El origen científico de Kioto

Medio siglo de mediciones. Charles Keeling comenzó a controlar el CO2 en 1957 en el volcán de Mauna Loa

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Ángel Díaz
Natura / El Mundo
Pocas veces logra la ciencia mostrar sus complejas investigaciones de un modo tan simple, directo y comprensible como con la llamada curva de Keeling, que muestra el continuo aumento de dióxido de carbono atmosférico desde que comenzaron a tomarse mediciones precisas, a mediados del siglo pasado.

No en vano esta gráfica es una de las imágenes más reproducidas, estudiadas y debatidas de la ciencia actual, y va camino de convertirse en todo un icono de la cultura popular, como antes fueron el ‘E=mc2’ de Einstein, la manzana de Newton o el telescopio de Galileo. Más aún: tras la curva de Keeling se esconden muchos de los enfrentamientos, polémicas y discusiones que centran la política internacional del momento, tal y como acaba de quedar patente en la agitada Conferencia de Bali.

Los líderes del mundo negocian ahora en cumbres cómo reducir los gases invernadero, pero estos compuestos apenas preocupaban a un puñado de expertos hace tan sólo unas décadas.

Lo curioso es que, cuando nos remontamos aún más en el tiempo, sí encontramos importantes precedentes. La teoría de que el aumento de CO2 provoca un efecto invernadero en la atmósfera data de finales del siglo XIX, cuando el físico sueco Svante Augusto Arrhenius postuló que tal había de ser la causa de que se sucedieran las Edades de Hielo con otras más calurosas. El histórico artículo fue publicado en marzo de 1896 en ‘Philosophical Magazine and Journal of Science’.

Más adelante, Arrhenius calcularía que faltaban 3.000 años para que la humanidad provocara un cambio significativo en el clima. Sus conjeturas sobre el grado de influencia del CO2 en la atmósfera han resultado sorprendentemente acertadas, pero sus cálculos sobre el desarrollo económico subestimaron el crecimiento experimentado en el siglo XX, lo que explica que su predicción fuese menos alarmante que las actuales.

Por lo demás, tanto los colegas de Arrhenius como los expertos de la siguiente generación estaban convencidos de que las emisiones de CO2 no llegarían a acumularse en la atmósfera, sino que los océanos las absorberían por completo.

Esta certidumbre no comenzó a tambalearse hasta la segunda mitad del siglo XX, cuando se realizaron mediciones precisas y éstas revelaron, para sorpresa de todos, que el gas contaminante incrementaba año a año su presencia en la atmósfera, cada vez más sucia y susceptible de calentarse. El responsable de tal descubrimiento fue Charles David Keeling, el científico estadounidense que da nombre a la famosa gráfica y que midió durante décadas la concentración de CO2 desde lo alto de Mauna Loa, un volcán hawaiano que supera los 4.000 metros de altura.

Recién terminado su doctorado, Keeling llegó al Instituto Tecnológico de California (Caltech) con el objetivo de hallar un modo eficaz de extraer plutonio de las rocas de granito, una actividad de interés en la industria nuclear. Jamás llegó a dedicarse a ello. Su mentor, Harrison Brown, le encargó otro proyecto: estudiar el intercambio de CO2 entre las aguas, la atmósfera y las piedras calizas.

Keeling empezó esta tarea en California, pero enseguida se dio cuenta de que la intensa actividad industrial de la zona producía resultados incongruentes, así que se llevó su equipo, aún rudimentario, hasta la pequeña población de Big Sur, en el desierto de Monterrey. Allí descubrió las variaciones de CO2 atmosférico entre el día y la noche. Lo hizo, además, en el momento oportuno: corría el año 1956, y las autoridades científicas se volcaban en la preparación del que sería el Año Geofísico Internacional, una serie de eventos que en realidad abarcaron desde julio de 1957 hasta el final de 1958.

