En el moment de la seva formació, fa 4.500 milions d’anys, la Terra era una bola de gas molt calent. Quan es va refredar, els gasos van envoltar la superfície, cada cop més sòlida, i es van convertir en la seva primera atmosfera. Tot i que avui és essencialment nitrogen i oxigen, aleshores era d’hidrogen i heli, amb aportacions de diòxid de carboni, vapor d’aigua i nitrogen provinents de grans erupcions volcàniques.
La pressió d’aquests gasos i el refredament de la Terra van facilitar la formació de núvols que, després de desenes de milers d’anys de pluges, van inundar gran part del planeta creant els oceans on va néixer la vida. Allà, el fitoplàncton va iniciar el cicle de la fotosíntesi. Gràcies a la llum del sol, el CO2 és absorbit i s’allibera oxigen a l’atmosfera.
Aquesta conversió d’energia solar en química va permetre la proliferació de la vida a la Terra. En morir, a més, el carboni dels organismes vius s’ha emmagatzemat de diverses formes, refredant el planeta i mantenint un equilibri relatiu. Els combustibles fòssils el millor exemple i, en cremar-lo per obtenir energia, el CO2 torna a l’atmosfera en quantitats tan grans que pot posar en marxa processos afectarien greument la viabilitat dels ecosistemes del planeta.
Els càlculs més recents indiquen que al subsòl de la Terra hi ha el doble de carboni que l’atmosfera i que la pujada de temperatures provocada pels humans està fent que s’alliberi en quantitats cada cop més grans. Els microbis subterranis, que s’alimenten de restes orgàniques com ara fulles o fusta en descomposició i fan tornar el carboni que contenen a l’atmosfera, han vist com el seu metabolisme d’accelerava a causa de la calor i, ara, les seves emissions de CO2 estan superant la capacitat de les plantes d’absorbir-ne. Segons un estudi publicat a la revista ‘Nature’, entre 1990 i 2014 la transferència de carboni entre el sòl i l’atmosfera mitjançant aquests processos biològics va augmentar un 1,2% a causa d’uns microbis el metabolisme dels quals és entre un 54% i un 63% més ràpid que abans.
Aquest canvi tan ràpid és conseqüència de l’escalfament global iniciat amb la Revolució Industrial i, si la natura no pot absorbir aquest increment de diòxid de carboni, podria entrar en un bucle. Els boscos, al cap i a la fi, són immensos magatzems de carboni, i si ho continuen sent o comencen a alliberar-ne més del que poden capturar gran part de la vida a la Terra podria córrer perill.
Els organismes unicel·lulars, però, no només regulen el cicle del carboni a terra ferma. La seva activitat més important, de fet, és al mar, on el diòxid de carboni va constantment dels oceans a l’atmosfera i d’allà altre cop als oceans de manera natural. La fotosíntesi del fitoplàncton absorbeix diòxid de carboni i allibera oxigen. Els petits organismes com els krills, que s’alimenten de fitoplàncton, tornen el diòxid de carboni a l’atmosfera quan respiren. D’aquesta manera es tanca el cicle del carboni i l’equilibri es manté.
L’única manera que els oceans absorbeixin carboni i el retirin de manera “permanent” és que la matèria orgànica morta vagi a parar al fons del mar. Les diatomees, per exemple, un fitoplàncton molt abundant i responsable d’aproximadament una quarta part de la fotosíntesi global, tenen una closca de silici que fa que, un cop mortes, s’enfonsin. A la zona crepuscular dels oceans, però, entre 100 i 1.000 metres de profunditat, unes amebes anomenades phaeodaria s’alimenten d’aquestes partícules que cauen cap al fons del mar i fan tornar el carboni que contenen a l’atmosfera.
La influència de les phaeodaria al cicle del carboni és, segons un estudi de la Universitat Estatal de Florida, un element molt important que el pot alterar de manera significativa. Fent servir una càmera microscòpica, els investigadors van descobrir una gran quantitat d’aquestes amebes a la zona crepuscular oceànica. Segons els càlculs, una sola família de phaeodaria -aulosphaeridae- consumeix un 20% de la matèria orgànica que cau de la superfície.
El paper d’aquests organismes en la regulació de la temperatura de la Terra encara s’ha d’estudiar amb profunditat: segons les observacions, en algunes regions arriben a menjar-se el 30% de les partícules orgàniques mentre, en d’altres, gairebé no hi són presents per raons que es desconeixen.
Fins i tot quan arriba al fons del mar, però, el carboni no sempre s’hi queda de manera permanent. Fa 16.000 anys, per exemple, un augment de la intensitat dels vents de l’oest a l’oceà Antàrtic va provocar una pujada sobtada del CO2 atmosfèric, i per tant de les temperatures, en menys d’un segle. El causant d’això va ser l’alliberament d’una part important dels dipòsits de carboni del fons del Pacífic, i la temperatura a l’Antàrtida i a l’oceà que l’envolta van pujar entre 3ºC i 5ºC, segons un estudi publicat a la revista ‘Nature Communications’ liderat per la Universitat de Nova Gal·les del Sud (Austràlia).
