domingo, 3 de marzo de 2013

Cosmoclimatología - una teoría más integral

Hasta ahora se nos ha dicho que el calentamiento global ocurre cuando aumenta la concentración atmosférica de ciertos gases, apodados de invernadero, a causa de las actividades humanas e industriales. Estos gases, como el dióxido de Carbono, se acumulan en la atmósfera en una capa cada vez más gruesa que atrapa la radiación solar y acelera el calentamiento del planeta. De tal forma que vemos el efecto al derretirse glaciares y zonas polares, aumentando el nivel de los mares y ocasionando sequía e incendios en los bosques entre otros efectos; sin ningún balance posible, pues aparentemente la estabilidad climática ha sido rota traspasando los niveles que regulaban esto en el planeta. 



Al parecer en la historia del planeta se han tenido cambios que han llegado por un lado al extremo de la glaciación (Era de Hielo), y por otro lado con teorías como la de la colisión de cometas que terminaron la vida de los dinosaurios a temperaturas excesivamente altas y condiciones difíciles para la vida. ¿Será realmente que ahora esta composición atmosférica cambiante es el factor fundamental del actual llamado calentamiento global? 


La teoría del calentamiento global, en su forma más simple, se puede parafrasear como: el incremento en la temperatura del planeta Tierra originada por el incremento de la concentración atmosférica del dióxido de carbono. Debido a que estas moléculas absorben y retransmiten energía Infra-roja en todas direcciones, y que el efecto se multiplica al incrementar su concentración; aunque particularmente porque evitan que la energía IR en la longitud de onda de 14-16 micrones salga del planeta y por tanto se transmite hacia abajo funcionando como una lámpara que calienta los océanos y la tierra. Estos gases además impiden que el planeta se refresque al intercambiar calor con el espacio exterior. 

Según estudios de la NASA, los gases de efecto invernadero más importantes son: vapor de agua (50 % del efecto), dióxido de carbono (CO2, 20 % del efecto), metano (CH4, 6 % del efecto) y ozono (O3, 4 % del efecto); además las nubes también afectan el balance de radiación (20 % del efecto), de forma similar a los gases de efecto invernadero. Y aunque aparentemente el dióxido de carbono es el que más nos afecta a largo plazo por su persistencia en la atmósfera, hay que descontar tres efectos

1) El CO2 tiende al equilibrio con los mares en períodos de 100 años, aproximadamente el 30 % generado por el hombre ya ha sido absorbido, desafortunadamente acidificando (Acido carbónico) los mares. Hoy tenemos un mar 30 % más ácido que en 1750, que ataca las cubiertas de carbonato de calcio de los seres vivos e inclusive disuelve las rocas; aunque el CO2 es fundamental en el crecimiento del fitoplancton. Aquí el incremento de la temperatura es el otro factor crítico para la vida en los mares. 

2) Las plantas en la Tierra han tomado aproximadamente el 25 % del CO2 generado por los humanos, creando un efecto llamado “fertilización por carbón”, debido a utilizar el gas en su fotosíntesis para crecer más. 

3) El incremento del CO2 tiene un menor impacto en el efecto de calentamiento, la mayor parte del mismo es provocado por las primeras 20 ppm en la atmósfera, de modo que a mayores concentraciones su efecto es menor en el llamado invernadero. 

Hace algunos años el Dr. Henrik Svensmark, director del Centro de investigación climático-solar en el Instituto Danés de Investigación Espacial (DSRI) ubicado en Copenhague, efectuó un estudio muy controvertido sobre el efecto de los rayos cósmicos sobre el clima de la Tierra; en donde refiere la importancia de la cobertura de nubes en el control de la temperatura del planeta, y su formación a través de iones de las partículas de rayos cósmicos. De esta forma se tiene una correlación entre la formación de las nubes y la variación de la intensidad de la radiación cósmica en nuestro planeta; dicho de otra forma: los rayos cósmicos controlan la válvula de formación de las nubes, que a su vez regulan el calentamiento de la Tierra. 
Es cierto que desde 1610 cuando Galileo inventó el telescopio, el Sol y sus manchas han causado mucha curiosidad y provocado su asidua observación. No fue sino hasta 1851 cuando el naturalista y astrónomo alemán Heinrich Schwabe observó que la actividad solar presentaba ciclos de once años (con máximos y mínimos); por otro lado el astrónomo inglés Edward Walter Maunder (1851-1928) al estudiar las manchas solares con el ciclo magnético solar, pudo determinar su interacción real en períodos de la historia, como el llamado Mínimo de Maunder que se refiere a un período (1645-1715) sin presencia de manchas solares y con la temperatura promedio más baja del planeta en los últimos 1000 años. También se dio cuenta que el Sol y las estrellas suelen pasar por este tipo de crisis en sus vidas aunque de forma muy impredeciblemente irregular, emitiendo menor energía y como consecuencia directa para nuestro planeta de períodos más fríos. (Aparentemente son lapsos promedio de 115 años que parecen repetirse cada 600 años). 

