El Antropoceno es una nueva época geológica en la que la actividad humana ha impactado profundamente en los procesos planetarios esenciales. Esta época ha reemplazado al Holoceno y tiene importantes implicaciones en la ciencia del Sistema Tierra y en la toma de decisiones sociales. En estas últimas, se debe considerar la suma total de los impactos humanos en el planeta para analizar las futuras trayectorias del Sistema Tierra.

En este texto se indaga sobre las potenciales trayectorias futuras del Sistema Tierra con base en cuatro preguntas: “¿Existe un umbral planetario en la trayectoria del Sistema Tierra que, si se cruza, podría impedir la estabilización en un rango de aumentos intermedios de temperatura?; dada nuestra comprensión de las retroalimentaciones geofísicas y de la biosfera intrínsecas al Sistema Tierra, ¿dónde podría estar ese umbral?; si se cruza un umbral, ¿cuáles son las implicaciones, especialmente para el bienestar de las sociedades humanas?; ¿qué acciones humanas podrían crear una vía que aleje al el Sistema Tierra lejos del umbral potencial y hacia el mantenimiento de las condiciones interglaciares?” (pp. 8252 y 8253).

Para abordar las preguntas anteriores se requiere una profunda integración del conocimiento de la ciencia biogeofísica del Sistema Tierra con las ciencias sociales; los conceptos para analizar los sistemas complejos son una herramienta para abordar dicha tarea. “La dinámica del Sistema Tierra puede ser descrita, estudiada y comprendida en términos de trayectorias entre estados alternativos separados por umbrales que son controlados por procesos no lineales, interacciones y retroalimentaciones” (p. 8253). Bajo este marco, en este texto se sostiene que las decisiones, así como las tendencias sociales y tecnológicas de los próximos diez o veinte años, podrían influir en la trayectoria del Sistema Tierra durante decenas o cientos de miles de años, la cual podría resultar en condiciones inhóspitas para la vida humana y no humana.

Riesgo de una vía de Tierra invernadero

Ciclos límite y umbrales planetarios. La trayectoria del Sistema Tierra del final del cuaternario, particularmente el Holoceno, provee el contexto para indagar en las futuras trayectorias del Sistema (ver figura 1 y 2).

En la figura 1, el Holoceno es representado por la parte superior del límite del ciclo, cerca del punto “A”. En la figura 1, la posición actual del Sistema Tierra se encuentra en la parte superior derecha, representada por el pequeño círculo ubicado fuera del límite del ciclo glacial-interglacial; en la figura 2 esta representada por el globo que se ubica al final de la flecha continua. Actualmente, la trayectoria del Sistema Tierra se ubica en el Antropoceno, específicamente, a más de 1 grado Celsius encima de las condiciones pre-industriales –representadas por la línea horizontal–, en donde las condiciones climáticas y de la biosfera son distintas a los límites glaciares e interglaciares del Holoceno. En la figura 1 se muestra el umbral propuesto de 2 grados Celsius por encima de los niveles preindustriales, mientras que la figura 2 muestra esta misma trayectoria del Sistema Tierra con la flecha discontinua del lado derecho. En ambas también se señala el escenario de una “Tierra estabilizada”, una vía “cuasi-sostenible” resultado de retroalimentaciones creadas por el hombre.

En el futuro, el Sistema Tierra podría seguir diversas trayectorias impulsadas por los gases de efecto invernadero emitidos por las actividades humanas. Existe “una supuesta relación cuasilineal entre las emisiones acumuladas de dióxido de carbono y el aumento de la temperatura global” (p. 8253). No obstante, en este texto se sugiere que los procesos de retroalimentación dentro del Sistema Tierra, en conjunto con los cambios introducidos por la actividad humana, pueden tener un efecto mayor al estimado hasta ahora y resultando en la supresión de posibles trayectorias intermedias. Incluso, existe la posibilidad de que los procesos de retroalimentación –especialmente los fuertes y no lineales– se conviertan en el factor determinante de la dirección de la trayectoria del Sistema Tierra durante los próximos siglos.

Este riesgo es representado en la figura 1 y 2. En la primera, se señala con la línea discontinua en la vía de la Tierra invernadero –2 grados Celsius por encima de la temperatura preindustrial–. Las trayectorias después de este umbral podrían ser controladas principalmente por las retroalimentaciones biogeofísicas intrínsecas en el Sistema Tierra. No es posible saber en dónde se encuentra este umbral, sin embargo, este texto sugiere que la temperatura después de los 2 grados Celsius por encima de la temperatura preindustrial dado que a partir de ese punto se pueden desencadenar “puntos de inflexión” que resultarían en un efecto dominó en cascada.

