Un intento de explicación sencilla
Comencemos desde el principio para comprender el cambio climático y sus causas subyacentes. Cuando hablamos de cambio climático hoy en día, en realidad nos referimos al cambio climático inducido por el hombre. El cambio climático existía incluso antes de la aparición de los humanos. Es el cambio climático intensificado por el hombre el que nos presenta los mayores desafíos.
El efecto invernadero, creado por la atmósfera, mantiene la temperatura superficial de la Tierra en 16 °C. Sin atmósfera, sería de -18 °C. Esto, junto con otras condiciones, posibilitó el surgimiento de la vida en la Tierra.
La quema de combustibles fósiles altera el ciclo del carbono. Se emiten tantos gases de efecto invernadero que se acumula en la atmósfera más dióxido de carbono del que las plantas y los océanos pueden absorber. Esta concentración excesivamente alta de dióxido de carbono provoca un aumento de la temperatura superficial de la Tierra.
Factores del origen de la vida en la Tierra
Al principio del universo, todos los elementos ya estaban presentes en forma atómica. Gracias a la gravedad y otras fuerzas, se formaron estrellas y planetas, incluida nuestra Tierra.
¿Qué es la zona de vida?
La zona habitable es el área donde los planetas pueden retener agua en estado líquido, un requisito previo para la vida. La Tierra, junto con Venus y Marte, se encuentra dentro de la zona habitable de nuestro sistema solar. Zona habitable es otro término para la zona propicia para la vida. Sin embargo, solo la Tierra, debido a su composición, fue capaz de retener vapor de agua a largo plazo. En Venus, los componentes volátiles fueron escindidos por la radiación ultravioleta del Sol, provocando la evaporación del agua. Marte tiene muy poca masa para que su gravedad sea lo suficientemente fuerte como para retener el vapor de agua. (Marte: 3,69 m/s², Tierra: 9,81 m/s²)
Agua - ¿Cómo llegó a la Tierra?
Las colisiones con asteroides, que en su mayoría contenían agua congelada, provocaron la acumulación de agua en la Tierra en forma de vapor. En aquel entonces, la Tierra aún era una esfera brillante, y con más agua, la presión atmosférica y la temperatura disminuyeron. Como resultado, grandes cantidades de agua cayeron sobre la Tierra en forma de lluvia, y se formaron mares y océanos.
La colisión con el protoplaneta (término que designa al precursor de un planeta) Theia trajo más que solo agua a la Tierra.
La formación de la luna
La Luna se formó por la colisión con Tea. Tea era un cuerpo aproximadamente del tamaño de Marte. Los fragmentos expulsados de la Tierra y Tea se reunieron en la órbita terrestre y se fusionaron para formar la Luna.
Esto redujo la velocidad de rotación de la Tierra de 3 a 4 horas a 24 horas. Los vientos, que anteriormente soplaban sobre la superficie terrestre a velocidades de hasta 500 km/h, disminuyeron en consecuencia. Esto equivale a un tornado F5.
F5 - Daños Increíbles - Casas de madera arrancadas de sus cimientos, desplazadas y desmanteladas. Un tornado F5 puede desprendimiento de asfalto de la carretera.
- https://de.wikipedia.org/wiki/Fujita-Skala
Además, el eje de rotación se estabilizó a 23,4° con respecto a la eclíptica (eclíptica = plano planetario; término para el plano de las órbitas de los planetas alrededor del Sol).
La atmósfera y los gases de efecto invernadero
La atmósfera terrestre consta de cinco capas, la más baja de las cuales se denomina homosfera o, coloquialmente, aire. Está compuesta de diversas sustancias.
| gas | porcentaje |
| Nitrógeno | 78,08% |
| oxígeno | 20,95% |
| argón | 0,93% |
| dióxido de carbono | 0,04% |
Aunque el carbono sólo está presente en pequeñas cantidades, al ser el gas de efecto invernadero más abundante, tiene un efecto importante sobre el clima.
Ya en 1856, Eunice Newton-Foote realizó un experimento en el que se colocaron dos matraces de vidrio al sol. Uno contenía aire "normal" y el otro, dióxido de carbono. Ambos se calentaron: el de aire a 37,8 °C y el de CO₂ a 49 °C.
Esto se debe a que las moléculas de CO₂ vibran por la radiación solar y la energía asociada, y posteriormente liberan esta energía de forma indirecta, incluso de vuelta a la superficie terrestre. Esto también aplica a otros gases de efecto invernadero.
