asia y Oriente Medio: Hydrocarbons Technology, “Asia and Middle East lead globally on ammonia capacity additions” (2018), https://www.hydrocarbons-technology.com/comment/global-ammonia-capacity/.
26 US Geological Survey, “Potash” (2020), https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2020/mcs2020-potash.pdf.
27 J. Grantham, “Be persuasive. Be brave. Be arrested (if necessary),” Nature 491 (2012), p. 303.
28 S. J. Van Kauwenbergh, World Phosphate Rock Reserves and Resources (Muscle Shoals, AL: IFDC, 2010).
29 US Geological Survey, Mineral Commodity Summaries 2012, p. 123.
30 International Fertilizer Industry Association, “Phosphorus and ‘Peak Phosphate’” (2013). Véase también M. Heckenmüller et al., Global Availability of Phosphorus and Its Implications for Global Food Supply: An Economic Overview (Kiel: Kiel Institute for the World Economy, 2014).
31 V. Smil, “Phosphorus in the environment: Natural flows and human interferences,” Annual Review of Energy and the Environment 25 (2000), pp. 53–88; US Geological Survey, “Phosphate rock,” https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2020/mcs2020-phosphate.pdf.
32 M. F. Chislock et al., “Eutrophication: Causes, consequences, and controls in aquatic ecosystems,” Nature Education Knowledge 4/4 (2013), p. 10.
33 J. Bunce et al., “A review of phosphorus removal technologies and their applicability to small-scale domestic wastewater treatment systems,” Frontiers in Environmental Science 6 (2018), p. 8.
34 D. Breitburg et al., “Declining oxygen in the global ocean and coastal waters,” Science 359/6371 (2018).
35 R. Lindsey, “Climate and Earth’s energy budget,” NASA (enero de 2009), https://earthobservatory.nasa.gov/features/EnergyBalance.
36 W. F. Ruddiman, Plows, Plagues & Petroleum: How Humans Took Control of Climate (Princeton, NJ: Princeton University Press, 2005).
37 2° Institute, “Global CO₂ levels” (consultado en 2020), https://www.co2levels.org/.
38 2° Institute, “Global CH₄ levels” (consultado en 2020), https://www.methanelevels.org/.
39 Los potenciales de calentamiento global (con CO₂=1) son 28 para el metano, 265 para el óxido nitroso, entre 5.660 y 13.900 para diversos clorofluorocarbonos, y 23.900 para el hexafluoruro de azufre: Global Warming Potential Values, https://www.ghgprotocol.org/sites/default/files/ghgp/Global-Warming-Potential-Values%20(Feb%2016%202016)_1.pdf.
40 IPCC, Climate Change 2014: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (Ginebra: IPCC, 2014).
41 J. Fourier, “Remarques générales sur les Températures du globe terrestre et des espaces planétaires,” Annales de Chimie et de Physique 27 (1824), pp. 136–167; E. Foote, “Circumstances affecting the heat of the sun’s rays,” American Journal of Science and Arts 31 (1856), pp. 382–383. La clara conclusión de Foote: “El mayor efecto de los rayos solares que he encontrado es en el gas ácido carbónico… Una atmósfera de ese gas daría a nuestra Tierra una temperatura elevada; y si, como algunos suponen, en un período de su historia el aire hubiera contenido una proporción mayor que en la actualidad, necesariamente habría resultado un aumento de temperatura debido a su propia acción, así como por un mayor peso”.
42 J. Tyndall, “The Bakerian Lecture,” Philosophical Transactions 151 (1861), pp. 1–37 (cita en p. 28).
43 S. Arrhenius, “On the influence of carbonic acid in the air upon the temperature of the ground,” Philosophical Magazine and Journal of Science, 5/41 (1896), pp. 237–276.
44 K. Ecochard, “What’s causing the poles to warm faster than the rest of the Earth?” NASA (abril de 2011), https://www.nasa.gov/topics/earth/features/warmingpoles.html.
45 D. T. C. Cox et al., “Global variation in diurnal asymmetry in temperature, cloud cover, specific humidity and precipitation and its association with leaf area index,” Global Change Biology (2020).
46 S. Arrhenius, Worlds in the Making (New York: Harper & Brothers, 1908), p. 53.
47 R. Revelle y H. E. Suess, “Carbon dioxide exchange between atmosphere and ocean and the question of an increase of atmospheric CO₂ during the past decades,” Tellus 9 (1957), pp. 18–27.
