La cambiante temperatura de la Tierra

La temperatura en un lugar determinado de nuestro planeta, o en todo él, depende de una enorme diversidad de factores, e incluso podría ser que aún no los conozcamos todos.

Mapa de temperaturas medias anuales entre 1961 y 1990 en
todo el mundo. (Imagen GFDL de Robert A. Rhode,
via Wikimedia Commons) 

El tiempo es el gran iniciador de conversaciones. Quejarse de él permite iniciar una relación con un desconocido en el ascensor, en el bar, en el taxi, en la disco...

El tiempo nos preocupa porque nuestra vida depende de él. Nuestras cosechas pueden perderse si hay variaciones inesperadas e incluso nosotros mismos sólo podemos sobrevivir en un rango de temperaturas muy estrecho, y al estar fuera de él requerimos protección o morimos. Ello explica también por qué somos especialmente sensibles a los cambios de temperatura: es una alarma de peligro de vida o muerte. De hecho ni siquiera habríamos podido sobrevivir con las temperaturas que dominaron la mayor parte de la larga historia de nuestro planeta.

El factor que nos parece más determinante para la temperatura en cualquier lugar de nuestro planeta es la luz del sol: mientras más perpendicular es respecto de un punto determinado, más energía le aporta y más caluroso será el tiempo, como ocurre en verano y, a la inversa, mientras mayor es el ángulo al que la luz solar entra en la atmósfera y llega a la tierra, menos energía recibe ese punto y su temperatura baja.

La irradiación solar es en realidad sólo uno de muchos factores que se interrelacionan en el complejo sistema que es nuestro planeta. La composición de nuestra atmósfera, así como su presión, por poner un ejemplo, es también un elemento clave, ya que determina cuánta energía es capturada por el aire a nuestro alrededor, cuánto se refleja y cuánto calor se puede dispersar.
La historia de nuestro planeta comienza como una enorme masa de lava ardiente que se formó de polvo estelar hace unos 4.500 millones de años y pasó los siguientes 700 millones enfriándose y formando una corteza y una atmósfera. Hace 2.500 millones de años, los primeros seres vivos, las cianobacterias, empezaron a emitir oxígeno a la atmósfera como subproducto de su metabolismo... un elemento que antes estaba sólo presente en forma de compuestos diversos.

El oxígeno ayudó a reducir la temperatura de nuestro planeta hasta que, hace unos 500 millones de años, alcanzó una temperatura media de unos 22 grados centígrados. Esto, que parece cómodo, es tremendamente cálido, una temperatura 8 grados superior a la que los geólogos y climatólogos suelen usar como punto de referencia: el promedio de temperaturas en todo el planeta entre 1961 y 1990, alrededor de 14 oC. Esta media, claro, incluye desde los extremos por encima de los 40 grados en lugares como Etiopía hasta los que están por debajo de los -46 grados centígrados en los asentamientos más al norte de Rusia o Canadá.

Estas temperaturas, que conocemos sólo mediante mediciones indirectas y cálculos razonablemente fiables pero no absolutamente certeros, aumentaron hace entre 250 y 55 millones de años hasta un máximo de 6 grados por encima del punto de referencia. Este aumento se vio interrumpido por un súbito enfriamiento que coincidió con la extinción de los dinosaurios hace 66 millones de años.

A partir de ese momento, las temperaturas disminuyeron hasta llegar a una “era de hielo” que comenzó hace 35 millones de años, hasta que hace unos 3 millones de años alcanzaron un valor cercano al de la media de 14 oC y la tendencia continuó durante los siguientes dos y medio millones de años.

De las glaciaciones al calentamiento global

En el último tercio de su historia, la Tierra ha pasado por varios períodos glaciales, en los cuales las temperaturas de los polos son muy bajas, y tienen una gran diferencia respecto de las que se experimentan en las zonas ecuatoriales. Grandes glaciares avanzan desde los polos cubriendo enormes extensiones de tierra y mar.

Este fenómeno ha ocurrido aproximadamente cada 200 millones de años, y cada una de las eras glaciales o eras del hielo ha tenido una duración de millones de años. Dado que técnicamente una era de hielo es cualquiera donde haya glaciares en los polos, estamos en la más reciente de ellas. Pero dentro de ella hay glaciaciones y períodos más cálidos regidos, hasta donde tenemos información, aunque hay ciertas discrepancias, por los ciclos que descubrió el geofísico serbio Milutin Milankovitch y que relacionan las variaciones de la temperatura con la posición de la Tierra: la precesión de su órbita y la excentricidad e inclinación de su eje. La más reciente era glacial ocurrió hace entre 110.000 y 12.000 años, es decir, la experimentaron y vivieron los seres humanos modernos. A lo largo de ella, hubo distintos períodos de avance y retroceso de los glaciares en distintos puntos del planeta

La temperatura del planeta sólo empezó a registrarse de modo preciso y directo a partir de 1850, gracias a termómetros precisos y fiables, y a la aparición de oficinas meteorológicas nacionales por todo el mundo, usando como modelo la británica, establecida en 1854.

