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Al borde del abismo

Entre mis lecturas del pasado verano, está este artículo: “” (Acercándose a un cambio de estado en la biosfera de la Tierra), que firman A. D. Barnosky y 21 científicos más en Nature (vol. 486, pp. 52-58, 2012). Pese a estar publicado en una revista científica, es de bastante fácil lectura, y tiene una conclusión igualmente simple de resumir remedando la famosa frase que se atribuye a distintos y despreciables dictadores: “Estamos al borde del abismo, y nos disponemos a dar un paso al frente”. Y no, no va de cambio climático. Ni del euro.

Los firmantes del artículo, entre los que se encuentran dos prestigiosos investigadores de la (CSIC), y , comienzan por revisar la evidencia de que la Tierra ha sufrido cambios de estado bruscos (también llamados transiciones críticas) a escala planetaria en el pasado. Así, nos recuerdan las cinco grandes de especies ocurridas hace cientos de millones de años, en las que desaparecieron al menos el 75% de las especies y los ecosistemas sufrieron enormes cambios al pasar a ser dominados por especies antes muy raras. Tenemos también la llamada , caracterizada por lo contrario, un sinfín de innovaciones evolutivas que condujeron a las distintas clases en que se clasifica la vida en la Tierra tal y como las conocemos hoy. Y, más recientemente, hace sólo unos 12000 años, una rápida , períodos cálido-frío-cálido sucediéndose a gran velocidad, que de nuevo ocasionaron la extinción de más de la mitad de los mamíferos de gran tamaño, decrecimiento de la biodiversidad y un rápido incremento de la biomasa humana, esto es, del número de nuestros congéneres.

Detrás de estos cambios bruscos hay una imagen matemática común: la idea de las . Los sistemas biológicos (y muchos otros) no están en un estado de equilibrio, ni siquiera estacionario, sino que típicamente fluctúan en un cierto rango en un torno a unas ciertas características típicas. Cuando las fuerzas que controlan el sistema cambian, normalmente el estado típico del sistema cambia ligeramente, pero puede darse el caso de que un pequeño cambio de las fuerzas dé lugar a una transición crítica. La siguiente figura muestra una representación gráfica muy esquemática de estos fenómenos [tomada de un trabajo anterior del que también es co-autor Bascompte, “” (Señales precoces de aviso de transiciones críticas), M. Scheffer et al., Nature vol. 461, pp. 53-59 (2009)].


Así, el caso de cambios proporcionales a los de las condiciones o fuerzas que actúan sobre el sistema sería el panel a, un caso de cambio no catastrófico (en el que si se revierte la modificación de las condiciones del sistema éste recupera su estado aparece en el panel b, y finalmente, un cambio catastrófico, en el que el cambio no es reversible, se recoge en el panel c. Lo que ocurre en este último caso es que para un mismo conjunto de condiciones el sistema puede estar en dos estados distintos, pero una vez que hemos entrado en uno de ellos volver al anterior es muy difícil, y el sistema sólo experimenta modificaciones en torno su nuevo estado.

Claro, para aplicar este modelo matemático, Barnosky et al. tienen que identificar en cada una de las transiciones pasadas que fue lo que varió para inducir el correspondiente cambio, y así lo hacen. Por volver sólo al ejemplo más reciente, hace 12000 años la alternancia de períodos fríos y cálidos estuvo causada por variaciones de la órbita de la Tierra que a su vez provocaron modificaciones en la cantidad de luz solar que recibíamos.

Pero vamos a lo que importa, que es el presente. Los autores del trabajo apuntan también a las fuerzas que están actuando con más intensidad sobre la biosfera terrestre ahora mismo: el crecimiento de la población humana con el correspondiente incremento en el consumo de recursos, la transformación y fragmentación de los hábitats, la producción y consumo de energía, y sí, por supuesto pero como una fuerza más, el cambio climático. Todas estas fuerzas están variando más rápidamente y en mucha mayor magnitud que en la anterior transición, la glacial-interglacial, y además, todas lo hacen como consecuencia de las actividades humanas. Si pensamos por ejemplo en como hemos ido transformando los paisajes (para actividades agrícolas, ganaderas, por construcción de ciudades, vías de transporte, minería, actuaciones sobre los ríos, etc.) resulta que todos esos cambio realizados a pequeña escala y los que ellos mismos originan a su vez han dado lugar a que el 43% de la Tierra sea hoy paisaje urbano o agrícola, ambos inexistentes tras la última transición (y, por otro lado, esa última transición sólo afectó a un 30% de la superficie terrestre). Y de esta manera, tal y como muestra la siguiente figura, nos estamos acercando a un abismo: a una transición crítica.

Los autores del trabajo no son profetas, y reconocen, y de ahí las interrogaciones en el momento del cambio de estado, que no saben cuál es el umbral necesario para que se produzca la transición: si lo hará al transformar el 50% o el 60% o el porcentaje que sea de la superficie de la tierra. Pero da igual. Al ritmo en que cambiamos el paisaje, para el 2100 habremos transformado todo!