Recién estrenada la carrera espacial, los estudios planetarios cobraron un protagonismo sin precedentes, con lo que Keeling logró dinero para continuar sus estudios, esta vez con potentes analizadores de gases, en Mauna Loa.

Allí descubrió las variaciones de CO2 entre estaciones, debidas a la llamada ‘respiración de la Tierra’: en primavera, la vegetación toma este gas del aire para realizar la fotosíntesis y crecer; en otoño, lo devuelve a la atmósfera. Pero Keeling también se dio cuenta de algo aún más sorprendente: la media anual subió de 1957 a 1958, y volvió a hacerlo en 1959. En marzo de 1958, cuando comenzaron las mediciones en Mauna Loa, el gas de efecto invernadero ocupaba 315 partes por millón (ppm) de nuestra atmósfera. Hoy, ha ascendido hasta las 383 ppm.

Este continuo y drástico aumento quedó plasmado para la posteridad en la ascendente gráfica de Keeling, quien seguiría al frente de la estación de Mauna Loa hasta su muerte, en 2005. Ahora es su hijo, Ralph Keeling, quien continúa su legado.

EL LEGADO

LA NUEVA CURVA

Mediciones de oxígeno

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Tras una informal charla en la cocina entre padre e hijo, Ralph Keeling descubrió su vocación y decidió profundizar en la labor de su progenitor. Los datos de Mauna Loa daban cuenta del aumento de CO2 en la atmósfera, pero había un problema: el hombre estaba emitiendo aún más gases de los que quedaban plasmados. ¿A dónde iba el resto? Parte del misterio radica en los océanos, que intercambian gases con la atmósfera gracias a las olas y el viento. De hecho, el CO2 de los mares, que se mide desde finales de los 80, también está aumentando. Pero, aunque se sumen este incremento y el de la atmósfera, aún no basta para explicar dónde han ido a parar todas nuestras emisiones. Animado por su padre, Ralph Keeling empezó a medir el oxígeno atmosférico en 1989, y descubrió que este elemento está reduciendo su concentración, algo previsible debido a la contaminación. Sin embargo, también observó que la atmósfera no pierde oxígeno tan rápido como debería. Esto le sirvió para postular una solución a la mencionada incógnita: la vegetación terrestre está aumentando su actividad fotosintética, lo que consume una cantidad extra de CO2 y permite compensar, al menos en parte, las emisiones antropogénicas. Lo malo es que este efecto, cuyas causas nadie conoce a ciencia cierta, no es ilimitado, y aún quedan combustibles fósiles para causar un desequilibrio que dure un milenio, de acuerdo con los cálculos de Ralph Keeling y sus colegas del Instituto Scripps, donde ahora se habla de dos gráficas de Keeling, opuestas pero complementarias: la ascendente de Charles Keeling sobre el CO2 y la nueva curva de Ralph Keeling, descendente y basada en el oxígeno.
RED DE ESTACIONES

Vigilando la atmósfera. Charles Keeling montó sus aparatos en lo alto del Mauna Loa, por encima del mar de nubes y de los efectos aberrantes de los gases del volcán, porque fue el lugar más apartado al que tuvo acceso, pero ahora existen otras muchas estaciones que complementan las mediciones del observatorio hawaiano, en emplazamientos aún más recónditos y apartados de humos industriales que puedan falsear los datos. Incluso hay satélites que pueden observar el CO2 desde la órbita terrestre. La Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA, por sus siglas en inglés), la institución gubernamental estadounidense de la que depende la estación de Mauna Loa, cuenta con una red de cinco observatorios distribuidos por el globo. Junto al hawaiano, se encuentran operativos los centros de investigación de Barrow (Alaska), Trinidad Head (California), Tutuila (Samoa americana) y el Polo Sur (Antártida). Desde ellos, no sólo se miden los niveles de CO2, sino también de ozono estratosférico, aerosoles, vapor de agua o radiación. En definitiva, todo lo que pueda afectar al clima.

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