Nueve ‘puntos de inflexión’ que podrían desencadenarse por el cambio climático

La marcha persistente de un clima más cálido se ve a través de una multitud de cambios continuos e incrementales. Niveles de CO2 en la atmósfera . Contenido de calor del océano . Aumento global del nivel del mar . Cada uno de ellos aumenta año tras año, impulsado por las emisiones de gases de efecto invernadero causadas por los humanos.

Y mientras que los récords climáticos se rompen de manera rutinaria , el impacto acumulativo de estos cambios también podría causar que partes fundamentales del sistema de la Tierra cambien dramáticamente e irreversiblemente.

Estos “puntos de inflexión” son umbrales en los que un pequeño cambio podría llevar a un sistema a un estado completamente nuevo.

Imagínese a un niño empujándose desde lo alto de un tobogán de juegos. Hay un punto más allá del cual es demasiado tarde para que el niño deje de deslizarse hacia abajo. Supere este umbral y el niño continuará inevitablemente hacia un estado diferente, en la parte inferior de la diapositiva en lugar de la parte superior.

En este artículo, Carbon Brief explora nueve puntos de inflexión clave en todo el sistema terrestre, desde el colapso de las capas de hielo y el deshielo del permafrost, hasta los monzones cambiantes y la muerte regresiva de los bosques.

Junto con este explicador, Carbon Brief ha publicado artículos invitados de expertos en cuatro de los puntos de inflexión que se tratan aquí.

Torres basculantes

Un vistazo a los medios de comunicación en una semana determinada probablemente destacará todo tipo de impactos del cambio climático. Desde la disminución del hielo marino del Ártico y las olas de calor récord hasta el derretimiento de los glaciares y el empeoramiento de las sequías , el aumento de la temperatura media global se siente en todo el mundo .

En términos generales, estos impactos reflejan cambios graduales causados ​​por un clima que se calienta constantemente. Los científicos han estimado, por ejemplo, que por cada tonelada de CO2 emitida a la atmósfera, la capa de hielo marino de verano en el Ártico se reduce en tres metros cuadrados .

Sin embargo, hay partes del sistema terrestre que tienen el potencial de cambiar abruptamente en respuesta al calentamiento. Estos sistemas tienen “puntos de inflexión”, explica el profesor Tim Lenton , director del Instituto de Sistemas Globales de la Universidad de Exeter . Le dice a Carbon Brief:

“Un punto de inflexión climático, o cualquier punto de inflexión en cualquier sistema complejo, es donde un pequeño cambio marca una gran diferencia y cambia el estado o el destino de un sistema”.

Entonces, en lugar de que un poco más de calentamiento cause olas de calor ligeramente más calientes o más derretimiento de los glaciares, causa un cambio dramático en todo el sistema. 

Ese poco de calentamiento adicional sería, como dice el refrán, la gota que derramó el vaso. O, para usar una metáfora más amigable con los animales, un juego de Jenga , donde un componente particular dentro del sistema de la Tierra, como una capa de hielo, un patrón de circulación o un ecosistema, está representado por la torre de bloques.Animación de Tom Prater para Carbon Brief.

El aumento gradual de la temperatura global hace que se retiren bloque tras bloque de la torre y se coloquen en la parte superior. A medida que pasa el tiempo, la torre se vuelve cada vez más deforme e inestable. En algún momento, la torre ya no puede sostenerse y se vuelca. 

En el juego de Jenga, la torre se derrumba en una fracción de segundo. Para un componente del sistema terrestre, el cambio de un estado físico a otro puede llevar muchas décadas o siglos. Pero la característica que tienen en común es que una vez que ha comenzado el colapso, es prácticamente imposible detenerlo.

Vale la pena señalar que un punto de inflexión puede ser causado por fluctuaciones naturales en el clima, así como por un forzamiento externo, como el calentamiento global. Estos se denominan puntos de inflexión ” inducidos por el ruido ” e incluyen, por ejemplo, períodos de cambio abrupto durante la última edad de hielo denominados ” eventos Dansgaard-Oeschger (DO) “. 

Las fluctuaciones naturales también pueden ser el empujón final para un punto de inflexión empujado al borde por el cambio climático causado por los humanos, dice el profesor Mat Collins , presidente adjunto de la Oficina Meteorológica sobre cambio climático en la Universidad de Exeter y autor principal coordinador de los Cambios y gestión de riesgos ”del informe especial del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) sobre el océano y la criosfera en un clima cambiante (“ SROCC ”). Le dice a Carbon Brief:

“A medida que te acercas al borde del acantilado, es más probable que una pequeña ráfaga de viento te lleve por el borde. Esto es más frecuente en los sistemas biológicos. Una fuerte ola de calor marina en un año puede acabar con un gran ecosistema de coral durante muchas décadas o, tal vez, incluso de forma permanente. La ola de calor es el resultado de fluctuaciones naturales, pero se vuelve más probable y más extrema con una tendencia promedio creciente “.

¿Cambio irreversible?

La teoría de cambios potencialmente abruptos en el sistema terrestre no es nueva . En un comentario de Nature en 1987, por ejemplo, el profesor Wally Broecker de la Universidad de Columbia , que murió en 2019 , advirtió que los datos del paleoclima sugieren que “el clima de la Tierra no responde al forzamiento de una manera suave y gradual. Más bien, responde con saltos bruscos que implican una reorganización a gran escala del sistema de la Tierra ”.

