Geología, Antropoceno y cambio climático

Tras su lanzamiento por Paul Crutzen en el año 2000, el alcance social y académico del Antropoceno ha crecido de una manera sorprendente. Este concepto se acuñó para materializar nuestra percepción de que las actividades humanas han cambiado el Sistema Tierra. El comportamiento de los océanos, la atmósfera, la superficie terrestre, la criosfera, la biosfera y el clima ya no es el mismo que ha caracterizado durante más de 11.000 años la época geológica en la que formalmente aún vivimos, el Holoceno.

El hecho de que los humanos podamos afectar de modo tan significativo el curso de la evolución geológica de nuestro planeta dio pie en 2009 a la creación del Grupo de Trabajo sobre Antropoceno que está examinando la posibilidad de la formalización e inclusión del término en la Tabla Cronoestratigráfica Internacional (conocida como la Escala del Tiempo Geológico). Ya que la historia de la Tierra anterior a la documentación humana sólo se puede reconstruir a partir de su registro en las rocas, este enfoque centrado en el análisis de las evidencias contenidas en los sedimentos recientes es fundamental para comparar adecuadamente las historias moderna y antigua de nuestro planeta y, por lo tanto, para medir la magnitud y la velocidad de la perturbación planetaria provocada por los humanos.

El Antropoceno se caracteriza por un conjunto de señales de naturaleza sedimentaria, biológica y química que se pueden encontrar en la mayor parte de la superficie terrestre. Algunas de estas evidencias tienen equivalentes en unidades geológicas más antiguas (por ejemplo, el enriquecimiento en metales), pero otras señales son completamente novedosas (como los radioisótopos artificiales o los plásticos dentro de los sedimentos). Estas evidencias reflejan una fase distinta en la historia de la Tierra, que se alejó de su estabilidad general holocena a partir de la Revolución Industrial y, en particular, desde la “Gran Aceleración” en el crecimiento de la población humana, la industrialización y la globalización a mediados del siglo XX, momento que se considera como el límite más adecuado para marcar su inicio.

Desde el punto de vista climático, el rápido aumento de los gases de efecto invernadero desde el siglo XIX (Figura 1) ha provocado un creciente ascenso de la temperatura y del nivel del mar, acompañados por una pérdida de hielo en los continentes. Este calentamiento ha alcanzado ya niveles más altos que los detectados durante el Holoceno y se acerca a los de otras etapas interglaciares del periodo Cuaternario.

Figura 1. Tasas de cambio en las concentraciones de gases de efecto invernadero desde el inicio de la Revolución Industrial. La década de 1950 marca una aceleración de su crecimiento (gráficos originales en W. Steffen, W. Broadgate, L. Deutsch, O. Gaffney y C. Ludwig (2015) “The trajectory of the Anthropocene: The Great Acceleration” The Anthropocene Review 2, 81-98). Imagen tomada de WWF (2018) “Informe Planeta Vivo-2018: Apuntando más alto”. M. Grooten y R.E.A. Almond (Eds.), Suiza.

La asociación de los humanos con las regiones costeras se remonta a las primeras civilizaciones, cuando nos concentramos en las desembocaduras de los ríos, deltas y estuarios, debido a la disponibilidad de alimentos abundantes y accesibles. Durante el siglo XX, la zona costera ha cambiado profundamente a medida que las poblaciones humanas iban creciendo y los ambientes costeros se ocupaban para la agricultura, la urbanización y la industria. Gran parte de la población mundial vive hoy en las áreas costeras con una densidad 3 veces superior al promedio mundial y la mayoría de las megaciudades planetarias también se encuentran en la costa. Sin embargo, los registros instrumentales y geológicos muestran que la velocidad de aumento reciente del nivel marino es anómala con respecto a los últimos miles de años y muchas zonas costeras se encuentran ahora amenazadas. Se ha observado globalmente una transición en el ascenso marino desde valores relativamente bajos durante el Holoceno superior (< 1 mm/año) a un incremento desde finales del siglo XIX hasta alcanzar las tasas actuales de >3 mm/año.

El estudio del nivel marino es un campo muy interdisciplinar y de creciente importancia. En el 1º informe de evaluación del IPCC (1990) no había referencia alguna a los cambios en el nivel del mar anteriores al siglo XX. Ya en el 3º informe de evaluación (2001) se incorporó el cambio del nivel marino a escalas de tiempo más largas, pero sólo en el 4º informe (2007) se agrupó la información geológica sobre el paleoclima en un solo capítulo, como asimismo se ha hecho en el 5º y último informe de evaluación (2013). Los registros instrumentales del nivel del mar comenzaron con el mareógrafo de Ámsterdam en 1682 y la altimetría de precisión por satélite se inició tras el lanzamiento del TOPEX/Poseidon a finales de 1992. Estos datos han demostrado que las velocidades de cambio del nivel del mar varían regionalmente y a escalas temporales de décadas debido a cambios en la densidad del océano. Es ahí donde los datos geológicos se hacen necesarios para poder situar estas estimaciones instrumentales en un contexto temporal a más largo plazo (Figura 2).