Por muchos años, los estudiosos de la climatología, buscaron correlacionar las manchas solares con las variables climáticas: incluyendo la temperatura y las lluvias. Es en 1995 cuando Henrik Svensmark vislumbra una conexión entre el flujo de los rayos cósmicos del espacio y la cubierta de nubes del planeta, encontrando que cuando el Sol es más activo (presenta más manchas), el campo magnético de la tierra es más fuerte evitando que estos rayos cósmicos bombardeen la Tierra y reduciendo la cubierta de nubes, provocando temperaturas más calientes. 

En este sentido serían la variación en los campos magnéticos y la variabilidad en el viento solar (y su influencia sobre los rayos cósmicos que llegan a la Tierra) quienes tienen una fuerte acción sobre distintos componentes del clima como las diversas oscilaciones oceánicas, los eventos el Niño y La Niña, las corrientes de chorro polares, la Oscilación casi bianual de la corriente estratosférica sobre el ecuador, etc. La interacción de ambas variables es clave en la alta atmósfera terrestre con las partículas provenientes del Sol, pudiendo generar reacciones químicas en un sentido u otro, modificando la composición del aire y de las nubes así como la formación de estas. La hipótesis del Dr. Svensmark plantea incluso que los iones producidos por la interacción de los rayos cósmicos y la atmósfera de la Tierra juegan un rol en la formación de núcleos de condensación y un correspondiente aumento en la formación de nubes; de este modo, la correlación entre la ionización cósmica y formación de nubes se observa fuertemente en las nubes a baja altitud y no en las nubes altas (cirrus) como se creía, donde la variación en la ionización es mucho más grande 

Un cambio del orden del 3 o 4 % en el flujo de rayos cósmicos, puede provocar el cambio de temperatura de varios grados en el Planeta, debido al cambio de reflectividad de las nubes. Además Svenmark ha logrado demostrar en laboratorio como los rayos cósmicos favorecen la nucleación (CCD – Cloud Condensation Nuclei) o formación de las nubes. Lo que si es cierto es que la concentración de dióxido de carbono está ligada al incremento de temperatura, aunque parece no originarla; de hecho el calentamiento experimentado en los últimos 150 años tiene una relación directa con el incremento de la actividad solar. 

Svensmark y su equipo diseñaron un experimento llamado CLOUD (Cosmics Leaving OUtdoor Droplets), que prepararon desde 2006 y realizaron en 2010, en el laboratorio CERN en Génova (Suiza). La prueba piloto en 2006 permitió evaluar el efecto de la radiación de partículas ionizantes en la formación de aerosoles, y proveer detalles técnicos para la prueba definitiva. El modelo obtenido sugiere que casi la mitad de la nucleación de nubes en la capa límite de la atmósfera, se origina de la nucleación de aerosoles a partir de trazas condensables de vapor. Falta avanzar en los mecanismos responsables, incluyendo los rayos galácticos y otras partículas químicas; y evaluar si esto puede ser una explicación de lo que se observa en la atmósfera en la realidad. 

Lo fascinante de la teoría de Svensmark, es la correlación descubierta de eventos, que propone una explicación integral de las variaciones en la temperatura global del Planeta; algo que ha intrigado a los climatólogos por años, y que además brinda una explicación a la reciente etapa de calentamiento global. Todo comienza con los rayos cósmicos provenientes de las estrellas, muchos de ellos que no alcanzan la Tierra por la actividad electromagnética del Sol. Cuando el Sol está activo, el viento solar desvía los rayos cósmicos evitando que entren al planeta; pero cuando está inactivo, muchos penetran a la Tierra. Al llegar a la baja atmósfera donde están presentes el dióxido de azufre, vapor de agua y ozono, los rayos cósmicos ionizan el aire, soltando electrones que permiten la formación de más CCD y así formar nubes más densas. Este incremento de nubes bajas refleja más energía solar al espacio, enfriando al planeta. De esta forma las variaciones en actividad electromagnética del sol y las fluctuaciones en la intensidad de los rayos cósmicos provocan períodos de enfriamiento o calentamiento del planeta. 

Por tanto, al parecer el componente más impactante en el calentamiento global no es el dióxido de carbono; el cual aunque se reduzca notablemente en sus emisiones, si Svensmark está correcto en sus estimaciones, no tendrá ningún impacto significativo en el planeta. Ya esta teoría brinda una mejor explicación y entendimiento de epocas glaciales o de calentamiento en el planeta a través de la historia. De hecho la “Journal of Atmosferic and Solar-Terrestrial Physics” ha publicado que los cambios en la cubierta de nubes en el período de 21 años (1983-2004) ha sido responsable de al menos tres veces más del calentamiento global que se propone originario de los gases de invernadero para un período de 104 años (1900-2004); un cambio en recepción de energía solar en la tierra de 7W/m2 durante 21 años, comparado con 2.4 W/m2 de los gases invernadero en 104 años. 