Gracias a este registro, además de los estudios indirectos como el análisis de la atmósfera del pasado conservada en glaciares muy antiguos, y que se pueden estudiar tomando muestras profundas del hielo, hemos podido determinar que uno de los factores determinantes de la temperatura es la concentración de bióxico de carbono (CO2) en la atmósfera. Mientras más CO2 hay, mayor es la temperatura.

Ésta es una de las bases más sólidas para que la mayoría de los especialistas concluyan que el aumento de un grado centígrado en la temperatura media del planeta registrado desde 1900 se debe en gran medida a la emisión de CO2 producto de actividades humanas, principalmente la quema de combustibles fósiles.

El futuro de la temperatura de nuestro planeta es, sin embargo, difícil de prever aún si los seres humanos controlamos nuestra emisión de gases como el bióxido de carbono a la atmósfera. Nada garantiza que consigamos tener una temperatura ideal para el futuro, porque nuestro planeta es un sistema dinámico, siempre cambiante, en el que juegan muchos elementos conocidos y otros que aún no hemos podido identificar.

Lo único seguro es que seguiremos teniendo la oportunidad de hablar del tiempo y quejarnos de él para conocer nuevas personas.

El tiempo y el clima Solemos escuchar que el calentamiento global se ve confirmado o denegado por una ola desusada de frío o de calor. Pero el tiempo, que es nuestra experiencia inmediata, es sólo lo que pasa en la atmósfera en un momento dado donde estamos, nada más. El clima es la media de todos los aspectos en todo el mundo y durante mucho tiempo. Por eso, la temperatura media del planeta puede aumentar medio grado en un año aunque en nuestra ciudad hayamos tenido más frío que nunca. Ese frío es sólo nuestra aportación a la media.

Los años del frío

Monumento en recuerdo de la gran hambruna de las patatas en
Irlanda a mediados del siglo XIX, provocada
en parte "pequeña edad de hielo".
(Foto D.P. de Eddylandzaat vía Wikimedia Commons)

Entre la edad media y fines del siglo XIX, un descenso en las temperaturas demostró cómo una pequeña variación en el clima puede tener profundas consecuencias.

Después de un período de clima y benigno en las tierras alrededor del Atlántico Norte, el Período Cálido Medieval, entre 1300 y 1870 se desarrolló uno de los más apasionantes misterios meterológicos: una reducción de las temperaturas especialmente en Europa y América del Norte, bautizado como “La pequeña edad de hielo” por François E. Matthes en 1939, pero más como una metáfora que como una descripción precisa, pues no fue una “edad de hielo” real como las glaciaciones.

El enfriamiento fue de 1-1,5 grados centígrados de media mundial por debajo de los niveles actuales. Esa variación, que nos puede parecer modestísima tuvo efectos profundos sobre las sociedades que lo padecieron y sirve para advertirnos de los profundos efectos que puede tener una variación que nos parezca irrelevante.

Las temperaturas bajaron entre 1150 y 1460. Siguieron cien años con un súbito ascenso y, a partir de 1560, el frío se agudizó hasta 1850, cuando nuevamente empezaron a subir las temperaturas a los niveles que conocimos en el siglo XX y en el actual siglo XXI.

El aumento de las lluvias favoreció la aparición de enfermedades en animales, cultivos y seres humanos. Ese cambio climático podría haber sido la causa, o un factor relevante, en las epidemias de la Peste Negra que acabaron con entre un tercio y la mitad de la población europea.

En España, el río Ebro, por ejemplo, se congeló 7 veces entre 1505 y 1789, y se desarrolló el comercio de los “pozos de nieve” en diversas zonas cercanas al Mediterráneo, una amplia red de depósitos que se mantuvo entre el siglo XVI y XIX. Fue también una época de desarrollo de los glaciares en la Sierra Nevada y los Pirineos.

Durante la pequeña edad del hielo, los inviernos fueron más largos y crudos, y las épocas de cultivo se redujeron entre un 15 y un 20%. Como ejemplo, la temporada de cultivo en Gran Bretaña llegó a ser uno o dos meses menor que en la actualidad, y al no contar con las semillas resistentes que hoy la tecnología nos puede ofrecer, la producción agrícola cayó, como lo demuestran los precios del trigo y el centeno, que que a partir de 1500 y hasta 1900 se multiplican hasta por diez.