48 Global Monitoring Laboratory, “Monthly average Mauna Loa CO₂” (consultado en 2020), https://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/.
49 J. Charney et al., Carbon Dioxide and Climate: A Scientific Assessment (Washington, DC: National Research Council, 1979).
50 N. L. Bindoff et al., “Detection and Attribution of Climate Change: from Global to Regional,” en T. F. Stocker et al., eds., Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (Cambridge: Cambridge University Press, 2013).
51 S. C. Sherwood et al., “An assessment of Earth’s climate sensitivity using multiple lines of evidence,” Reviews of Geophysics 58/4 (diciembre de 2020).
52 El cambio del carbón al gas natural ha sido notablemente rápido en EE. UU.: en 2011, el 44% de toda la electricidad se generaba con carbón; para 2020, esa proporción cayó al 20%, mientras que la generación a gas aumentó del 23% al 39%: US EIA, Short-Term Energy Outlook (2021).
53 En 2014, la media global de forzamiento antropogénico en relación con 1850 era de 1,97 W/m², con 1,80 W/m² provenientes del CO₂, 1,07 W/m² de otros gases de efecto invernadero bien mezclados, -1,04 W/m² de aerosoles y -0,08 W/m² de cambios en el uso del suelo: C. J. Smith et al., “Effective radiative forcing and adjustments in CMIP6 models,” Atmospheric Chemistry and Physics 20/16 (2020).
54 National Centers for Environmental Information, “More near-record warm years are likely on the horizon” (febrero de 2020), https://www.ncei.noaa.gov/news/projected-ranks; NOAA, Global Climate Report-Annual 2019, https://www.ncdc.noaa.gov/sotc/global/201913.
55 Sobre las cerezas de Kioto, véase: R. B. Primack et al., “The impact of climate change on cherry trees and other species in Japan,” Biological Conservation 142 (2009), pp. 1943–1949. Sobre las cosechas francesas, véase Ministère de la Transition Écologique, “Impacts du changement climatique: Agriculture et Forêt” (2020), https://www.ecologie.gouv.fr/impacts-du-changement-climatique-agriculture-et-foret. Sobre el derretimiento de los glaciares de montaña y sus consecuencias, véase A. M. Milner et al., “Glacier shrinkage driving global changes in downstream systems,” Proceedings of the National Academy of Sciences (2017), www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1619807114.
56 En 2019, la combustión de combustibles fósiles liberó cerca de 37 Gt de CO₂, cuya generación requirió aproximadamente 27 Gt de oxígeno: Global Carbon Project, The Global Carbon Budget 2019.
57 J. Huang et al., “The global oxygen budget and its future projection,” Science Bulletin 63 (2018), pp. 1180–1186.
58 Estas mediciones complejas comenzaron en 1989: Carbon Dioxide Information and Analysis Center, “Modern Records of Atmospheric Oxygen (O₂) from Scripps Institution of Oceanography” (2014), https://cdiac.ess-dive.lbl.gov/trends/oxygen/modern_records.html.
59 Las reservas de combustibles fósiles para 2019 están listadas en British Petroleum, Statistical Review of World Energy.
60 L. B. Scheinfeldt y S. A. Tishkoff, “Living the high life: high-altitude adaptation,” Genome Biology 11/133 (2010), pp. 1–3.
61 S. J. Murray et al., “Future global water resources with respect to climate change and water withdrawals as estimated by a dynamic global vegetation model,” Journal of Hydrology (2012), pp. 448–449; A. G. Koutroulis y L. V. Papadimitriou, “Global water availability under high-end climate change: A vulnerability based assessment,” Global and Planetary Change 175 (2019), pp. 52–63.
62 P. Greve et al., “Global assessment of water challenges under uncertainty in water scarcity projections,” Nature Sustainability 1/9 (2018), pp. 486–494.
63 C. A. Dieter et al., Estimated Use of Water in the United States in 2015 (Washington, DC: US Geological Survey, 2018).
