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sábado, 19 de octubre de 2019

1856: el cambio climático ya estaba allí


Circula por la red un recorte de un periódico neozelandés de 1912 con una noticia que pronosticaba que la quema de carbón puede provocar el calentamiento global. Aunque algunos se muestran escépticos sobre la veracidad de la noticia, el recorte es auténtico y coherente con la historia científica del cambio climático, cuyos orígenes se remontan a algunos experimentos pioneros de 1856.
Buceando en Internet, aparece el origen del asunto. El 11 de octubre de 2016, la página de Facebook Sustainable Business Network NZ publicó una fotografía de un recorte de la edición del 14 de agosto de 1912 de la Rodney and Otamatea Times, Waitemata and Kaipara Gazette que incluía un breve artículo titulado “Coal Consumption Affecting Climate” (El consumo de carbón afecta al clima):
«Los hornos del mundo están quemando actualmente alrededor de 2.000.000.000 [dos mil millones] de toneladas de carbón al año. Cuando se quema y se une al oxígeno, agrega alrededor de 7.000.000.000 [siete mil millones] de toneladas de dióxido de carbono a la atmósfera cada año. Esto tiende a hacer del aire una cubierta más densa para la tierra y a elevar su temperatura. El efecto puede ser considerable en unos pocos siglos».
Que el artículo es auténtico está respaldado porque se puede encontrar en los archivos digitales de la Biblioteca Nacional de Nueva Zelanda. Además, para reforzar la veracidad de la misma, es que una noticia idéntica había aparecido en un periódico australiano un mes antes, en el número del 17 de julio de 1912 de The Braidwood Dispatch and Mining Journal, como puede verse en los archivos digitales de la Biblioteca Nacional de Australia.
Si se continúa buceando en la Red, se encontrará que el breve texto de esta noticia tiene su origen en la edición de marzo de 1912 de Popular Mechanics, donde apareció como un epígrafe de un artículo titulado "Remarkable Weather of 1911: The Effect of the Combustion of Coal on the Climate — What Scientists Predict for the Future” (Lo más notable del tiempo en 1911: El efecto de la combustión del carbón en el clima — Lo que los científicos predicen para el futuro).
Cuando se siguen algunos comentarios en las redes sociales, puede verse que no pocos lectores expresaron su escepticismo sobre la idea de que una comprensión tan clara de los mecanismos relacionados con los gases de efecto invernadero (GEI) existiera en 1912, o que en esos años alguien hubiera sugerido que los humanos podrían desempeñar un papel en la alteración de la composición de la atmósfera. Se equivocan. Esas noticias son consistentes con el registro histórico de los primeros experimentos sobre los GEI. Los primeros experimentos llevan la firma de una mujer.
Eunice Foote: la desconocida pionera
Según se enseña en las facultades de Ciencias de todo el mundo, el físico irlandés John Tyndall, que dio a conocer sus investigaciones en una serie de publicaciones a partir de 1859, fue el primero en descubrir que moléculas de gases como el dióxido de carbono, el metano y el vapor de agua (a los que hoy llamamos GEI) bloquean la radiación infrarroja. Por ello, se le considera como el primero en predecir los impactos que provocarían en el clima pequeños cambios en la composición atmosférica de esos gases.
Sin menoscabo de las investigaciones de Tyndall, ni las posteriores del premio Nobel sueco Steven Arrhenius, los investigadores modernos pasan por alto el trabajo de Eunice Foote, que realizó sus experimentos en 1856, tres años antes de que Tyndall presentara los resultados de su investigación, y cuarenta antes de que Arrhenius presentara los suyos.
La mañana del 23 de agosto de 1856, cientos de científicos, inventores y diletantes se reunieron en Albany, Nueva York, para la Octava Reunión Anual de la Asociación Americana para el Avance de la Ciencia (AAAS), que iba a ser la más nutrida en participantes hasta ese momento. Las conferencias anuales de la AAAS reunían a científicos estadounidenses para compartir nuevos descubrimientos, discutir avances en sus respectivos campos y explorar nuevas áreas de investigación. Sin embargo, en aquella reunión no se presentaron informes de calidad, salvo por una notable excepción cuya importancia científica pasó desapercibida hasta que, en 2010, fue reivindicada por Raymond P. Sorenson.
El informe en cuestión llevaba por título Circumstances Affecting the Heat of Sun’s Rays y su autora era, para sorpresa de todos, una mujer, Eunice N. Foote. Como en esos tiempos no se permitía que las mujeres presentaran informes a la AAAS, Joseph Henry, un eminente profesor de la Smithsonian Institution, presentó el trabajo de investigación. En noviembre de 1856 se publicó una breve página y media en la revista de la AAAS American Journal of Art and Science.
El experimento pionero de Foote era ingeniosamente casero. Usando cuatro termómetros, dos cilindros de vidrio y una bomba de vacío, aisló los gases componentes de la atmósfera y los expuso a los rayos del sol, tanto a la luz solar directa como a la sombra. Al medir los cambios de sus temperaturas, descubrió que el CO2 y el vapor de agua absorbían calor suficiente como para que esta absorción pudiera afectar el clima: «Una atmósfera de [CO2] le daría a nuestra Tierra una temperatura alta; y si, como algunos suponen, en un período de su historia, el aire se había mezclado con él en una proporción mayor que en la actualidad, […] de ello debió de resultar una temperatura necesariamente mayor». En esos momentos, Foote estaba años por delante de la ciencia de su tiempo. Lo que describió y teorizó fue el calentamiento gradual de la atmósfera de la Tierra, lo que hoy llamamos el efecto invernadero.