Muchas hambrunas de ese período están relacionadas con las malas cosechas producto del frío, como la que azotó a Francia y los países vecinos por el fracaso de la cosecha de 1693, y que provocó millones de víctimas, mientras que, en los países nórdicos, los campesinos abandonaron las granjas más al norte en busca de mejores tierras.

Esta situación pudo haber sido también uno de los motores de la revolución agrícola que se inició en los países bajos en los siglos XV y XVI, con procedimientos más intensivos, diversificación y selección que después se difundieron por toda Europa.

El año que no hubo verano

Un fenómeno curioso respecto de los precios del centeno lo encontramos en 1816, cuando alcanzó su máximo histórico. De hecho, 1816 es conocido entre los científicos y los historiadores como “el año que no hubo verano” en el hemisferio norte. La primavera de 1816 ya había sido de por sí fría en Estados Unidos, la parte atlántica de Canadá, partes de Europa occidental e incluso el norte de China. Una helada en pleno mes de mayo destruyó numerosos cultivos en Estados Unidos, y los fracasos agrícolas, sumados a la escasez de las guerras recientes de Napoleón, ocasionaron hambrunas en Francia, el Reino Unido (especialmente Irlanda), Suiza y otros países, para un recuento final estimado de unas 200 000 muertes de hambre.

El enfriamiento del año que no hubo verano (y que fue de sólo 0,7 ºC de media anual) era ciertamente parte de la mecánica de la Pequeña Edad de Hielo, pero se vio agudizada, según consideran actualmente los expertos, por la erupción del Monte Tambora en la isla de Sumbawa, en Indonesia, que lanzó a las capas superiores de la atmósfera enormes cantidades de ceniza volcánica. La influencia de los volcanes en el clima está bien documentada. La erupción del Huaynaputina en Perú se relacionó con que 1601 fuera un año especialmente frío en el hemisferio norte, provocando una hambruna en Rusia, mientras que la erupción del Laki, en Islandia, en 1783, se relaciona con la severidad del invierno de 1784 y luego un clima benigno que provocó una cosecha con excedentes en 1785, entre otros muchos efectos.

Dada la complejidad del sistema climatológico de nuestro planeta, no se ha podido determinar cuál fue la causa de la pequeña edad de hielo. Hay una correlación que llama la atención, sin embargo, y que puede haber sido al menos un factor relevante: la reducción de la actividad solar medida de acuerdo a las manchas solares. Entre 1645 y 1715, años que coinciden con la mitad y los años más fríos de la pequeña edad de hielo, se registró una actividad solar particularmente baja, el “mínimo de Maunder”. Otros períodos de actividad solar singularmente baja se relacionan también con otras épocas de frío.

Pero en la pequeña edad de hielo también pueden haber influido otros factores, como la llamada Oscilación del Atlántico Norte, donde la zona de Islandia suele tener bajas presiones persistentes y la de las Azores altas presiones, una situación “positiva”, lo que influye en el clima cálido europeo. Cuando la situación se invierte haciéndose “negativa”, los inviernos son más crudos y los veranos más suaves. Aunque no se tienen mediciones, se cuenta con indicios de que hubo una situación negativa durante la mayor parte de la pequeña edad de hielo.

La pequeña edad de hielo hace pensar a sectores con claros intereses políticos y económicos que el calentamiento global que enfrentamos hoy podría ser un fenómeno natural e inevitable. Sin embargo, hay tantas evidencias sólidas, como la correlación entre el aumento en las emisiones de CO2 y el aumento en la temperatura media global que el consenso científico casi unánime es que la actividad del hombre es la responsible del calentamiento o al menos es un componente importante del mismo, por lo que moderar dicha actividad es lo más recomendable.

Al menos mientras conseguimos entender mejor el complejo mecanismo de la climatología de nuestro planeta.

Frankenstein En 1816, muchos europeos pasaron el verano de 1816, el año sin verano, alrededor del fuego. Tal fue el caso de la pareja formada por el poeta Percy Bysse Shelley y su amante Mary Godwin, atrapados bajo techo en el lago Ginebra, en Suiza. Para matar el aburrimiento, junto con sus amigos Lord Byron Y John Polidori, decidieron hacer un concurso de cuentos… del que saldría la novela fundadora de la ciencia ficción moderna, Frankenstein, de la que poco después sería la esposa del poeta, Mary Shelley.