Si el calentamiento de finales del siglo XX ha sido ocasionado mayormente por la emisión al ambiente del CO2 de origen industrial, sin duda continuará su ritmo (que al parecer no es crecimiento exponencial, sino variable y cíclico); pero si ha sido ocasionado por la mayor actividad solar del período que decayó en los 90´s y terminó en el año 2005, entonces la temperatura del planeta estará bajando gradualmente (medida por el contenido calorífico en los mares) y alejándose del pico de calentamiento de este período moderno. Si esta teoría se prueba como cierta, el Sol será el responsable directo del control climático y no las emisiones de CO2 del hombre; además de demostrar que la formación de nubes es un proceso más complejo de lo que se pensaba. 

Como casi toda la capacidad de calentamiento de la biosfera se encuentra en los océanos, es por eso que el contenido calórico de los mismos es una buena medida de este efecto, mientras que la temperatura en los continentes no es una variable tan significativa. Según datos de la NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration, USA), esta variable de la cubierta marina de 700 metros de profundidad es prácticamente la misma que hace diez años. También el contenido calórico de los océanos se puede medir al nivel del mar, que determina la expansión térmica de los mares y la fusión de las masas polares; esta misma agencia indica que dicho contenido es prácticamente el mismo durante los últimos 8 años y además que el nivel de los mares está bajando en proporción de 5 mm por año. Toda esta evidencia indica que el calentamiento global se ha detenido, lo cual definitivamente va en contra de la teoría del calentamiento por el efecto del CO2 a finales del siglo XX. 

Seguramente falta mucha evidencia y estudio al respecto, pues se trata de un fenómeno complejo, que si bien la evidencia desecha la teoría del CO2, todavía NO valida la propuesta de Svensmark y su equipo respecto a los efectos de la radiación solar. Hay científicos a favor y en contra apasionadamente, pero todavía no una explicación probada del calentamiento global que hemos experimentado en los albores del siglo XXI. ¿Será que el mar también tiene un mecanismo que balancea estos efectos, moviendo su punto de equilibrio según las condiciones solares y atmosféricas? 

Una opinión por demás interesante, es la del Dr. David Evans, consultor retirado del departamento de cambio climático en Australia, ha expresado como el planeta se ha ido calentando gradualmente desde el año 1680, al salir de la “mini epoca glacial” y como las emisiones de CO2 del hombre eran mínimas antes del año 1850; de tal forma que considera que el efecto humano seguramente no ha provocado esta tendencia. Aparentemente según las oscilaciones del Pacífico (PDO Index), dice Evans, hay períodos que se alternan de enfriamiento y calentamiento cada 25 o 30 años; afirma que hemos salido de una fase de calentamiento y por tanto debe esperarse un mediano enfriamiento para las próximas dos décadas. 

Cabe mencionar que desde el año 2000 hasta el 2011, las temperaturas medias de la tropósfera han permanecido al mismo nivel, a pesar del incremento en los gases de efecto invernadero; lo que contradice el actual miedo del calentamiento global. El Sol y su actividad (manchas) definitivamente juega un papel mayor de lo que se pensaba en el clima de nuestro Planeta. El calentamiento gradual del siglo pasado “coincide” con tres fuertes ciclos solares: el 21 (1976-86) donde se observaron 165 manchas solares, el 22 (1986-97) donde se observaron 159 manchas solares, y el 23 (1997-2009) con 121 manchas solares. El actual ciclo (24) que comenzó a inicios del 2009 es de baja actividad y no se esperan más de 70 manchas solares. 

Todo esto está incrementando el grado de curiosidad e investigación acerca del comportamiento del Sol, y sus efectos de correlación con nuestro planeta. Un grupo de científicos del “US National Solar Observatory” han indicado que la “corriente de chorro” (jetstream) del Sol que precede el incremento de su actividad simplemente ha desaparecido, además de que la actividad de manchas solares sigue a la baja, la cual puede llegar a su mínimo en los próximos 10 años; de forma muy similar al “mínimo de Maunder” ocurrido entre los siglos XVII y XIX. 

La teoría de Svensmark es altamente controversial, que parece correlacionar mejor las observaciones históricas de la actividad solar y los efectos de enfriamiento y calentamiento de nuestro planeta. Nuestro Sol actualmente “quieto”, el alto nivel de rayos cósmicos y el enfriamiento de los océanos ofrece evidencia científica para las mejores predicciones, ignorarlo, es simplemente ignorar el proceso científico y creer en puntos de vista insostenibles más que por la fe en ellos, ¿no crees? 



REFERENCIAS 



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