El primer creyente del cambio climático

El cambio climático ha sido tema de debate por científicos, economistas y políticos en las últimas décadas, pero no es una idea exclusiva del siglo XX, ya en el siglo XIX había voces que advertían su existencia.

A finales del siglo XIX, Svante Arrhenius, uno de los químicos más importantes de Suecia, pensó que lo que los humanos estaban haciendo a una escala cada vez mayor podría hacer que su tierra natal fuera un poco más cálida. A mediados de 1890 se dispuso a completar los arduos cálculos para probar su punto.

La interpretación de Arrhenius

Arrhenius no abordó este esfuerzo en un vacío intelectual. Los descubrimientos en geología, biología, física y química se multiplicaron a lo largo de los siglos XVIII y XIX. Las pruebas de extinciones masivas en el registro fósil, así como las pruebas geológicas de la glaciación, llevaron a algunos científicos a proponer la noción radical de que se habían producido múltiples glaciaciones durante los anteriores cientos de miles de años. Los científicos sugirieron múltiples teorías para explicar estas edades de hielo, incluyendo cambios en la órbita de la Tierra, cambios en el brillo del sol, e incluso cambios en la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera.

Svante Arrhenius, químico sueco y de los primeros voceros sobre el cambio climático
Svante Arrhenius, químico sueco y de los primeros voceros sobre el cambio climático

Arrhenius sabía que el dióxido de carbono (para él, el ácido carbónico) absorbe la radiación infrarroja, sentida por nosotros como una forma de calor. También sabía que las locomotoras de vapor de la Revolución Industrial, los barcos y los telares industriales quemaban carbón -mucho carbón- y que la quema de carbón produce grandes cantidades de dióxido de carbono.

¿Cuál sería el resultado de aumentar o disminuir significativamente la concentración atmosférica de CO2, se preguntó Arrhenius? ¿Podría el duplicar su concentración en la atmósfera aumentar la temperatura de la superficie de la Tierra? ¿Cuánto de una disminución en su concentración causaría una edad de hielo?

Los escépticos de hoy en día sobre el cambio climático nos harían creer que toda la noción de calentamiento global es una idea relativamente reciente y poco elaborada, ideada por una cábala de científicos liberales empeñados en destruir la economía de los Estados Unidos. Sin embargo, las raíces del pensamiento científico sobre la temperatura de la Tierra están enterradas en el siglo XIX.

Primeras voces sobre el cambio climático

La primera persona en dar voz a la noción de que la atmósfera de la Tierra atrapa el calor y calienta el planeta fue el matemático francés Joseph Fourier, quien a principios del siglo XIX hizo una pregunta aparentemente simple: ¿Qué determina la temperatura de la superficie de la Tierra?

Sus cálculos sugirieron que dado el equilibrio entre la energía entrante del sol y la energía saliente (en forma de infrarrojos) de la superficie de la Tierra, la temperatura debería ser mucho más fría, muy por debajo del punto de congelación, de hecho. (Hoy en día los científicos climáticos están de acuerdo en que la temperatura media de la Tierra sería de unos 0°F sin la presencia de gases de efecto invernadero en la atmósfera. Nuestra temperatura superficial media real es de unos 57°F.)

Joseph Fourier, matemático francés
Joseph Fourier, matemático francés

Fourier no sabía cómo la atmósfera atrapaba la radiación infrarroja. En 1838 el físico francés Claude Pouillet especuló que el vapor de agua y el dióxido de carbono podrían explicar el fenómeno, pero no había pruebas experimentales de que estos gases absorbieran calor. En 1859 John Tyndall, un profesor de filosofía natural en el Royal Institution de Londres y un entusiasta alpinista, decidió probar si los gases de la atmósfera podían atrapar calor.

Trabajando en los laboratorios del Royal Institution, Tyndall desarrolló un elaborado sistema instrumental para medir la cantidad de calor radiante que absorbían los diferentes gases. Su trabajo demostró que mientras que el oxígeno, el nitrógeno y el hidrógeno eran transparentes a la radiación infrarroja, el vapor de agua, el CO2 y el metano absorbían dicha radiación.

