Por Julia Pongratz y Christian Reick
El estudio de los registros de la iglesia es una actividad generalmente asociada con teólogos y genealogistas, más bien que con científicos naturalistas. Por tal motivo, la mayor parte de la gente muy difícilmente podrá imaginarse que tales registros contienen también información importante para los investigadores del clima. Estos registros, que se remontan a varios siglos, contienen importante información sobre el desarrollo de las poblaciones y, por consiguiente, también sobre la superficie que era destinada a la actividad agrícola.
Sin embargo, la transformación de la vegetación natural en tierras labrantías tiene consecuencias en el clima. Por lo tanto, nosotros, los investigadores del clima, tenemos mucha suerte de que los demógrafos hayan hecho ya el trabajo, en décadas recientes, y hayan recopilado los datos sobre la población global, con base en documentos históricos. Con estos datos, podemos deducir información, de muchos siglos atrás, sobre la influencia humana en el clima.
La era preindustrial es particularmente apropiada para analizar las consecuencias del uso de la tierra en el clima. Antes de 1850, la expansión global de la agricultura era el único disturbio “hecho por el hombre” en el sistema global del clima. Dado que la extensión de la agricultura muchas veces requirió despejar los bosques, el carbón almacenado en la madera vino a dar a la atmósfera, como parte del dióxido de carbono, un gas de efecto invernadero.
No fue sino hasta mediados del siglo XX cuando la cantidad de dióxido de carbono que los humanos enviaron a la atmósfera, por la quema de combustibles fósiles, excedió de manera significativa la de la expansión agrícola. A partir de entonces, el cambio del clima global, que se observa ahora, ha sido causado principalmente por las emisiones que surgen de la combustión de carbón, petróleo y gas.
LOS CONTINENTES FUNCIONAN COMO RESERVAS DE CARBÓN
La destrucción de la vegetación conduce a la emisión de dióxido de carbono. Al mismo tiempo, la flora de la Tierra vuelve nuevamente inofensiva una parte del dióxido de carbono enviado a la atmósfera. Por medio de la fotosíntesis, las plantas absorben el dióxido de carbono de la atmósfera y transforman en compuestos orgánicos el carbono que contiene, al tiempo que liberan oxígeno en el proceso. En la década de 1990, por ejemplo, los continentes reabsorbieron, cada año, alrededor de un gigatón (un billón de toneladas), de los aproximadamente 6.4 gigatones de carbón que fueron producidos anualmente por la combustión de carbón, petróleo y gas.
De esta manera, los continentes almacenan en la actualidad el 15 por ciento de las emisiones fósiles anuales. A este fenómeno se le conoce como fregadero del carbono de la tierra. En esta forma, la vegetación de los continentes puede contrarrestar el aumento en la temperatura global, dado que el calentamiento global está íntimamente relacionado con el aumento en la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera.
El dióxido de carbono reduce la permeabilidad de la atmósfera a la retro radiación de la Tierra, y, como resultado, se calientan las capas más bajas de la atmósfera. Por consiguiente, mediante la absorción del carbono, el fregadero del carbono de la tierra mitiga el incremento que de otra forma habría que esperar como resultado de la ignición de combustibles fósiles y de la expansión de áreas agrícolas.
LA VEGETACIÓN Y EL CLIMA
Sin embargo, también en otro aspecto es la vegetación de relevante importancia para el clima. Los diferentes tipos de vegetación influyen en el intercambio de energía, agua e impulso entre la atmósfera y la superficie de la Tierra. Esto afecta particularmente al clima regional. Por ejemplo, a ojo de pájaro, los pastizales se ven más brillantes que los bosques –los científicos se refieren a esto como una mayor blancura o un mayor reflejo de la luz.
Los pastizales reflejan mejor la luz del sol y calientan menos. Al mismo tiempo, los bosques evaporan más agua a través de sus hojas y sus agujas, ya que muchas veces tienen raíces profundas y pueden, en consecuencia, enfriarse mejor que los pastizales de raíces someras. Cuál de estos efectos predomine –el calentamiento a través de la radiación solar, o el autoenfriamiento por medio de la evaporación- depende, entre otras cosas, de la posición del Sol, de la disponibilidad de agua en el suelo, del nivel de humedad en la atmósfera y del tipo de vegetación.
Así, en combinación con la radiación solar prevaleciente, la dirección del viento y las precipitaciones pluviales, la cubierta vegetal moldea el clima. Ésta es la razón por la cual en el Instituto Max Planck examinamos la forma en que los cambios en la vegetación influyen en la absorción de la radiación solar, y sus consecuencias para el intercambio de dióxido de carbono entre las masas de tierra y la atmósfera.
