Emily Elhacham, científica en las áreas de Química, Nanotecnología y Geociencias en el Instituto de Ciencias de Weizmann, Israel.

Yinon Bar-On, estudiante de maestría en el Instituto de Ciencias de Weizmann, Israel.

Ron Milo, profesor en el Departamento de Ciencias Vegetales y Ambientales, en el Instituto de Ciencias de Weizmann, Israel.

La humanidad se ha convertido en la principal fuerza que modifica la faz de la Tierra. Uno de los cuestionamientos que han surgido recientemente es ¿cómo saber a cuánto asciende la producción material de las actividades humanas, denominada “masa antropogénica”, en comparación con la biomasa natural total? (ver dato crucial 1).

Según las y los autores del artículo, la masa antropogénica se ha duplicado cada 20 años aproximadamente. Actualmente, “por cada persona en el mundo, se produce una masa antropogénica igual o mayor a la de su peso corporal de manera semanal”. Por lo tanto, la masa producida por las y los seres humanos supera toda la biomasa viva en el planeta.

Como consecuencia de pensar que el mundo natural es infinito, las y los seres humanos junto con la forma y escala en la que producen, consumen y acumulan, han ocasionado afectaciones importantes en la Tierra. No obstante, pese a los esfuerzos pioneros, no se tiene una imagen que permita visibilizar y realizar una comparación entre la masa biológica y la humana en el planeta.

A pesar de que la masa antropogénica equivale sólo a 0.01% de la biomasa global (Ver dato crucial 2), es importante considerarla, pues la actividad humana ha reducido la masa vegetal global (consecuencia de la agricultura moderna, la deforestación y los cambios de uso de la tierra) y ha generado afectaciones en ciclos como el del carbono.

Conforme el impacto de la humanidad sobre el planeta aumenta, se vuelve cada vez más necesario evaluar cuantitativamente el "metabolismo socioeconómico", es decir, los flujos del sistema socioeconómico. Este artículo tiene el objetivo de presentar una comparación integrada entre la biomasa viva y la masa creada por la humanidad, con miras a evaluar el impacto de la humanidad sobre el planeta y a contribuir a la caracterización del Antropoceno.

Por masa antropogénica se entienden aquellos “objetos sólidos inanimados fabricados por humanos. Por ejemplo, edificios, carreteras, etc.”. Por otra parte, la biomasa viva incluye a “todos los taxones vivos, incluyendo a los humanos mismos”.

En la gráfica a continuación se pueden observar los cambios que tanto la biomasa como la masa antropogénica han tenido durante los últimos 100 años y da cuenta del rápido aumento de la masa antropogénica en comparación con la biomasa total. También se muestra cómo en 2020, la curva de la masa antropogénica se cruza con la biomasa, lo que demuestra que la primera, que incluye a todos los objetos producidos por humanos, superará a la segunda en un futuro cercano. Los principales productos de la masa antropogénica son el concreto y agregados como la grava.

En una segunda gráfica se muestran, además de la masa antropogénica, los desechos de la masa antropogénicos (partes de la masa antropogénica que han sido demolidas o se encuentran fuera de servicio). Se estima que para 2030, la masa antropogénica superará a la biomasa seca, sin importar si se incluyen o no los desechos.

La figura 3 muestra la relación que se tiene entre las entidades biológicas y los productos humanos. Se estima que la masa de árboles y arbustos en el mundo (900 gigatoneladas) ha sido superada por la masa de edificios e infraestructura (1 100 gigatoneladas). También se puede observar que “la masa global de plástico es mayor que la masa total de todos los animales terrestres y marinos”.

Discusión

A principios del siglo XX, la masa antropogénica representaba apenas 3% de la biomasa global; 120 años después, en 2020, la masa antropogénica supera la biomasa total en el planeta.

Resulta importante destacar que la composición de la masa antropogénica se ha modificado según la época. Por ejemplo, el concreto sustituyó a los ladrillos como el principal material de construcción hacia mediados de 1950 y a partir de 1960 el asfalto se volvió el principal material para la pavimentación de los caminos. De esta manera, se tiene una perspectiva sobre los principales materiales usados por los humanos en su trayectoria durante el siglo XX. También se señala que “los cambios en la masa antropogénica total están vinculados a eventos globales, como las guerras mundiales y grandes crisis económicas”.

El periodo de mayor incremento en la masa antropogénica inicia con los años posteriores a la Segunda Guerra Mundial, periodo también conocido como la “Gran Aceleración”, en el cual el desarrollo urbano y el consumo aumentaron considerablemente. Las tendencias señalan que de continuar las tendencias actuales de producción y consumo, para 2040, la masa antropogénica casi triplicará la biomasa seca de la Tierra.