John Tyndall, físico irlandés
John Tyndall, físico irlandés

Tyndall se dio cuenta de que el vapor de agua es el principal gas de efecto invernadero en la atmósfera y es en gran medida responsable del efecto que Fourier había calculado en 1824. Como alpinista, Tyndall había desarrollado un intenso interés en los glaciares, que él y otros científicos pensaban que eran remanentes de las vastas capas de hielo que cubrían grandes partes de Europa y América del Norte durante la última edad de hielo global. ¿Qué causó estos enormes cambios en el clima de la Tierra? ¿Podrían ser responsables las fluctuaciones en el nivel de los gases de efecto invernadero? En una conferencia pública en 1863 Tyndall proclamó,

Este vapor acuoso es una manta más necesaria para la vida vegetal de Inglaterra que la ropa para el hombre. Quitar por una sola noche de verano el vapor acuoso del aire que se extiende por este país, y seguramente destruiría toda planta capaz de ser destruida por una temperatura de congelación. El calor de nuestros campos y jardines se derramaría sin cesar en el espacio, y el sol se elevaría sobre una isla sujeta a la férrea garra de la escarcha.

Agua, dióxido de carbono y temperatura

Así que, si el vapor de agua es el gas de efecto invernadero dominante en la Tierra, ¿por qué Arrhenius estaba tan interesado en el dióxido de carbono? La Tierra es un planeta acuoso, y Arrhenius, como otros científicos, reconoció que el vapor de agua entra y sale de la atmósfera y los océanos en cuestión de días y que su concentración en la atmósfera depende de la temperatura. En cambio, el dióxido de carbono no está influenciado por el clima y persiste en la atmósfera durante siglos. El aumento o la disminución del CO2 cambiaría la temperatura de la Tierra, lo que a su vez afectaría a la cantidad de vapor de agua en la atmósfera, afectando así a la temperatura. Este ciclo convierte el CO2 en un control en el termostato de la Tierra.

Arrhenius se centró, al igual que Tyndall, en las causas de los períodos glaciales, y sus cálculos mostraron que una disminución significativa del CO2 atmosférico podría desencadenar un período glacial.

También calculó que una duplicación del CO2 atmosférico podría causar un aumento en la temperatura de la superficie de la Tierra de 11°F a 14.5°F. Hacer estos cálculos fue extremadamente tedioso y requirió meses de esfuerzo, pero esta torpeza concentrada puede haber sido para mejor. En ese momento, Arrhenius sufría de depresión, provocada por un breve matrimonio infeliz y un posterior divorcio.

Los cálculos de Arrhenius fueron ignorados

Publicó su investigación en 1896 en la Revista Filosófica y el Diario de Ciencia de Londres, Edimburgo y Dublín. Dadas las rudimentarias herramientas a su disposición – lápiz y papel – el cálculo de Arrhenius se acerca notablemente al aumento de 5,5°F a 9°F en la temperatura superficial que los modelos actuales sugieren para duplicar el CO2.

Siendo el nativo de una nación con un clima frío, a Arrhenius no le preocupaba tal posibilidad. En 1908 publicó un libro popular, Mundos en Construcción, en el que aseguraba a los lectores que al aumentar el CO2 “podemos esperar disfrutar de edades con climas más equitativos y mejores, especialmente en lo que respecta a las regiones más frías de la tierra, edades en las que la tierra producirá cosechas mucho más abundantes que en la actualidad, en beneficio de la humanidad que se propaga rápidamente”.

Aunque el libro de Arrhenius fue traducido al inglés y a varios otros idiomas, su trabajo sobre el clima y el cambio climático fue prácticamente olvidado durante más de medio siglo, en gran parte porque la mayoría de las personas, incluidos los científicos, no creían que ninguna actividad humana pudiera tener un impacto en un sistema tan vasto como el clima de la Tierra.

Después de la mitad del siglo XX, cuando los científicos comenzaron a medir la concentración de CO2 en la atmósfera, vieron que los niveles de dióxido de carbono aumentaban inexorablemente año tras año. De repente, la idea de Arrhenius de que los humanos podían hacer que Suecia se calentara más parecía profética.

Para más información Future Calculations