El ejemplo de cómo transformamos la superficie terrestre y cómo eso puede llevarnos a una bifurcación es sólo eso, un ejemplo. Porque como ya hemos dicho, hay otros factores de cambio en acción. El artículo discute también la importancia del consumo de energía por la humanidad, que está a fecha de hoy en torno al 20-40% de toda la energía que produce la Tierra. Los propios humanos han generado mucha de la energía extra que consumen respecto al resto de animales y plantas a partir de combustibles fósiles, pero si nuestro número (y el de nuestros animales para consumo y domésticos) sigue aumentando, habrá menos energía disponible para los demás, y es de prever que la biodiversidad disminuirá. Por no decir que ese consumo de energía tiene otras consecuencias, como el aumento del CO2 atmosférico que afecta no sólo al cambio climático sino a cosas como la acidificación del océano.

Los autores del trabajo concluyen que en este escenario, con muchos de los factores que controlan el estado de la Tierra claramente desbocados a niveles nunca vistos y, sobre todo, a niveles superiores a los que provocaron cambios bruscos previos, la posibilidad de una transición crítica es muy alta. Por supuesto, admiten que hay un alto grado de incertidumbre tanto sobre cuánto tardará en ocurrir como sobre su inevitabilidad. Advierten también de la dificultad intrínseca a este tipo de transiciones de predecir a qué escenario iremos, ya que típicamente los cambios bruscos conllevan nuevas características inesperadas a priori. En principio, sí parecen esperable un aumento de las ya numerosas extinciones, grandes cambios en la distribución, abundancia y diversidad de especies, y la aparición de nuevos ecosistemas. Los efectos serán planetarios: afectarán a las áreas sobre los que los humanos actuamos y a las adyacentes, y está por ver que si seguimos aumentando los “ecosistemas” dedicados a producir comida para nosotros, podremos compensar la pérdidad de los ecosistemas naturales y de los servicios que producen (pesca, absorción de CO2, etc.). Finalmente, todo esto puede conducir a aumentar la inestabilidad económica y a problemas sociales generalizados.

Así pues, los autores sugieren que es preciso monitorizar la evolución de nuestro planeta para intentar detectar y anticipar signos de esta posible transición. Para ello proponen tres tipos de acciones. En primer lugar, medir los cambios a escala global mediante sensores remotos (por ejemplo, en satélites), no sólo en cuánto al uso de la tierra firme sino en lo que afecta a la composición del mar, algo aún más difícil. En segundo lugar, monitorizar los cambios de escala local, en terrenos bien controlados como pueden ser los parques nacionales, como indicadores de que los factores que condicionan el estado de la Tierra están actuando con fuerza. Y finalmente, hay que entender cómo esos factores se combinan unos con otros y, sobre todo, como se retroalimentan: así, el cambio climático (sea de origen humano o no, aquí no entramos en eso) combinado con la fragmentación de hábitats magnifica la probabilidad de colapso de los ecosistemas. Esto es clave para actuar cuidadosamente sobre estas fuerzas de manera que disminuir una no haga aumentar otra.

El artículo termina con un párrafo que me parece interesante traducir literalmente: “Las posibles ‘sorpresas’ biológicas, que pueden resultar tanto de fuerzas de abajo-arriba (local a global) o de arriba-abajo (global a local), son muy variadas. Posponerlas, atenuar sus efectos y, en el caso óptimo, evitar una transición crítica a escala planetaria, requiere la cooperación global para cortar las influencias antropogénicas de gran escala actualmente en acción. Ello exige reducir la población mundial y el uso de recursos per cápita; incrementar la proporción de la energía proveniente de fuentes no fósiles a la vez que se utilizan las fósiles de manera más eficiente cuando sean la única opción; aumentar los medios de producción y distribución de alimentos en vez de transformar nuevas áreas o utilizar especies salvajes para alimentar a la gente; y dedicar más esfuerzos a administrar las reservas de biodiversidad y servicios de ecosistemas, tanto en el ámbito terrestre como en el marino, en todas las partes de la superficie terrestre que no están ya dominadas por el hombre. Por supuesto, estas son unas tareas enormes, pero son vitales si el propósito de la ciencia y de la sociedad es dirigir la biosfera hacia las condiciones que deseamos, y no hacia aquellas que pueden caer sobre nosotros inesperadamente.”

Ahí queda eso. No lo voy a negar: soy pesimista. Si ni siquiera somos capaces de dirigir un “sistema complejo sencillo” como es la economía global a donde queremos, y cada día que pasa estamos más cerca de un escenario cuyas consecuencias son difícilmente previsibles, ¿podremos trabajar para controlar la Tierra entera? No lo sé. Pero eso sí, al igual que con la crisis financiera global, no será porque desde el ámbito científico relevante no se haya avisado (como aquí sobre la crisis del euro) y no se hayan indicado las acciones oportunas.