INFLUENCIA DE LAS AC TIVIDADES HUMANAS EN EL CLIMA
El clima ha cambiado naturalmente desde el fin de la última edad de hielo, hace diez mil años. En consecuencia, se han formado y diseminado nuevas comunidades de plantas. Pero, por encima de esos cambios naturales, las actividades humanas, tales como la agricultura, la silvicultura y la urbanización han ejercido una influencia sustancial en la interacción de la atmósfera y la vegetación en los continentes.
Los cálculos demuestran que, a la fecha, alrededor del 24 por ciento del crecimiento global de las plantas es controlado por los seres humanos. En los milenios entre 9000 y 5000 años antes de la época actual, la agricultura y la ganadería se desarrollaron independientemente una de otra en por lo menos cuatro regiones: el llamado Creciente Fértil de Asia Menor, partes de China y América Central y América del Sur.
De ahí se diseminaron las culturas que practicaban la agricultura y reemplazaron, de manera gradual, a las históricamente más antiguas sociedades de cazadores y colectores. Desgraciadamente, hay muy pocos registros detallados, disponibles, de la superficie de tierras que eran destinadas a la agricultura en un punto particular en el tiempo. Esta falta de datos ha dificultado el estudio de los cambios en la distribución de la vegetación global y su papel hasta la fecha en los eventos del clima.
MAPA DE LA AGRICULTURA GLOBAL
Por esta razón, hemos tenido que usar otras fuentes de información en nuestro estudio; a saber, los datos sobre el desarrollo de la población mencionados al principio. El tamaño de la población y las áreas agrícolas están íntimamente ligados. Antes de la Revolución Industrial, el comercio de larga distancia estaba limitado a productos valiosos, tales como las especias; era muy difícil transportar productos alimenticios básicos a largas distancias. La superficie de tierra agrícola requerida en el período comprendido entre la Edad Media y la Revolución Industrial puede inferirse de las cifras de la población regional.
Utilizamos esta correlación y generamos una serie de datos que trazan la distribución de las tierras de cultivo y los pastizales a lo largo y ancho del mundo, a partir del año 800. En los cálculos se han tomado en cuenta las faltas de certeza en lo relativo a las cifras de la población y la influencia de los cambios en los métodos agrícolas.
Asimismo, hemos reconstruido los cambios en la distribución de los bosques y los pastos naturales –así como las tierras de arbustos originadas por la expansión agrícola. De aquí surge la información de que, en la era preindustrial, había decrecido de manera significativa la vegetación natural, dando lugar a las tierras agrícolas y ganaderas.
EL ÚLTIMO MILENIO
El último milenio es particularmente interesante en este aspecto: entre el año 800 y principios del siglo XVIII, se triplicó la población mundial, y alcanzó la cifra de mil millones de personas. Este incremento debe haber sido acompañado por una expansión agrícola sin precedentes.
Si no encontramos que un cambio antropogénico del clima haya tenido lugar en este periodo, no tenemos por qué pensar que haya ocurrido en los milenios precedentes. En este caso, como se asume generalmente, la influencia antropogénica en el clima debe haber empezado únicamente con la combustión en gran escala de petróleo y carbón, durante la Revolución Industrial.
Sin embargo, nuestro estudio llega a una conclusión diferente. Hoy en día, los modelos del clima nos permiten simular en computadora la interacción de la vegetación, la atmósfera y los océanos en largos períodos. Con base en la reconstrucción del uso de la tierra en el milenio pasado y un modelo del sistema terrestre desarrollado en nuestro instituto, podemos estimar el impacto de la agricultura en el ciclo del carbono y en el clima.
Nuestros resultados muestran que en los centros de la agricultura histórica en Europa, India y China, la agricultura se extendió de manera extensiva entre los años 800 y 1850, a costa del área forestal, y condujo a la pérdida de 53 gigatones de carbono en todo el mundo. Al mismo tiempo, 25 gigatones de carbono fueron embargados en el fregadero del carbono de la tierra.
De esta forma, casi la mitad de las emisiones fueron recuperadas por la vegetación, especialmente en regiones que fueron dejadas a dispositivos de la naturaleza, como la lluvia tropical en los bosques. Esto ocurre porque las plantas crecen más rápidamente bajo alta concentración atmosférica de dióxido de carbono. Como resultado, pueden captar más gas de efecto invernadero y compensar, por lo menos en parte, el aumento del gas en la atmósfera. Los científicos se refieren a este proceso como “la fertilización con dióxido de carbono”, de las plantas.
