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Puntos de Inflexión: Definición
Los puntos de inflexión describen el punto de no retorno en diferentes condiciones medioambientales y ecológicas. Esto significa que pequeños cambios adicionales podrían tener consecuencias irreversibles para las poblaciones humanas, los ecosistemas y el sistema climático en su conjunto. Los mecanismos de retroalimentación positiva intervienen en la teoría del punto de inflexión; cuando se alcanza un determinado umbral, los efectos amplificadores de las retroalimentaciones positivas serán demasiado fuertes para que la condición vuelva a la normalidad.
Los puntos de inflexión se refieren a un punto en el que nuevos cambios podrían tener consecuencias irreversibles.
Lasretroalimentaciones positivas exacerban un efecto inicial.
Probablemente el punto de inflexión más importante de todos, el aumento previsto por los científicos del clima de 1,5ºC en las temperaturas globales (50% de probabilidades de que ocurra) se considera un punto de no retorno.
Causas de los puntos de inflexión
Las principales causas de los puntos de inflexión son los mecanismos de retroalimentación positiva relacionados con el cambio climático. Cualquier adición de gases de efecto invernadero a la atmósfera o reducción de la capacidad de la Tierra para absorber estos gases aumentará las temperaturas y amplificará el efecto. La reducción de la reflexión de la radiación infrarroja, como la pérdida de albedo o de nubosidad, amplificará los cambios en las condiciones climáticas.
Ejemplos de puntos de inflexión
He aquí algunos ejemplos de puntos de inflexión climáticos y ecológicos:
Derretimiento del hielo marino: es posible que los glaciares árticos y antárticos en retroceso no puedan recuperarse cuando las temperaturas sean demasiado elevadas.
Ralentización de las corrientes oceánicas: el agua dulce procedente del deshielo de las capas de hielo ralentizará las corrientes, por lo que estos puntos de inflexión están intrínsecamente relacionados.
Permafrost: los gases de efecto invernadero liberados por la descomposición en el permafrost provocan un mayor calentamiento y un mayor deshielo del permafrost.
Pérdida de albedo: dependemos de las capas de hielo del Ártico para reflejar la radiación IR de vuelta al espacio (efecto albedo), por lo que con menos hielo el planeta tendrá menos albedo y se agravará el calentamiento global.
Productores: la reducción de productores por la deforestación y el cambio climático reduce la tasa de absorción de dióxido de carbono de la Tierra, por lo que habrá más gases de efecto invernadero en la atmósfera.
Dióxido de carbono: el dióxido de carbono atmosférico sólo puede seguir aumentando hasta cierto punto. Las temperaturas globales aumentarán demasiado y una serie de condiciones climáticas serán incapaces de recuperarse.
Puntos de inflexión en el sistema climático
El sistema climático cambia constantemente debido a la variabilidad interna natural del sistema terrestre. Con la ayuda de los registros paleoclimatológicos, los investigadores del clima han descubierto que la Tierra ha pasado por estos puntos de inflexión en muchas ocasiones y ha atravesado muchos milenios cubierta por gruesos hielos. Sin embargo, aunque muchos apuntan a que la actual crisis climática es resultado de la variación natural, la actividad humana ha provocado un aumento sin precedentes de las temperaturas que no se había visto en 2000 años de registros.
Paleoclimatología es el estudio de los climas del pasado anteriores a la introducción de los registros instrumentales globales. Las técnicas modernas de medición de las condiciones climáticas sólo datan de la década de 1880, por lo que los indicadores climáticos son importantes para proporcionar reconstrucciones precisas del clima de la Tierra a lo largo de la historia.
Los indicadores climáticos son formas naturales de preservar la historia climática de la Tierra. Entre los tipos de indicadores climáticos se encuentran los núcleos de hielo, los anillos de los árboles y las perforaciones.
En los últimos 150 años, se ha culpado al aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero del aumento de las temperaturas globales, siendo el principal culpable las enormes cantidades de combustibles fósiles que se queman para el desarrollo humano (el dióxido de carbono contribuye al 60% de las emisiones humanas).
Puede decirse que las emisiones de GEI tienen por sí mismas un punto de inflexión. El aumento de las temperaturas atmosféricas provoca una mayor formación de vapor de agua. El vapor de agua es un gas de efecto invernadero, ¡e incluso tiene el efecto invernadero más potente! Por tanto, el aumento de las temperaturas atmosféricas debido a las emisiones de GEI está provocando mecanismos de retroalimentación positiva en los que interviene el vapor de agua.
Elementos de los Puntos de Inflexión en el Sistema Climático
Estas temperaturas peligrosamente altas provocan que varios elementos climáticos estén cerca de su punto de inflexión. Estos elementos incluyen el deshielo del hielo marino, el cambio de las corrientes oceánicas, el permafrost y el albedo. Todos estos elementos están en peligro porque están influidos por retroalimentaciones positivas peligrosas que amplifican los efectos del cambio climático.
