¡Doctor en Filosofía! - exclamó mi
madre como espantada. No me causó
extraño su espanto al inmediatamente pensar en mi padre, quien solía leerme
libros de Platón en lugar de cuentos infantiles, y quien en sus más
recientes años se pasa pintando demonios y formas fantásticas. - ¿Pero no era oceanografía lo que estudiabas???
Aunque intenté explicar a mi madre el
sentido del dichoso título de Ph.D., terminé sintiéndome igual que
cuando a los 17 años le dije que estudiaría la poco común y menos
renombrada carrera de Oceanografía. Debo admitir que en aquel
tiempo mi ignorancia oceanográfica era igual o tal vez mayor que la
de mi madre. Sin embargo, me armé de mis mejores argumentos sobre
las necesidades científicas del país, la problemática de El Niño y el ya en boga calentamiento global, para obtener su bendición de levar las anclas.
Estas memorias fueron desenterradas por la simple aparición, entre las Google-búsquedas del día, de un trocito del pasado de la ciencia del cambio climático, publicado en nada más y nada menos que la Revista de Filosofía. Dicho trocito, que aquí comparto, proviene de la época en que meteorólogos y químicos todavía no sabían bien porqué se necesitaban unos a otros. Igual que cuando mi madre pregunta qué tiene que ver la Filosofía con la Oceanografía. Y como una cosa lleva a la otra, decidí empezar este nuevo blog dedicado a compartir mis experiencias en el camino de la ciencia, historias viejas y nuevas, y una que otra que se necesite reinventar.
Arrhenius, S. 1896. [1] El artículo original impreso es actualmente de dominio público. Donde disponible, el enlace proporciona una copia digital del mismo.
La fuente de la imagen es: COMET® Website at http://meted.ucar.edu/ of the University Corporation for Atmospheric Research (UCAR), sponsored in part through cooperative agreement(s) with the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), U.S. Department of Commerce (DOC). ©1997-2011 University Corporation for Atmospheric Research. All Rights Reserved.
Así, han pasado ya casi 8 años desde mi primer chapuzón en el mundo de la Oceanografía, allá en el hoy lejano Pacífico Ecuatorial Oriental. Sin embargo, no fue sino hace un par que conocí a Svante Arrhenius, y no sino hasta hace pocos días que me detuve a leer su obra seminal y percatarme por cuenta propia de su elemental relevancia. Por ello, deseé compartir algo de su trabajo en mi primer post. Arrhenius fue el primero en cuantificar la contribución del dióxido de carbono sobre el efecto invernadero y especular sobre su relación con las variaciones climáticas de largo plazo [1]. En la época de Arrhenius, claro está, el dióxido de carbono (CO2) se denominaba ácido carbónico, el efecto invernadero todavía no tenía nombre y no existían computadoras, ni MATLAB, ni R, ni siquiera hojas de cálculo de Excel, que hicieran por él las decenas de miles de cálculos [2] necesarios para predecir un aumento de temperatura de 5.0o a 6.0oC al duplicar las concentraciones de CO2. Dicho sea de paso, sus estimaciones no estaban muy lejos de las proyecciones actuales de entre 2.0o y 4.5oC, replicando incluso el rasgo de mayor calentamiento en latitudes altas en comparación con áreas ecuatoriales [3].
Tras un siglo, una década, un lustro y un año (116 años) desde la publicación de Arrhenius, los mitos, verdades y más mitos sobre efecto invernadero son también de dominio público. La teoría actualizada dicta que algunos de los gases que componen la atmósfera terrestre (como el vapor de agua, dióxido de carbono, metano, óxido nitroso, entre otros) actúan como moduladores de la temperatura global, al absorber radiación en el rango infra-rojo térmico. Dicho rango contiene la radiación de onda larga que es re-emitida por la superficie del planeta tras la absorción de la radiación solar. Es decir que, los llamados gases de efecto invernadero limitan la pérdida del calor desde la Tierra hacia el espacio. Su presencia en la atmósfera ha permitido el establecimiento de la vida tal como la conocemos, puesto que sin ellos la temperatura promedio del planeta sería de -18oC. Sin embargo, el actual aumento desmedido y acelerado de sus concentraciones pone el balance del sistema climático en riesgo. Y bueno - puede preguntar el lector casual - hay un agujero en la capa de ozono. La dichosa radiación roja esa puede escapar por ahí, ¿verdad?. No, el ozono estratosférico absorbe la nociva radiación ultravioleta proveniente del sol; pero es "transparente" a la radiación de onda larga. Es decir, que su presencia o ausencia poco tiene que ver con el efecto invernadero.