EL CLIMA LOCAL CAMBIA INCLUSO SIN ACTIVIDAD INDUSTRIAL
Estas cifras prueban que un volumen neto de alrededor de 28 gigatones de carbono fueron enviados a la atmósfera como resultado del desarrollo de la agricultura en el período preindustrial del milenio anterior. Durante cientos de años, estas emisiones fueron de poca monta, y no fue sino en el período comprendido entre los siglos XVI y XVIII cuando afectaron la concentración atmosférica de dióxido de carbono más allá de un nivel que sólo podría ser explicado por las variaciones naturales del clima.
Por lo tanto, pudiera parecer que los seres humanos no incrementaron la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera sino hasta un relativamente tardío punto en el tiempo, aunque todavía antes del advenimiento de la industrialización. Sin embargo, este incremento del dióxido de carbono era demasiado pequeño como para alterar, de manera perceptible, la temperatura global.
En contraste, en el ámbito regional, los seres humanos ya habían influido en el clima antes de la industrialización. Las simulaciones muestran que, debido a los cambios de blancura o de reflejo de la luz en la superficie terrestre, mediante el uso de la tierra, la humanidad alteró el balance de la energía en algunas regiones hace ya unos mil años Especialmente en Europa, India y China, la cantidad de radiación solar absorbida disminuyó en unos dos watts por metro cuadrado. Un cambio de esta magnitud en el ámbito local es tan grande como el actual efecto invernadero; sin embargo, tiene el efecto contrario, dado que produce enfriamiento en lugar de calentamiento.
Incluso los acontecimientos históricos pueden dejar su huella en el clima, por medio de tales efectos biogeofísicos. Por ejemplo, en el siglo XIV se produjo un claro retroceso en la creciente influencia humana en el balance de energía de Europa. Este cambio fue provocado por la peste bubónica, que causó la muerte de alrededor de un tercio de la población y que a su paso dejó en el abandono temporal grandes extensiones de tierras dedicadas a la agricultura. Similares consecuencias tuvieron la invasión mongol de China en el siglo XIII, y las enfermedades esparcidas entre las altas culturas de América por la invasión de los europeos.
¿PROTECCIÓN DEL CLIMA MEDIANTE LA FORESTACIÓN?
Concluimos, por tanto, que, ya en la era preindustrial, los seres humanos provocaron cambios en el balance regional de la energía, e incrementaron el contenido de dióxido de carbono en la atmósfera. Los humanos trastocaron el ciclo del carbono y redujeron, mediante la desforestación, el fregadero del carbono. Todo esto creó un legado del pasado para el tiempo en que los humanos entraron en la era industrial, de modo que el uso que se les dio a las tierras en el pasado sigue y seguirá afectando las condiciones actuales y futuras del clima.
Aun cuando el influjo del uso de las tierras en el clima ha sido hasta la fecha sólo un efecto colateral no intencionado, se planea hacer en el futuro un uso bien definido de este efecto para contrarrestar el cambio climático. Como resultado, se han hecho varias demandas de forestación de áreas agrícolas, a fin de librar a la atmósfera de dióxido de carbono y mitigar el actual cambio climático.
Sin embargo, la reforestación no siempre tiene el efecto de mitigar el cambio en el clima; puede también acelerar el calentamiento global. Los estudios demuestran que en latitudes medias y altas, la reducción del albedo, debida a la forestación, causa tanta radiación solar extra como para ser absorbida, que el efecto de enfriamiento por el retiro de dióxido de carbono no tiene impacto. Por lo contrario, en los trópicos, el alto nivel de evaporación en el bosque juega un papel mucho más importante, y, combinado con el retiro del dióxido de carbono, tiene un efecto neto de enfriamiento.
Prevenir la deforestación en el bosque de lluvia tropical, que está siendo deforestado para ganar tierras para la agricultura, podría ser más efectivo que la reforestación en zonas moderadas. Por consiguiente, también en el futuro el desarrollo del clima dependerá de decisiones agrícolas.
GLOSARIO:
Albedo es la medida de qué tan fuertemente los continentes, los océanos y las nubes reflejan la luz del Sol. Las áreas más ligeras tienen un albedo más elevado que las áreas más oscuras.
Fregadero de carbono. Las masas terrestres y los océanos pueden remover el carbono de la atmósfera y conservarlo por largos períodos. En las tierras, este proceso involucra primariamente a la vegetación, que absorbe el dióxido de carbono, y forma con él compuestos orgánicos. Sin embargo, el dióxido de carbono también se conserva durante procesos geológicos, tales como la formación de la cal.