Hielo marino polar
El calentamiento de la temperatura del aire está provocando que las moléculas de agua se expandan en el océano, lo que significa que el nivel del mar está subiendo. Las capas de hielo de todo el mundo se están derritiendo por las altas temperaturas y ahora corren el riesgo de ser engullidas por la subida del nivel del mar. Los mecanismos de retroalimentación positiva funcionan en todas las direcciones: el aumento de las temperaturas provoca el aumento del nivel del mar y el deshielo, ¡y ambos provocan el aumento del otro!
En todo el mundo, el nivel del mar está subiendo 3,3 milímetros al año, ¡un 30% más rápido que cuando se registró por primera vez el aumento del nivel del mar por satélite en 1992!
Se han proyectado puntos de inflexión en la bahía del Mar de Amundsen, en la Antártida Occidental, que muestran que el colapso de la estructura de la capa de hielo en esta zona podría devastar kilómetros cuadrados de la capa de hielo de la Antártida Occidental. El derretimiento de la capa de hielo de Groenlandia podría tener efectos catastróficos similares, ¡y se ha predicho que causaría un aumento de 7 m en el nivel del mar!
Un embalsamiento es una hendidura en la costa que forma una bahía.
Ralentización de la Circulación Termohalina
El análisis de núcleos de hielo y sedimentos oceánicos ha demostrado que la Circulación Meridional de Oscilación del Atlántico (AMOC), que es el componente atlántico de la cinta transportadora mundial, se mueve a su ritmo más lento desde hace más de 1000 años. La ralentización de estas importantes corrientes oceánicas se debe al deshielo de los casquetes polares, que añaden agua dulce (con bajo contenido en sal) al agua del mar, lo que significa que las regiones más frías y saladas se hunden a un ritmo más lento. La desaceleración del AMOC tendrá graves consecuencias para las regiones tropicales que reciben menos agua fría para enfriar el clima y reducirá la velocidad de las regiones de afloramiento que reponen nutrientes para los ecosistemas acuáticos.
Lacirculación termohalina implica el descenso de agua más fría y salada (densa) y su sustitución por agua más caliente y menos salada (menos densa). Las fuerzas de arrastre de esta agua de sustitución crearán una serie de corrientes horizontales superficiales y de aguas profundas, así como regiones de afloramiento y descenso.
El resultado de la circulación termohalina es la cinta transportadora global. Se trata de una red de corrientes superficiales, de aguas profundas, descendentes y ascendentes en todo el mundo que lleva el agua superficial caliente de los trópicos a los polos y el agua profunda y fría de los polos a los trópicos. La CGM influye mucho en el clima de estas zonas.
Fig. 1: La cinta transportadora global y los efectos de la circulación termohalina. Fuente: Wikimedia Commons
Permafrost
El permafrost es materia orgánica atrapada en el interior del hielo mezclada con grava, roca y suelo, y constituye una preocupación importante para el cambio climático. Cuando se descongela el permafrost, los descomponedores saprótrofos pueden descomponer la materia orgánica que contiene. En condiciones anaeróbicas, la descomposición liberará metano, mientras que en condiciones aeróbicas liberará dióxido de carbono. El metano tiene un efecto invernadero aproximadamente 300 veces mayor que el dióxido de carbono en la atmósfera, por lo que las grandes emisiones son muy peligrosas. El permafrost suele encontrarse en condiciones extremas, por lo que es probable la ausencia de oxígeno.
La retroalimentación positiva en este caso son los gases de efecto invernadero liberados por el permafrost, que calientan la atmósfera provocando un mayor deshielo del permafrost.
Disminución del albedo
La escarcha ártica desempeña un papel importante en la reflexión de la radiación infrarroja hacia el espacio debido a su fuerte efecto albedo. Sin embargo, con el aumento de las temperaturas y la subida del nivel del mar, el hielo ártico se está derritiendo a gran velocidad. En esta situación también hay muchas retroalimentaciones positivas: una menor reflexión de los rayos infrarrojos provocará un aumento de las temperaturas globales, lo que significa un aumento del nivel del mar, más hielo derretido e incluso menos albedo de la escarcha ártica.
El término albedo describe la eficacia de una superficie para reflejar la radiación infrarroja del sol.
Productores mundiales
La deforestación mundial de zonas arbóreas está reduciendo uno de los pocos métodos naturales que tenemos para absorber el dióxido de carbono atmosférico. Dependemos de las cualidades fotosintéticas para absorber el dióxido de carbono y liberar oxígeno; ¡reduciendo el contenido atmosférico de gases de efecto invernadero y oxigenando el planeta! La deforestación de estas zonas no sólo reduce la capacidad del planeta para absorber dióxido de carbono, sino que también libera enormes cantidades de CO² por la combustión de los árboles.