Incluso, si el Acuerdo de Paris lograra limitar el aumento de la temperatura de 1.5 a 2 grados Celsius por encima de los niveles pre-industriales, cabe la posibilidad de que una cascada de retroalimentaciones lleve al Sistema Tierra a una trayectoria irreversible de Tierra invernadero. El reto sería entonces crear una vía de “Tierra estabilizada” en donde la Tierra se encontrara en una cuenca de atracción con bajo nivel de energía potencial. Para dicha tarea se requeriría un cambio fundamental del impacto de los humanos en el planeta; acciones deliberadas, sostenidas, integrales y adaptativas a la dinámica del Sistema Tierra que resultaran en retroalimentaciones que mantengan dicha vía.

Retroalimentaciones biogeofísicas. La trayectoria del Sistema Tierra es influenciada por retroalimentaciones biogeofísicas que pueden mantenerla en el mismo estado –retroalimentaciones negativas– o que pueden llevarla a un estado distinto –retroalimentaciones positivas–. La actividad humana debilita algunas de las retroalimentaciones negativas (efectos positivos). En la tabla 1 se muestran las retroalimentaciones derivadas del ciclo del carbono que podrían acelerar el calentamiento.

La mayoría de las retroalimentaciones cuentan con puntos de inflexión que, de ser traspasados, resultan en cambios abruptos y no lineales, así como en respuestas más graduales pero que se perpetúan a sí mismas. La mayoría de los cambios son irreversibles bajo períodos largos de tiempo.

Para algunos procesos de retroalimentaciones, la magnitud y dirección de los cambios dependen del rango del cambio climático: en cambios más grandes o rápidos en el clima existe mayor posibilidad de superación de los puntos de inflexión, que desemboquen en resultados como extinciones de biomasa.

“La variación de las tasas de respuesta a un clima cambiante podría conducir a una dinámica compleja de la biosfera con implicaciones para los procesos de retroalimentación” (p. 8255). Incluso, el resultado puede ser una retroalimentación positiva del sistema climático.

Algunas de las retroalimentaciones ocasionadas por el incremento de dióxido de carbono en la atmósfera y que intervienen en el llamado “reverdecimiento” del planeta –que intenta solucionar esta problemática–, son: la disminución de la capacidad de fotosíntesis de las plantas por el calentamiento de sus hojas y el aumento de la respiración microbiana por el calor en los suelos.

El análisis aquí presentado se centra en la fortaleza de las retroalimentaciones desde ahora hasta 2100. Sin embargo, muchas de las retroalimentaciones que se espera sean pequeñas en 2100 podrían desatarse desde antes y, de esta manera, generar una fuerza significativa que influya en la trayectoria de largo término de la trayectoria del Sistema Tierra (entre los procesos de retroalimentación se encuentran: el deshielo del permafrost, la descomposición de los hidratos de metano del océano, el aumento de la respiración de las bacterias marinas y la pérdida de las capas de hielo polares; acompañada de un aumento en el nivel del mar y una posible amplificación de aumento de la temperatura a través de cambios en la circulación oceánica).

Puntos de inflexión en cascada. La figura 3 muestra un mapa global de algunos de los potenciales puntos de inflexión en cascada. Los puntos están categorizados por sus temperaturas límites. El efecto cascada podría desencadenarse cuando los elementos cuyos umbrales requieren de cambios más bajos en temperatura se activen –aquellos señalados en color amarillo–. El rebasamiento de estos puntos de inflexión aumentaría aún más la temperatura del planeta y, por lo tanto, activaría a los elementos marcados en rojo y naranja.

Bajo este escenario se sugiere que un potencial umbral del planeta podría ser rebasado desde un aumento de 2 grados Celsius por arriba de la temperatura preindustrial.

Vía alternativa de Tierra estabilizada

Para evitar el riesgo de dirigir al Sistema Tierra hacia la vía de la Tierra invernadero, es fundamental tomar decisiones que mantengan las condiciones planetarias del Holoceno. Esta alternativa creada por los humanos está representada en la figura 1 y 2. La pequeña línea roja discontinua por encima de la “Tierra estabilizada” en la figura 1 representa un potencial retorno a las condiciones interglaciares en el largo plazo. La Tierra estabilizada no es un estado intrínseco de la Tierra en donde los humanos jueguen un rol pasivo, sino uno en el que la humanidad se comprometa a gestionar su relación con el resto del Sistema Tierra.

La cuestión es que, si el umbral planetario hacia la Tierra invernadero se cruza, la posibilidad de volver a una Tierra estabilizada será muy pequeña, dado que las retroalimentaciones –vinculadas en efecto cascada– tomarán el control de la trayectoria del Sistema Tierra.