64 P. S. Goh et al., Desalination Technology and Advancement (Oxford: Oxford Research Encyclopedias, 2019).
65 A. Fletcher et al., “A low-cost method to rapidly and accurately screen for transpiration efficiency in wheat,” Plant Methods 14 (2018), artículo 77. Una eficiencia de transpiración de 4,5 g/kg en la planta completa significa que 1 kg de biomasa requiere 222 kg de agua transpirada, y dado que el grano representa aproximadamente la mitad de la biomasa aérea total, la proporción se duplica hasta cerca de 450 kg.
66 Y. Markonis et al., “Assessment of water cycle intensification over land using a multisource global gridded precipitation dataset,” Journal of Geophysical Research: Atmospheres 124/21 (2019), pp. 11175–11187.
67 S. J. Murray et al., “Future global water resources with respect to climate change and water withdrawals as estimated by a dynamic global vegetation model.”
68 Y. Fan et al., “Comparative evaluation of crop water use efficiency, economic analysis and net household profit simulation in arid Northwest China,” Agricultural Water Management 146 (2014), pp. 335–345; J. L. Hatfield y C. Dold, “Water-use efficiency: Advances and challenges in a changing climate,” Frontiers in Plant Science 10 (2019), p. 103; D. Deryng et al., “Regional disparities in the beneficial effects of rising CO₂ concentrations on crop water productivity,” Nature Climate Change 6 (2016), pp. 786–790.
69 IPCC, Climate Change and Land (Ginebra: IPCC, 2020), https://www.ipcc.ch/srccl/; P. Smith et al., “Agriculture, Forestry and Other Land Use (AFOLU),” en IPCC, Climate Change 2014.
70 Smil, Should We Eat Meat?, pp. 203–210.
71 D. Gerten et al., “Feeding ten billion people is possible within four terrestrial planetary boundaries,” Nature Sustainability 3 (2020), pp. 200–208; véase también FAO, The Future of Food and Agriculture: Alternative Pathways to 2050 (Roma: FAO, 2018), http://www.fao.org/3/I8429EN/i8429en.pdf.
72 Escribí: “Adding the mean and the highest interval [between the successive pandemics] to 1968 gives a span between 1996 and 2021. We are, probabilistically speaking, very much inside a high-risk zone. Consequently, the likelihood of another influenza pandemic during the next 50 years is virtually 100 percent”: V. Smil, Global Catastrophes and Trends (Cambridge, MA: MIT Press, 2008), p. 46. Y tuvimos dos pandemias dentro del intervalo indicado: el virus H1N1 en 2009, un año después de la publicación del libro, y el SARS-CoV-2 en 2020.
73 Las actualizaciones diarias de estadísticas globales fueron proporcionadas por Johns Hopkins en https://coronavirus.jhu.edu/map.html y por Worldometer en https://www.worldometers.info/coronavirus/. Tendremos que esperar al menos dos años para una historia verdaderamente completa de la pandemia.
74 U. Desideri y F. Asdrubali, Handbook of Energy Efficiency in Buildings (Londres: Butterworth-Heinemann, 2015).
75 Natural Resource Canada, High Performance Housing Guide for Southern Manitoba (Ottawa: Natural Resources Canada, 2016).
76 L. Cozzi y A. Petropoulos, “Growing preference for SUVs challenges emissions reductions in passenger car market,” IEA (octubre de 2019), https://www.iea.org/commentaries/growing-preference-for-suvs-challenges-emissions-reductions-in-passenger-car-market.
77 J. G. J. Olivier y J. A. H. W. Peters, Trends in Global CO₂ and Total Greenhouse Gas Emissions (La Haya: PBL Netherlands Environmental Assessment Agency, 2019).
78 United Nations, “Conference of the Parties (COP),” https://unfccc.int/process/bodies/supreme-bodies/conference-of-the-parties-cop.
79 N. Stockton, “The Paris climate talks will emit 300,000 tons of CO₂, by our math. Hope it’s worth it,” Wired (noviembre de 2015).
80 United Nations, Report of the Conference of the Parties on its twenty-first session, held in Paris from 30 November to 13 December 2015 (enero de 2016), https://unfccc.int/sites/default/files/resource/docs/2015/cop21/eng/10a01.pdf.
81 International Energy Agency, The Future of Cooling (París: IEA, 2018).
82 Olivier y Peters, Trends in Global CO₂ and Total Greenhouse Gas Emissions 2019 Report.
83 T. Mauritsen y R. Pincus, “Committed warming inferred from observations,” Nature Climate Change 7 (2017), pp. 652–655.