Puntos de inflexión en los ecosistemas
Los puntos de inflexión también son evidentes en los ecosistemas. Los efectos del calentamiento global pueden tener efectos duraderos en los ecosistemas al destruir hábitats y provocar la migración de determinadas especies a regiones más frías. La actividad humana también tiene graves repercusiones en los ecosistemas, siendo la contaminación y la fragmentación del hábitat problemas serios. Aun así, estos efectos sólo se denominan puntos de inflexión cuando causan daños irreparables (como la deforestación).
¡Los puntos de inflexión de los ecosistemas también pueden ser evolutivos! Las poblaciones aisladas pueden sufrir especiación y formar una especie totalmente distinta que puede luchar por sobrevivir. Las "carreras armamentísticas" evolutivas entre depredadores y presas y competidores pueden llevar a la extinción de ciertas especies que luchan por adaptarse.
Elementos de los Puntos de Inflexión en los Ecosistemas
Veamos algunos ejemplos concretos de posibles puntos de inflexión en los ecosistemas. Estas amenazas implican mecanismos de retroalimentación positiva que acentúan el cambio.
Selvas tropicales
Además de la pérdida de una enorme fuente de absorbentes de carbono que residen en las selvas tropicales, la deforestación reducirá masivamente la biodiversidad en estas zonas. Los ecosistemas pueden tener dificultades para adaptarse a paisajes cambiantes y a condiciones climáticas más secas. Algunas especies pueden depender unas de otras (especialmente las que presentan simbiosis), y las fuentes de alimentos se agotarán. La fragmentación de los hábitats a causa del desarrollo humano a gran escala aislará a las poblaciones, haciendo que disminuya el número de algunas especies.
Fig. 2: Deforestación en Nueva Zelanda. Fuente: Wikimedia Commons
¡Una cuarta parte del intercambio de carbono de la Tierra entre la biosfera y la atmósfera tiene lugar en la selva amazónica!
Arrecifes de coral
Como consecuencia del aumento exponencial de las emisiones de dióxido de carbono desde la Revolución Industrial, estamos asistiendo a niveles de CO² atmosférico sin precedentes. Existe una confianza extremadamente alta en que el aumento de los niveles de CO² afecta a la química oceánica; se calcula que un tercio del CO² atmosférico se disuelve en el océano, desencadenando su acidificación. El CO² disuelto formará ácido carbónico y se disociará para formar bicarbonato y un protón, que reacciona con moléculas de carbonato produciendo bicarbonatos, reduciendo la concentración de carbonatos del océano. Los organismos calcificadores (por ejemplo, pólipos de coral, crustáceos, equinodermos) dependen de la disponibilidad de carbonatos para construir sus exoesqueletos calcáreos.
Bosques de algas
Los bosques de algas se encuentran en todo el mundo y contienen comunidades de algas densas y biodiversas que proporcionan alimento a muchos organismos marinos y forman ecosistemas complejos en estas zonas. Sin embargo, el calentamiento y la contaminación pueden provocar la introducción de epífitas que crecen sobre las algas y las asfixian. Las poblaciones de algas con servicios de aprovisionamiento limitados (llamadas algas de césped) empiezan a dominar en estas situaciones, y estos cambios afectan a la disponibilidad de alimentos para todo el ecosistema. Las poblaciones de algas de césped se expanden rápidamente, estableciendo un bucle de retroalimentación para resistir el rebrote del kelp.
Turberas
Las turberas son lugares fantásticos de secuestro de carbono; sin ellas, se produciría un aumento catastrófico del dióxido de carbono atmosférico. Estos entornos especializados y poco nutritivos son susceptibles a los cambios de temperatura y de contenido de nutrientes (por ejemplo, por la contaminación), por lo que están en peligro. Debido a las enormes cantidades de CO² que se liberarían si se dañan las turberas, existe un mecanismo de retroalimentación positiva potencialmente monumental que se produciría con el consiguiente aumento de las temperaturas globales.
Fig. 3: Turbera en Sutherland, Escocia. Fuente: Wikimedia Commons
Puntos de inflexión - Puntos clave
- Los puntos de inflexión del equilibrio implican cambios irreparables en las condiciones medioambientales o los ecosistemas.
- Los mecanismos de retroalimentación positiva son clave aquí: una vez que la condición alcanza un cierto umbral, la retroalimentación positiva se vuelve tan fuerte que los efectos se vuelven irreversibles.
- La retroalimentación positiva magnifica o exacerba un proceso.
- Las emisiones humanas y el consiguiente calentamiento global son las principales causas de los posibles puntos de inflexión.
- Puede decirse que las emisiones de GEI tienen en sí mismas un punto de inflexión, ya que el aumento de las temperaturas atmosféricas provoca una mayor formación de vapor de agua, y el vapor de agua es un gas de efecto invernadero.
- Ya estamos viendo cambios preocupantes en los ecosistemas de todo el mundo; ¡la próxima podría ser la población humana!
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