¿Qué está en juego?. La Tierra invernadero tiene consecuencias incontrolables y peligrosas para muchos e incluso puede llegar a poner en riesgo la habitabilidad humana del planeta. Existen biomasa y subsistemas críticos para el bienestar humano que estarían bajo riesgo en el escenario de Tierra invernadero. Por ejemplo, los sistemas agrícolas podrían superar sus límites de adaptación, lo que daría como resultado la disminución de la producción, así como el aumento de los precios y de la disparidad entre países pobres y ricos. Otro ejemplo sería la inundación de las zonas costeras del planeta, así como su pérdida de arrecifes.

Retroalimentaciones humanas en el Sistema Tierra. Las sociedades humanas, así como sus actividades, son parte del complejo y adaptativo Sistema Tierra. Este enfoque recupera las repercusiones de los humanos en las retroalimentaciones negativas del planeta que reducen el riesgo de llegar a la Tierra invernadero.

Por tanto, la tarea de la sociedad es influenciar en las propiedades del Sistema Tierra de manera que la zona entre el Holoceno y la Tierra invernadero se convierta en un intermedio estable.

Las acciones humanas que pueden incidir en las retroalimentaciones negativas pueden ser categorizadas bajo tres etiquetas: (i) reducción de los gases de efecto invernadero, (ii) mejora o creación de sumideros de carbono, y (iii) modificación del balance energético de la Tierra –por ejemplo, a través de radiación solar–.

“No obstante, el sistema socioeconómico dominante está basado en una economía de crecimiento alta en carbono y la explotación de recursos” (p. 8256). Los cambios incrementales y lineales dentro de ese sistema no serán suficientes para llegar a la Tierra estabilizada; esta tarea ambiciosa requerirá de nuevos valores compartidos, principios y marcos, así como de cambios demográficos, en el consumo, el comportamiento, las actitudes, la educación y las tecnologías.

“En última instancia, las transformaciones necesarias para lograr la vía de la Tierra estabilizada requieren una reorientación fundamental de las instituciones nacionales e internacionales hacia una gobernanza más eficaz a nivel del Sistema Tierra, con un énfasis mucho mayor en las preocupaciones planetarias en gobernanza económica, comercio mundial, inversiones y finanzas y desarrollo tecnológico” (p. 8257).

Construir la resiliencia en un Sistema Tierra que cambia rápidamente

Incluso si lográramos alcanzar la vía de la Tierra estabilizada, la humanidad se enfrentaría a cambios profundos e incertidumbres, dado que, en este escenario, el clima sería más cálido que en cualquier época en la que los humanos modernos hayan existido.

“Además, la trayectoria de la Tierra estabilizada se caracterizará, casi por seguro, por la activación de algunos elementos de inflexión (ver figura 3) y por dinámicas no lineares y cambios abruptos en la biomasa que sustentan a la humanidad” (p. 8257). Puesto que muchos de los cambios actuales en el Sistema Tierra exceden a los eventos geofísicos del pasado, el enfoque de desarrollo basado en la eficiencia económica no será adecuado para evitar que estas tendencias continúen. Incrementar la resiliencia será una estrategia clave para el futuro.

Dicha estrategia debe incluir (i) mantenimiento de la diversidad, modularidad y redundancia; (ii) gestión de la conectividad, apertura, variables lentas y retroalimentaciones; (iii) comprensión de los sistemas socioecológicos como sistemas adaptativos complejos, especialmente al nivel del Sistema Tierra en su conjunto; (iv) fomento del aprendizaje y la experimentación; y (v) ampliación de la participación y construcción de confianza para promover sistemas de gobierno policéntricos.

Conclusiones

Este análisis sugiere que el Sistema Tierra puede estar acercándose a un umbral planetario de la Tierra invernadero. Esta vía estaría impulsada por fuertes retroalimentaciones biogeofísicas intrínsecas y no podría ser revertida por la actividad humana. Sus consecuencias en la humanidad serían masivas, abruptas y disruptivas.

A pesar de que el nivel de temperatura de dicho umbral sea incierto, este podría ubicarse en los 2 grados Celsius por encima de los niveles preindustriales.

Evitar este umbral y crear una vía de Tierra estabilizada requiere necesariamente de un esfuerzo deliberado, en el cual, se reconozca que la humanidad es solo un componente que interactúa con los otros del Sistema Tierra y se le preste mayor atención a la toma de decisiones.

Existen indicios de que, en algunas sociedades, las transformaciones que se están poniendo en marcha. No obstante, estos cambios permanecen en etapas iniciales y los “puntos socio/políticos de inflexión” que nos llevaran lejos de la Tierra invernadero no han sido traspasados, “mientras la puerta hacia la Tierra estabilizada podría cerrarse pronto” (p. 8258).