Figura 2. Fotografía del testigo, contenido en arena, principales especies de microfósiles (1: Entzia macrescens; 2: Trochammina inflata), elevación de la paleomarisma (PME), actividad de los radioisótopos Pb-210 y Cs-137 y distribución del Pb y Zn durante los últimos 300 años en un sondeo perforado en la marisma de Murueta (Reserva de la Biosfera de Urdaibai). Imagen modificada de A. García-Artola, A. Cearreta y E. Leorri (2015) “Relative sea-level changes in the Basque coast (northern Spain, Bay of Biscay) during the Holocene and Anthropocene: The Urdaibai estuary case” Quaternary International 364, 172-180. DOI: 10.1016/j.quaint.2014.06.040

Durante el siglo XX, el nivel del mar ha aumentado globalmente unos 30 cm y la magnitud del ascenso del nivel marino previsto para este siglo es un tema muy controvertido. Las últimas proyecciones del IPCC (2019) auguran un aumento medio del nivel del mar a finales del siglo XXI de 28–57 cm para un escenario con reducción drástica de las emisiones de efecto invernadero, y de 55–140 cm si hubiese un crecimiento de estas emisiones. Otras estimaciones recientes sugieren que el ascenso medio global del nivel del mar podría incluso superar los 150-200 cm en el año 2100 (Figura 3). Esta diferencia en las previsiones refleja las grandes incertidumbres que existen sobre el comportamiento futuro de los casquetes glaciares de Groenlandia y Antártida.

Figura 3. Las distintas proyecciones del nivel marino para el año 2010 realizadas a partir de modelos han variado mucho a lo largo del tiempo desde la publicación del Primer Informe de Evaluación del IPCC (AR1) en 1990 hasta el último Informe Especial sobre el Océano y la Criosfera (SROC) de 2019. Imagen modificada de M. Oppenheimer y R.B. Alley (2016) “How high will the seas rise?” Science 354, 1375-1377. DOI: 10.1126/science.aak9460

El aumento del nivel del mar tiene una amplia gama de efectos sobre las zonas costeras que incluyen la inundación y pérdida de marismas, la erosión de playas, dunas y acantilados, la incursión de agua salada en acuíferos y centros urbanos, y el desplazamiento general de los ecosistemas costeros hacia tierra. La magnitud de estos impactos y sus consecuencias estarán asociadas, además, con los efectos de otros procesos humanos que han estado operando en el litoral durante décadas, como la disminución del aporte fluvial de sedimentos, la extracción de aguas subterráneas o la ocupación de las tierras costeras.

La duración del Antropoceno hasta ahora ha sido geológicamente muy breve, equivalente a una vida humana, pero sus impactos ya han cambiado de manera irrevocable el curso futuro de la historia de nuestro planeta. Algunos de estos cambios son irreversibles, incluso si la humanidad y sus efectos ambientales desaparecieran mañana mismo, y sus consecuencias persistirán durante siglos, milenios y millones de años.

Para saber más:

C.N. Waters, J. Zalasiewicz, C. Summerhayes, A.D. Barnosky, C. Poirier, A. Gałuszka, A. Cearreta, M. Edgeworth, E. Ellis, M.A. Ellis, C. Jeandel, R. Leinfelder, J.R. McNeill, D. deB. Richter, W. Steffen, J. Syvitski, D. Vidas, M. Wagreich, M. Williams, A. Zhisheng, J. Grinevald, E. Odada, N. Oreskes, y A.P. Wolfe (2016) “The Anthropocene is functionally and stratigraphically distinct from the Holocene” Science 351, 137 (aad2622.1-aad2622.10). DOI: 10.1126/science.aad2622

C. Summerhayes y A. Cearreta (2019) “Chapter 6. Climate Change and the Anthropocene” En: J. Zalasiewicz, C.N. Waters, M. Williams y C.P. Summerhayes (Eds.), The Anthropocene as a geological time unit: A guide to the scientific evidence and current debate. Cambridge University Press, 200-241. DOI: 10.1017/9781108621359

Sobre los autores: Alejandro Cearreta y Ane García Artola pertenecen al Departamento de Estratigrafía y Paleontología de la Facultad de Ciencia y Tecnología de la UPV/EHU.

La Facultad de Ciencias de Bilbao comenzó su andadura en el curso 1968/69. 50 años después la Facultad de Ciencia y Tecnología de la UPV/EHU celebra dicho acontecimiento dando a conocer el impacto que la Facultad ha tenido en nuestra sociedad. Publicamos en el Cuaderno de Cultura Científica y en Zientzia Kaiera una serie de artículos que narran algunas de las contribuciones más significativas realizadas a lo largo de estas cinco décadas.

 

Foto: Nauru. Wikimedia Commons

https://culturacientifica.com/2019/03/29/geologia-antropoceno-y-cambio-climatico/

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