A diferencia de los esfuerzos de cuantificación previos, que se concentraban en la apropiación humana de los flujos de la biósfera, en este estudio se considera como parte de la masa antropogénica el uso humano de rocas y minerales. Esta forma más amplia de considerar la masa antropogénica es útil para evaluar el impacto de las actividades humanas sobre el planeta; por ejemplo, las consecuencias sobre los hábitats, la biodiversidad y los ciclos biogeoquímicos y climáticos.

Las y los autores conciben su estudio como una evaluación cuantitativa rigurosa de los impactos abruptos de la actividad humana sobre el planeta, que han llevado a numerosos autores a sostener la existencia del Antropoceno como era geológica.

Método

Definición de masa antropogénica

En este artículo se entiende por masa antropogénica a aquellos “objetos sólidos inanimados fabricados por humanos” que implican una serie de flujos materiales (materiales del entorno natural) e inmateriales (trabajo humano), y que resultan en capital manufacturado.

La masa antropogénica forma parte de la tecnosfera física, al igual que los componentes biológicos como las tierras de cultivo o el ganado. Pero, por ejemplo, la madera que se utiliza en la industria de la construcción se considera masa antropogénica pues implica una manipulación por parte de los seres humanos.

Por otro lado, en el artículo se divide la masa antropogénica en seis subgrupos: hormigón, agregados (grava y arena), ladrillos, asfalto, metales y uno último que consiste en madera, vidrio y plástico. Sin embargo, también existen materiales que aún no están catalogados, como el suelo y roca extraídos de la actividad minera.

Resulta importante mencionar que los desechos masivos se contabilizan a partir de que su vida útil ha concluido. No obstante, hay materiales como la madera y el papel que no se incluyen en las estadísticas, debido a su rápida descomposición. También hay otros grupos de desechos, como las emisiones de gases, que no son incluidos en el cálculo pues no son elementos visibles y por lo tanto, “no forman parte de la definición de masa antropogénica”.

Los vertederos controlados también se consideran parte de la masa antropogénica, así como la infraestructura que ya no está en servicio (edificaciones abandonas, por ejemplo).

Según los datos, antes de 1820 no hay registros sobre masa antropogénica. Por lo tanto, podría asumirse que “comienza desde cero en ese momento”. Aunque ese es ciertamente un criterio simplificador, no es arbitrario pues la masa antropogénica hasta ese momento era pequeña en comparación con los datos que se registran a partir del siglo XX.

Entre los métodos que se han utilizado para cuantificar la biomasa global se encuentran los inventarios, la teledetección y la modelización. En este estudio, los autores sintetizan las estimaciones generadas por esos métodos. En primer lugar, estiman la biomasa vegetal, que representa 90% de la biomasa global.

Estimación de la biomasa vegetal para los años 1990-2017

El cálculo de la biomasa vegetal en 2010 es el resultado de siete mapas de biomasa vegetal global que se basan en inventarios o teledetección. Los resultados actualizan a las estimaciones anteriores y son ligeramente inferiores.

Para conseguir las estimaciones de biomasa total entre 1990 y 2017, se utilizaron las mediciones de inventario y modelos dinámicos de vegetación global. En primer lugar, se tomó un valor promedio para ambos métodos; después, se obtuvo la mejor estimación de cada uno. Además, se utilizaron cinco puntos de tiempo: 1990, 2000, 2010, 2012 y 2017, que son los años en los que existen mayores datos.

En primer lugar, se normalizaron las estimaciones de las distintas fuentes y después, para cada punto de tiempo, se consideró la media, para “obtener la estimación de biomasa” para cada uno de los puntos de tiempo.

En una segunda estimación, se normalizaron 15 modelos dinámicos de vegetación global (DGVM, por sus siglas en inglés) y se relacionaron con el inventario, así como con los resultados arrojados de los sensores remotos.

Estimación de la biomasa vegetal para los años 1900-1990

Las estimaciones de 1900-1990 se basan en la media anual del conjunto de 15 DGVM, que se normalizaron de acuerdo con la estimación de 1990.

Los cálculos de la biomasa no vegetal se obtuvieron a través de un censo en donde se modificaron datos para la biomasa de bacterias y reinos de arqueas (Ver dato crucial 3). A falta de información, se supuso que la biomasa no vegetal se mantendría constante durante el periodo estudiado, pero si existiera alguna modificación, ésta sería mínima.

Como paso final, se realizó la suma de la biomasa no vegetal y la biomasa vegetal, multiplicando el resultado por un factor de peso de carbono a peso seco y así se obtuvieron las estimaciones de biomasa utilizadas en el estudio.

Modelos dinámicos de vegetación global

Los modelos dinámicos de vegetación global estuvieron presentes durante todo el periodo estudiado. Fueron complementados por estimaciones de otras metodologías y por variables como el uso de suelo, el clima o las emisiones de CO₂.

Extrapolación de masa y biomasa antropogénica

En el estudio se estimó que la masa antropogénica para años futuros (2015-2037) crecerá de manera exponencial, modificando el futuro de la biomasa vegetal.