Aquest treball també indica que l’escalfament global causat pels humans està fent que els vents de l’oest tornin a intensificar-se. Això podria tenir un impacte molt gran en les concentracions de CO2 atmosfèric i, fins ara, no s’havia tingut en compte. Els investigadors van fer servir models climàtics per replicar l’augment dels vents en direcció a l’Antàrtida i van veure com tenia un impacte directe en la circulació de l’aigua dels oceans. Les aigües riques en carboni del fons del Pacífic van acabar sortint a la superfície a l’Antàrtida i, com a conseqüència, es van alliberar 100.000 milions de tones de CO2 en molt poc temps.
Un altre estudi, publicat a la revista ‘Nature GeoScience’, dóna una explicació complementària a aquell fenomen. Els patrons de circulació de l’aigua del Pacific comencen amb l’aigua freda de l’Antàrtic submergint-se i desplaçant-se cap al nord quilòmetres per sota de la superfície. Camí d’Alaska torna a pujar i després torna cap al sud, escalfant-se abans de barrejar-se amb les aigües superficials de l’Antàrtic. Aquest procés, que dura uns 1.000 anys, és més lent durant els períodes glacials i més ràpid durant càlids.
Així doncs, en un cas s’hi acumula més carboni a causa del plancton que mor i cau al fons del mar i, en l’altre, el carboni torna a la superfície, contribuint a que la temperatura pugi encara més. Es calcula que, actualment, l’oceà Antàrtic absorbeix el 25% de les nostres emissions de CO2.
Aquests procés va passar en dues fases a finals de la darrera edat de gel, fa entre 18.000 i 15.000 anys, fent que el CO2 pugés unes 80 parts per milió per l’alliberament d’un total de gas equivalent, gairebé, al registrat des de l’inici de la Revolució Industrial. Si els oceans deixen d’absorbir diòxid de carboni i en comencen a emetre seria absolutament imprescindible reduir les emissions d’origen humà molt més i molt més ràpid que fins ara, i hi ha indicis que apunten en aquest sentit.
Algunes observacions indiquen l’escalfament global està fent que els vents de l’oest tornin a intensificar-se i a dirigir-se al sud, i les aigües també són cada cop més calentes. La possibilitat que un fenomen com el de fa 16.000 anys es repeteixi és una gran preocupació i és necessari buscanr indicadors de canvi per, arribat el cas, ser a temps d’avisar si ens apropem a un punt on la temperatura de la Terra pot viure una pujada sobtada.
El metà i el diòxid de carboni emmagatzemats al permagel de l’Àrtic també poden tenir un impacte enorme en el canvi climàtic, accelerant-lo i intensificant-lo. Un estudi de la Universitat d’Alaska-Fairbanks (Estats Units) publicat a la revista ‘Nature Communications’ analitza el procés d’alliberament d’aquests casos causat per la fusió del permagel a sota dels anomenats llacs de termokarst, que són una conseqüència de l’escalfament global. Quan el gel superficial es fon, es formen bassals d’aigua que acceleren la fusió del permagel que hi ha a sota, proporcionant aliment a microorganismes que alliberen diòxid de carboni i metà.
Els científics van estudiar centenars d’aquestes formacions a Alaska i Sibèria (Rússia) durant 12 anys, mesurant la seva mida i la quantitat de gasos que pujaven a la superfície, i van demostrar que la fusió ràpida que es produeix en aquests llacs pot emetre quantitats tan grans de gasos al llarg d’aquest segle que, l’any 2050, podrien duplicar els del subsòl.
De manera habitual, el permagel superficial es fon durant els mesos més càlids de l’any, però la pujada de les temperatures també provoca un augment de la vegetació, que l’absorbeix. Els llacs de termokarst són molt diferents: el permagel es fon tan ràpidament que s’han registrat reduccions de gruix de 15 metres en 60 anys.
Les emissions que se’n deriven, però, no s’inclouen en els càlculs i models sobre el canvi climàtic perquè el número i la mida dels llacs ho fan gairebé impossible. El metà (CH4), però, emès en grans quantitats per aquests llacs, és un gas d’efecte hivernacle 30 vegades més potent que el CO2 i no tenir en compte aquests processos resta precisió a les previsions de futur i a l’urgència d’aturar l’escalfament global.
L’alliberament de carboni del permagel a través del metà és, aproximadament, un 20% de l’emès de manera natural. Incloent els llacs de termokarst, però, es podria convertir en el principal agent d’aquest procés i ser responsable d’un 70-80% de l’escalfament global causat pel permagel aquest segle. De fet, és comparable als efectes que causen la deforestació i l’agricultura, que són la segona font més important d’escalfament global d’origen humà després dels mitjans de transport.
A diferència de la fusió gradual del permagel, però la dels llacs de termokarst és impossible d’aturar. Fins i tot els models climàtics optimistes, fets a partir d’una previsió d’escalfament global baix, hauran de tenir en compte els gasos d’efecte hivernacle d’aquests processos per afinar els seus càlculs. Quan aquest alliberament comença no es pot aturar, i la seva influència futura pot ser molt important.
Tots aquests canvis en el cicle del carboni poden resultar molt més complicats d’aturar que les emissions d’origen humà, però aquestes darreres en són la causa. És per això que, tot i no saber fins a quin punt encara hi som a temps, reduir la nostra contribució a l’escalfament global és l’única eina que tenim al nostra abast per mirar d’alentir i tot frenar, si més no a llarg termini, un efecte dòmino que podria provocar una pujada de les temperatures que superaria fins i tot les previsions més extremes.