El CO₂ es el gas de efecto invernadero más abundante y estable, por lo que los demás suelen agruparse en equivalentes de CO₂ (kg de CO₂e o kg de CO₂eq). El CO₂ se produce durante la descomposición y combustión de compuestos que contienen carbono.
| gas de efecto invernadero | Potencial de calentamiento global (PCG en CO2e) |
| Dióxido de carbono (CO₂) | 1 |
| Metano (CH4) | 25 |
| Óxido nitroso (N2O) | 298 |
| Fluorocarbonos parcialmente halogenados (HFC) |
124 a 14.800 |
| Hidrocarburos perfluorados (PFC) |
7390 a 12200 |
| Hexafluoruro de azufre (SF6) |
22.800 |
| Trifluoruro de nitrógeno (NF3) |
17.200 |
Explicación utilizando el ejemplo del metano
Dos factores determinan la influencia de un gas en el calentamiento global:
- Tiempo empleado y
- Forzamiento radiativo del gas.
Así se calcula la influencia.
El cálculo considera el potencial de calentamiento global a lo largo de 100 años (GWP-100). Si solo se considerara a lo largo de 20 años, el factor sería mucho más extremo.
El ciclo del carbono
El carbono es vida: la química se divide en dos áreas principales:
- Química inorgánica con aproximadamente 200.000 compuestos (excluyendo el carbono) y
- La química orgánica comprende aproximadamente 20.000.000 de compuestos, todos ellos con carbono. El cuerpo humano está compuesto por un 60 % de agua y un 9,5 % de carbono. Por lo tanto, el carbono, junto con el oxígeno y el hidrógeno, es el principal componente del cuerpo.
El ciclo del carbono describe el intercambio de carbono entre animales y plantas. Para simplificar, consideremos el metabolismo humano (respiración celular) y la fotosíntesis vegetal.
Durante la fotosíntesis, las plantas utilizan la luz solar para convertir el agua y el dióxido de carbono en azúcar y oxígeno. En contraste, el metabolismo humano produce dióxido de carbono, agua y energía a partir del azúcar y el oxígeno.
Ahora excretamos compuestos que contienen carbono y que son descompuestos por hongos y microbios. Si esta conversión ocurre anaeróbicamente, se produce metano, que con el tiempo se transforma en CO₂. Si ocurre aeróbicamente, el CO₂ se produce directamente. (Este proceso de descomposición ocurre en nuestro interior y es también la razón por la que las vacas tienen una huella de carbono tan alta).
Este ciclo también tiene lugar en el agua (lagos y mares), así como entre las esferas (hidrosfera, biosfera, atmósfera).
Cuando las plantas y los animales mueren, los compuestos de carbono se depositan y, a lo largo de millones de años, bajo la influencia de la presión y el calor, se forman los combustibles fósiles. El petróleo y el gas se forman en el océano; el carbón se forma en la tierra.
Cambio climático (antropogénico)
La Tierra está constantemente sujeta a fluctuaciones climáticas. Desde su formación, ha habido períodos más cálidos y más fríos. Desde la última glaciación, hace unos 12.000 años, el clima se ha mantenido relativamente estable. Solo desde 1980 se ha observado un aumento brusco de la temperatura atmosférica media.
El dióxido de carbono desempeña un papel especialmente crucial en este aspecto (véase el gráfico), ya que se produce mediante la quema de combustibles fósiles para generar energía. En combinación con la creciente demanda energética de la humanidad, las emisiones de CO₂ aumentaron de 2 gigatoneladas en 1900 a 34,8 gigatoneladas en 2021 (alcanzando un máximo de 37,1 Gt en 2017).
Procesos de retroalimentación y puntos de inflexión
El aumento de las temperaturas y el cambio climático pueden tener efectos que amplifiquen aún más estos cambios. Este efecto de amplificación es particularmente peligroso para la humanidad, sobre todo cuando se superan los puntos de inflexión. Los puntos de inflexión son eventos que, una vez superados, se vuelven irreversibles. Las reacciones del medio ambiente al cambio climático son completamente naturales, pero irreversibles y pueden hacer que el planeta sea inhabitable para los humanos.
Tres ejemplos de estos bucles de retroalimentación son:
Albedo reducido (reflectividad de un planeta/cuerpo)
A medida que el hielo se derrite, la energía solar entrante ya no se refleja directamente en la superficie blanca, sino que es absorbida por la superficie oscura del mar.
Desertificación de la selva tropical
Impulsado por la deforestación, el cambio climático amenaza con secar la selva tropical. La selva depende en gran medida de la lluvia para la fotosíntesis. Menos agua significa menos fotosíntesis y menos CO₂ que almacenar, lo que a su vez se traduce en más CO₂ en la atmósfera.
Descongelación del permafrost
En el permafrost siberiano y canadiense, es probable que miles de millones de toneladas de carbono de la última glaciación se encuentren ligadas a materiales orgánicos a pocos metros de profundidad. Si se produce este deshielo, se liberarán miles de toneladas.
Estos ciclos de retroalimentación están vinculados a temperaturas específicas y también se denominan puntos de inflexión. Si se superan, puede producirse un efecto dominó imparable.
Con estos conocimientos previos, en el próximo artículo analizaremos el café y el cambio climático. ¿Cuál es el impacto del café en el cambio climático y cuál es el impacto del cambio climático en el café?