84 C. Zhou et al., “Greater committed warming after accounting for the pattern effect,” Nature Climate Change 11 (2021), pp. 132–136.
85 IPCC, Global warming of 1.5°C (Ginebra: IPCC, 2018), https://www.ipcc.ch/sr15/.
86 A. Grubler et al., “A low energy demand scenario for meeting the 1.5°C target and sustainable development goals without negative emission technologies,” Nature Energy 526 (2020), pp. 515–527.
87 European Environment Agency, “Size of the vehicle fleet in Europe” (2019), https://www.eea.europa.eu/data-and-maps/indicators/size-of-the-vehicle-fleet/size-of-the-vehicle-fleet-10; para 1990, véase https://www.eea.europa.eu/data-and-maps/indicators/access-to-transport-services/vehicle-ownership-term-2001.
88 National Bureau of Statistics, China Statistical Yearbook, 1999-2019, http://www.stats.gov.cn/english/Statisticaldata/AnnualData/.
89 SEI, IISD, ODI, E3G, and UNEP, The Production Gap Report: 2020 Special Report, http://productiongap.org/2020report.
90 E. Larson et al., Net-Zero America: Potential Pathways, Infrastructure, and Impacts (Princeton, NJ: Princeton University, 2020).
91 C. Helman, “Nimby nation: The high cost to America of saying no to everything,” Forbes (agosto de 2015).
92 The House of Representatives, “Resolution Recognizing the duty of the Federal Government to create a Green New Deal” (2019), https://www.congress.gov/bill/116th-congress/house-resolution/109/text; M. Z. Jacobson et al., “Impacts of Green New Deal energy plans on grid stability, costs, jobs, health, and climate in 143 countries,” One Earth 1 (2019), pp. 449–463.
93 T. Dickinson, “The Green New Deal is cheap, actually,” Rolling Stone (6 de abril de 2020); J. Cassidy, “The good news about a Green New Deal,” New Yorker (4 de marzo de 2019); N. Chomsky y R. Pollin, Climate Crisis and the Global Green New Deal: The Political Economy of Saving the Planet (Nueva York: Verso, 2020); J. Rifkin, The Green New Deal: Why the Fossil Fuel Civilization Will Collapse by 2028, and the Bold Economic Plan to Save Life on Earth (Nueva York: St. Martin’s Press, 2019).
94 Si desea unirse a la rama más explícita de este movimiento —para movilizar al “3,5% de la población y lograr un cambio sistémico” (¡una rebelión con decimales!)— consulte: Extinction Rebellion, “Welcome to the rebellion,” https://rebellion.earth/the-truth/about-us/. Para instrucciones escritas, véase Extinction Rebellion, This Is Not a Drill: An Extinction Rebellion Handbook (Londres: Penguin, 2019).
95 P. Brimblecombe et al., Acid Rain-Deposition to Recovery (Berlín: Springer, 2007).
96 S. A. Abbasi y T. Abbasi, Ozone Hole: Past, Present, Future (Berlín: Springer, 2017).
97 J. Liu et al., “China’s changing landscape during the 1990s: Large-scale land transformation estimated with satellite data,” Geophysical Research Letters 32/2 (2005), L02405.
98 M. G. Burgess et al., “IPCC baseline scenarios have over-projected CO₂ emissions and economic growth,” Environmental Research Letters 16 (2021), 014016.
99 H. Wood, “Green energy meets people power,” The Economist (2020), https://worldin.economist.com/article/17505/edition2020get-ready-renewable-energy-revolution.
100 Z. Hausfather et al., “Evaluating the performance of past climate model projections,” Geophysical Research Letters 47 (2019), e2019GL085378.
101 Smil, “History and risk.”
102 Totales diarios y acumulados a nivel global y nacional disponibles en Johns Hopkins: https://coronavirus.jhu.edu/map.html o en Worldometer: https://www.worldometers.info/coronavirus/.
103 Fuentes para los datos de este párrafo y el siguiente: para la tasa de PIB, véase World Bank, “GDP per capita (current US$)” (acceso en 2020), https://data.worldbank.org/indicator/NY.GDP.PCAP.CD. Para las estadísticas chinas, véase National Bureau of Statistics, China Statistical Yearbook, 1999–2019. Para las emisiones nacionales de CO₂, véase Olivier y Peters, Trends in Global CO₂ and Total Greenhouse Gas Emissions 2019 Report.