El término “punto de inflexión” en sí mismo fue popularizado por el periodista y autor  Malcolm Gladwell  en su  libro  del mismo nombre, publicado en 2000. Gladwell describe los puntos de inflexión como “el momento de masa crítica, el umbral, el punto de ebullición”, y explora ejemplos en toda la sociedad humana:

“Hubo un punto de inflexión para [la disminución] de los delitos violentos en Nueva York a principios de la década de 1990, y un punto de inflexión para el resurgimiento de Hush Puppies, al igual que hay un punto de inflexión para la introducción de cualquier nueva tecnología”.

En los años posteriores, el término se ha utilizado cada vez más en los círculos científicos. Sin embargo, esto no ha estado exento de controversias . Hay, por ejemplo, muchos puntos de vista diferentes sobre cómo se debe definir y usar el término, explica Collins:

“Ha habido un intenso debate en el campo de los puntos de inflexión, cambio abrupto e irreversibilidad sobre las definiciones de estos términos. Van desde los más matemáticos hasta los que están destinados a ser entendidos por los responsables políticos “.

Según un documento de 2009 sobre el uso del término “puntos de inflexión” en la ciencia climática y los medios de comunicación, una presentación (pdf) en 2005 del Dr. James Hansen del Earth Institute de la Universidad de Columbia ayudó a “iniciar una tendencia de punto de inflexión en la comunicación del cambio climático que se reflejó rápidamente en el debate público ”. 

En la charla de Hansen – un tributo al científico Prof Charles Keeling , dada en la Reunión de Otoño de la Unión Geofísica Americana (AGU) – Hansen advirtió que “estamos al borde de los puntos de inflexión del sistema climático más allá de los cuales no hay redención”.

Para su reunión de otoño de 2008, la AGU tenía una sesión completa de medio día dedicada a los puntos de inflexión climáticos. Un informe científico sobre la reunión declaró que “los puntos de inflexión, una vez considerados demasiado alarmistas para los círculos científicos adecuados, han entrado en la corriente principal del cambio climático”.

Un año antes, el IPCC había publicado su cuarto informe de evaluación (“AR4”, pdf). Este fue el primero de sus informes de evaluación en utilizar el término “punto de inflexión”, aunque el tercer informe de evaluación (“TAR”, pdf) en 2001 había discutido “discontinuidades a gran escala” que tienen el “potencial de desencadenar cambios a gran escala” en los sistemas terrestres ”. De hecho, hablando con un periodista en ese momento, el autor principal del capítulo, el profesor Hans Joachim Schellnhuber, explicó que “ estos son, más o menos, puntos de inflexión ”.

AR4 adoptó una definición de punto de inflexión basada en un informe de 2002 dirigido por el científico de Penn State , el profesor Richard Alley, del Consejo Nacional de Investigación de EE . UU . Afirma:

“Técnicamente, un cambio climático abrupto ocurre cuando el sistema climático se ve obligado a cruzar algún umbral, lo que desencadena una transición a un nuevo estado a un ritmo determinado por el propio sistema climático y más rápido que la causa”.

La definición del IPCC en su quinto informe de evaluación (“AR5”, pdf), publicado en 2013-14, brinda más detalles:

“Definimos el cambio climático abrupto como un cambio a gran escala en el sistema climático que tiene lugar durante unas pocas décadas o menos, persiste (o se prevé que persista) durante al menos algunas décadas y provoca alteraciones sustanciales en los sistemas humanos y naturales. . “

Por lo general, las definiciones de un punto de inflexión se dividen en dos categorías, dice la Dra. Ricarda Winkelmann , profesora junior de análisis de sistemas climáticos en el Instituto de Potsdam para la Investigación del Impacto Climático (PIK). Ella le explica a Carbon Brief:

“Una es simplemente que una parte vital del sistema climático muestra algún tipo de comportamiento umbral y eso significa que una pequeña perturbación alrededor de ese elemento puede causar un gran cambio cualitativo. Y luego hay otra definición que en realidad dice que debe haber un mecanismo de retroalimentación positiva asociado con el elemento. Eso significa que hay algo que se refuerza a sí mismo y que también podría conducir a cambios irreversibles “.

Pasar un punto de inflexión irreversible significaría que un sistema no volvería a su estado original incluso si el forzamiento disminuye o se invierte, explica el Dr. Richard Wood , quien dirige el grupo Clima, Criosfera y Océanos en el Met Office Hadley Center . Le dice a Carbon Brief:

“En algunos casos, existe evidencia de que una vez que el sistema ha saltado a un estado diferente, entonces, si elimina el forzamiento climático, el sistema climático no solo vuelve al estado original, sino que permanece en su estado cambiado durante un tiempo tiempo, o posiblemente incluso de forma permanente “.

Esto se conoce como “histéresis”. Ocurre cuando un sistema sufre una “bifurcación”, que significa dividirse o bifurcarse en dos ramas, y posteriormente es difícil, si no imposible, que el sistema vuelva a su estado anterior.

Por ejemplo, parte de la razón por la que Groenlandia tiene hoy una capa de hielo es que ha tenido esa capa de hielo durante cientos de miles de años. Si la capa de hielo de Groenlandia pasara un punto de inflexión que llevó a su desintegración, simplemente reducir las emisiones y bajar las temperaturas globales a niveles preindustriales no la devolvería. Probablemente requeriría otra edad de hielo para lograrlo.

De manera similar, volviendo a la analogía de Jenga, la cantidad de energía requerida para reconstruir la torre una vez que colapsó es significativamente mayor que la energía utilizada para volcarla.

Hasta qué punto los puntos de inflexión considerados en este artículo son irreversibles es solo una de las muchas incertidumbres que los investigadores aún están explorando. No obstante, cada uno de los nueve, que se explica a continuación, son ejemplos de cambios aparentemente pequeños que tienen el potencial colectivo de generar un gran impacto.

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