John Tyndall
Eunice Foote presentó sus resultados tres años antes de que lo hiciera John Tyndall, cuyos experimentos más sofisticados demostraron de manera concluyente que el efecto invernadero proviene del vapor de agua y otros gases como el CO2 que absorben y emiten energía infrarroja térmica.
Tyndall presentó los resultados de sus experimentos en un informe a la Royal Society de Londres en 1859. Aunque en ese primer documento no proporcionó resultados cuantitativos ni especificó qué gases habían sido objeto de su investigación, escribió que «los diferentes gases interceptan el calor radiante en diferentes grados». En un esfuerzo por reivindicar la prioridad de su trabajo, Tyndall escribió: «Con la excepción de las célebres memorias de M. Pouillet sobre la radiación solar a través de la atmósfera, hasta donde yo sé nada se ha publicado sobre la transmisión de calor radiante a través de cuerpos gaseosos. Ni siquiera sabemos nada del efecto del aire sobre el calor irradiado de fuentes terrestres».
En un artículo de 1861, Tyndall proporcionó análisis cuantitativos que indicaban que, en comparación con el oxígeno y el nitrógeno, componentes mayoritarios de la atmósfera, otros gases como el CO2, el vapor de agua y el metano eran unos absorbentes extremadamente eficientes de la energía radiante. También especuló que los cambios en la concentración de esos gases podrían tener impacto en el clima. Fleming (1998) ha estudiado en profundidad las numerosas publicaciones de Tyndall sobre el calor y otros temas relacionados con el cambio climático.
Svante Arrhenius
El primero en usar el término "gases de efecto invernadero" fue el científico sueco Svante Arrhenius (premio Nobel de Química en 1903 por sus trabajos en electrolisis). En un artículo publicado en 1896 en la revista Philosophical magazine and Journal Science presentó un cálculo en el que demostraba que la Tierra era mucho más cálida gracias a que algunos gases atmosféricos atrapan energía calorífica. Calculó el coeficiente de absorción del CO2 y del agua y el calor total que absorbería la atmósfera terrestre para diferentes concentraciones de CO2, así como los cambios correspondientes de temperatura.
Tras decenas de miles de cálculos a mano, predijo un aumento de entre 5 y 6 grados centígrados de temperatura para una concentración doble de CO2. Las estimaciones actuales están entre 1,5 y 4,5 grados centígrados. Por tanto, a finales del XIX, Arrhenius comprendió que los seres humanos tenían el potencial de desempeñar un papel significativo en el cambio de la concentración de al menos uno de esos gases, el CO2 (llamado ácido carbónico en aquel tiempo):
«La producción actual de carbón en el mundo alcanza en números redondos 500 millones de toneladas al año, o una tonelada por kilómetro de superficie terrestre. Transformada en ácido carbónico, esa cantidad correspondería aproximadamente a una milésima parte del ácido carbónico atmosférico».
Aunque en ese artículo no decía explícitamente que la actividad humana podría calentar el planeta, Arrhenius presentaría ese argumento en trabajos posteriores. Es precio subrayar que aunque Arrhenius no escribió explícitamente que la quema de combustibles fósiles podría causar el calentamiento global, su artículo indica que era consciente del potencial de los combustibles fósiles como fuente importante de CO2. Arrhenius no pudo prever el aumento enorme en el consumo de combustibles fósiles debido a la invención y el uso generalizado de los automóviles, trenes, barcos, aviones y otros medios de transporte automotriz. Tampoco pudo imaginarse las mejoras sustanciales en el saneamiento y la salud pública que llevaron a la explosión demográfica del siglo XX.
En un homenaje que se ofreció a Arrhenius en 2008, publicado por la Real Academia Sueca de Ciencias de la Ingeniería, puede leerse que sus ideas sobre el carbón y el clima eran muy conocidas en su época, pero cayeron en desgracia después de su muerte en 1927:
«Aunque la predicción [del calentamiento] de Arrhenius recibió un gran interés público, este, como ocurre siempre, disminuyó en el tiempo, pero fue recuperado como un importante mecanismo global por el gran físico atmosférico Carl Gustaf Rossby, que inició mediciones atmosféricas del CO2 en Suecia en la década de 1950».
Mi búsqueda en Internet me ha llevado a otra publicación de 1882 en Nature que habla del "óxido carbónico" (otro de los nombres que recibía el CO2) y sus efectos en la atmósfera, en el que se alude a una comunicación anterior sobre el tema que no se especifica, pero en la que se pronosticaba apocalípticamente que, de seguir las cosas como estaban, toda vida animal cesaría en 1900.
Afortunadamente el pronóstico no se cumplió, pero esos textos ponen de manifiesto que el tema del calentamiento global eran ya objeto de atención pública hace más de un siglo. Cada vez que salen a la luz nos recuerdan algo de lo que muchos probablemente no son conscientes: La del cambio climático es una ciencia compleja en constante evolución. 
Mes a mes, semana tras semana, día tras día, los cálculos, los modelos y la comprensión matizada de cómo la atmósfera interactúa con la Tierra y cómo influimos en ella son cada vez más precisos. Sin embargo, los hechos básicos no han cambiado. © Manuel Peinado Lorca. @mpeinadolorca.