104 Entre 2020 y 2050, la proyección media de población de la ONU indica que el 99,6% del aumento total se dará en países en desarrollo, y aproximadamente el 53% en el África subsahariana: United Nations, World Population Prospects: The 2019 Revision (Nueva York: UN, 2019). Sobre el desarrollo energético de África, véase G. Alova et al., “A machine-learning approach to predicting Africa’s electricity mix based on planned power plants and their chances of success,” Nature Energy 6/2 (2021).
105 Y. Pan et al., “Large and persistent carbon sink in the world’s forests,” Science 333 (2011), pp. 988–993; C. Che et al., “China and India lead in greening of the world through land-use management,” Nature Sustainability 2 (2019), pp. 122–129. Véase también J. Wang et al., “Large Chinese land carbon sink estimated from atmospheric carbon dioxide data,” Nature 586/7831 (2020), pp. 720–723.
106 N. G. Dowell et al., “Pervasive shifts in forest dynamics in a changing world,” Science 368 (2020); R. J. W. Brienen et al., “Forest carbon sink neutralized by pervasive growth-lifespan trade-offs,” Nature Communications 11 (2020), artículo 4241.
107 P. E. Kauppi et al., “Changing stock of biomass carbon in a boreal forest over 93 years,” Forest Ecology and Management 259 (2010), pp. 1239–1244; H. M. Henttonen et al., “Size-class structure of the forests of Finland during 1921–2013: A recovery from centuries of exploitation, guided by forest policies,” European Journal of Forest Research 139 (2019), pp. 279–293.
108 P. Roy y J. Connell, “Climatic change and the future of atoll states,” Journal of Coastal Research 7 (1991), pp. 1057–1075; R. J. Nicholls y A. Cazenave, “Sea-level rise and its impact on coastal zones,” Science 328/5985 (2010), pp. 1517–1520.
109 P. S. Kench et al., “Patterns of island change and persistence offer alternate adaptation pathways for atoll nations,” Nature Communications 9 (2018), artículo 605.
110 Este fue el título de un capítulo escrito por Amory Lovins en un libro sobre el medio ambiente global: A. Lovins, “Abating global warming for fun and profit,” en K. Takeuchi y M. Yoshino, eds., The Global Environment (Nueva York: Springer-Verlag, 1991), pp. 214–229. Para los lectores más jóvenes: Lovins se hizo famoso con un artículo de 1976 en el que delineaba el camino de la energía “suave” (pequeñas fuentes renovables) para EE.UU.: A. Lovins, “Energy strategy: The road not taken,” Foreign Affairs 55/1 (1976), pp. 65–96. Según su visión, en el año 2000 EE.UU. debía obtener un equivalente a unos 750 millones de toneladas de petróleo a partir de estas técnicas. Tras descontar la generación hidroeléctrica convencional (que ni es pequeña ni “suave”), las renovables aportaron apenas el equivalente a 75 millones de toneladas de petróleo, lo que implica que Lovins erró su pronóstico en un 90% en 24 años, anticipando décadas de afirmaciones “verdes” igualmente irreales.
Sobre el autor:
Vaclav Smil es Profesor Distinguido Emérito en la Universidad de Manitoba. Es autor de más de cuarenta libros sobre temas como la energía, el cambio ambiental y demográfico, la producción de alimentos y la nutrición, la innovación técnica, la evaluación de riesgos y las políticas públicas. Su obra más reciente para Penguin, Numbers Don’t Lie, se publicó en más de veinte idiomas. Ningún otro científico vivo ha tenido más libros (sobre una amplia variedad de temas) reseñados en la prestigiosa revista científica Nature. Miembro de la Real Sociedad de Canadá, en 2010 fue reconocido por Foreign Policy como uno de los 100 pensadores globales más influyentes.
* Artículo original: “Understanding the Environment: The Only Biosphere We Have”. Capítulo del libro ‘How The World Really Works. A Scientist’s Guide to Our Past, Present and Future’. Traducción: ‘Hypermedia Magazine’.
Los cuatro pilares de la civilización moderna
Por Vaclav Smil
“Cuatro materiales forman lo que he denominado los cuatro pilares de la civilización moderna: cemento, acero, plásticos y amoníaco”.