Absorción de la radiación en el espectro electromagnético por los principales gases de efecto invernadero.
La imagen fue modificada del original preparado por Robert A. Rohde para el proyecto Global Warming Art. Permiso de copia, distribución y/o modificación garantizado bajo los términos de GNU Free Documentation License, Versión 1.2 o posterior.
Y continuando la historia, el término "efecto invernadero" no fue acuñado sino hasta 1909 por Robert W. Wood; quien en realidad intentaba explicar el error del uso de dicha analogía. Su experimento con invernaderos reales (de los que se usan para las plantas) sugería que, estos retienen el calor limitando los procesos de convección y advección y no debido a que el cristal absorba y disperse la radiación. Trabajos posteriores demuestran que el componente radiactivo del calentamiento en los invernaderos es menor al 20% [4].
Pero la analogía había llegado para quedarse desde que Joseph Fourier - tal vez mejor conocido por la multifacética transformación de Fourier - comparó la influencia de la atmósfera terrestre al calentamiento del espacio bajo un panel de cristal [5]. Los trabajos de Tyndall (1861) [6] y Langley (1884) [7] sobre las propiedades radiactivas y de absorción de los gases atmosféricos sirvieron de base para Arrhenius, quien más tarde finalmente pondría atención en el CO2 proveniente del uso antropogénico de combustibles fósiles [8]. Al inicio del siglo XX, la teoría había tomado fuerza y derivado hacia el estudio de la influencia humana en los niveles de CO2 y su efecto en el clima futuro. Y, en un afán por llevar la teoría hacia las aulas, el mal usado término de "efecto invernadero" llegó a la fama a mediados de siglo [4].
Nuestras actividades rutinarias y la producción de bienes de consumo utilizan, en mayor o menor medida, energía proveniente de combustibles fósiles. Esta, emite CO2 y contribuye aceleradamente al cambio de la composición química de la atmósfera. Por ejemplo, en 2010, la cancelación de cerca de 17 000 vuelos en Europa debido a la presencia de ceniza volcánica habría producido un ahorro neto de 206 465 toneladas de CO2 en las emisiones diarias a la atmósfera. Aunque se trate de una estimación grosso modo, la erupción del Eyjafjallajökull (yo tampoco puedo pronunciarlo) podría considerarse la primera erupción volcánica carbono-negativa [9], dando cuenta de que nuestro paso por la Tierra realmente está dejando huellas. Mal usado, incomprendido y todo lo demás, el "efecto invernadero" ha servido y servirá para alertar al público de esta peligrosa realidad.
Fuentes:
[1] Arrhenius, S. 1896. On the influence of carbonic acid in the air upon the temperature of the ground. Philosophical Magazine and Journal of Science 5:41, 237-276.
[2] Crawford, E. 1996. Arrhenius: from ionic theory to the greenhouse effect. Uppsala Studies in the History of Science 23, Science History Publications, Canton, MA.
[3] IPCC 2007. Climate change 2007: Synthesis report. Contribution of working groups I, II and III to the fourth assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (Core writing team, Pachauri, R.K. and Reisinger, A. (eds)). IPCC, Geneva, Switzerland, 104 pp.
[4] Jones, M.D.H & Henderson - Sellers, A. 1990. History of the greenhouse effect. Progress in Physical Geography 14:1 DOI: 10.1177/030913339001400101
[5] Fourier, J.B. 1827. Memoire sur les temperatures du globe terrestre et des espaces planetaires. Momoire de l'Academie Royales des Sciences de l'Institut de France 7, 569-604.
[6] Tyndall, J. 1861. On the absorption and radiation of heat by gases and vapours, and on the physical connexion of radiation, absorption, and conduction. Philosophical Magazine 22, 169-194, 273-285.
[7] Langley, S.P. 1884. Researches on solar heat. Professional papers of the signal service No. 15, 123.
[8] Arrhenius, S. 1903. Lehrbuch der kosmischen Physik, Volume 2. Leipzin, Hirzel.
[9] David McCandless & Ben Bartels v1.3 // InformationIsBeautiful.net
