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Predicen la sexta extinción masiva

Área: Medio ambiente — viernes, 22 de septiembre de 2017

Un modelo matemático predice las extinciones del pasado y la sexta que está a punto de ocurrir.

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Los gorgonópsidos, como este Lycaenops, desaparecieron en la extinción masiva del Pérmico-Triásico, la mayor de todas hasta la fecha. Fuente: Wikipedia.

La vida sobre la Tierra tiene unos 3800 millones de años, pero sólo en los últimos 540 ha habido vida realmente compleja. Si antes de esos 540 hubo grandes extinciones no lo podemos saber, en todo caso habría afectado a los microorganismos solamente.

Desde esos 540 millones de años para acá ha habido diversas extinciones masivas, pero sólo 5 grandes extinciones masivas. La última hace 65 millones de año, cuando desaparecieron los dinosaurios.

Generalmente, estas grandes extinciones se aprecian muy bien en el registro fósil cuando nos fijamos en la vida marina, pues esta es más abundante y sus seres tienen partes duras que pueden fosilizar fácilmente.

Independientemente de lo que disparó cada una de estas extinciones, en todas ellas estuvo involucrada alguna alteración del ciclo del carbono, sobre todo en los procesos en los que participan los océanos y la atmósfera. El ciclo del carbono y, en concreto, el dióxido de carbono tiene un papel esencial en la regulación del clima terrestre. La destrucción de la vida vegetal o las grandes erupciones volcánicas pueden aumentar la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera. El ser humano también lo hace al consumir combustibles fósiles.

Estas perturbaciones globales del pasado en el ciclo del carbono se desarrollaron durante miles de años y coincidieron con un amplio exterminio en la vida marina a lo largo de todo el mundo.

La pregunta que los expertos llevan planteándose desde hace unos años es si las alteraciones en el ciclo del carbono que el ser humano está generando va a provocar una sexta gran extinción masiva. Los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera y, por ende, en los océanos han aumentado significativamente desde el siglo XIX por la quema de combustibles fósiles por parte del ser humano, lo que ya ha provocado un aumento significativo de la temperatura media global y un cambio en la química marina, con océanos cada vez más ácidos.

Asegurar que estos cambios derivarán en la sexta gran extinción no es fácil, aunque el sentido común nos diga que efectivamente así es. El problema es que esta alteración se está dando en un lapso de tiempo de muy pocos siglos, en lugar de los miles de años que fueron necesarios en las otras extinciones.

Así que, para aclarar la cuestión, Daniel Rothman (MIT) ha analizado los cambios significativos en el ciclo del carbono en los últimos 540 millones de años. Ha identificado umbrales de catástrofe en el ciclo del carbono que si se exceden entonces se da lugar a un ambiente inestable que finalmente provoca una extinción masiva.

Propone que estas extinciones se dan si se cruzan uno de estos dos umbrales:

1/ Para cambios en ciclo del carbono que se dan en escalas de tiempo grandes, las extinciones se dan si estos cambios ocurren a un ritmo mayor que la capacidad de los ecosistemas para adaptarse.

2/ Para perturbaciones en el ciclo de carbono que se den en escalas de tiempo cortas, el ritmo de los cambios del ciclo no importan, sino que es la magnitud de ese cambio la que determina la posibilidad de un evento de extinción.

Considerando este razonamiento hacia adelante en el tiempo, Rothman predice que, dado el actual aumento de dióxido de carbono en una escala de tiempo tan pequeña, la sexta gran extinción masiva depende de la cantidad de carbono arrojada a la atmósfera. Calcula que esa cantidad es de unas 310 gigatoneladas de carbono extra sobre los niveles preindustriales, muy cerca de las 300 gigatoneladas que la humanidad habrá arrojado ya a la atmósfera para 2100 debido al consumo de combustibles fósiles, según el mejor escenario posible del IPCC.

¿Significa esto que la extinción masiva se dará justo a finales de siglo? Rothman dice que tomará un tiempo, quizás unos 10.000 años para que un desastre de ese tipo se dé, pero que a partir de 2100 entraremos en un territorio desconocido y que entonces el mundo puede alcanzar un punto de no retorno.

Rothman sostiene que si no hacemos nada para evitarlo, llegará a ser una realidad que el ciclo del carbono deje de ser estable y que se comporte de un modo impredecible. “En el pasado geológico este tipo de comportamiento está asociado a extinciones masivas”, añade.

Rothman tiene un estudio previo sobre la extinción del Pérmico-Triásico, la mayor extinción masiva de las cinco conocidas y en la que el 95% de las especies marinas se extinguieron. Desde entonces las conversaciones con los colegas del campo le espolearon a estudiar la posibilidad de un sexta gran extinción masiva.

“Cómo se pueden comparar realmente estos grandes eventos del pasado geológico que se dan en vastas escalas de tiempo con lo que está pasado hoy en día que se da en sólo unos siglos? Así que me se senté un día de verano e intenté pensar cómo uno lo podría estudiar sistemáticamente”, dice Rothman.

Al final consiguió una fórmula matemática basada en principios físicos que relaciona el ritmo crítico y magnitud de los cambios en el ciclo del carbono con la escala de tiempo. Tomó como hipótesis que esta fórmula debería predecir si se tenía que dar una extinción masiva o algún tipo de catástrofe global

En la bibliografía sobre el asunto identificó 31 eventos en los pasados 542 millones de años en los que se dieron cambios en el ciclo del carbono, algo expresado en el registro geológico como cambios en la relación de los isótopos 12 y 13 de este elemento. Además, anotó la duración temporal de estos cambios.

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Entonces diseño un transformación matemática para convertir estos números en la cantidad total de carbono que se añadía a los océanos durante esos eventos. Finalmente, dibujó la gráfica entre la masa y el tiempo para cada evento.

Resultó evidente que había un ritmo característico de cambio que al sistema, básicamente, no le gustaba cruzar. Es decir, había un umbral que en la mayoría de los 31 eventos no se había cruzado, por ser cambios benignos que no desestabilizaban los sistemas hasta producir un catástrofe. Por el contrario, para 4 de las 5 extinciones masivas se había superado ese umbral y de forma especial hacia finales del Pérmico, justo para la extinción masiva más importante.

En un análisis ulterior, este investigador encontró que el ritmo crítico para que se dé una catástrofe está relacionada por los procesos ocultos que se dan en el ciclo natural del carbono en la Tierra. El ciclo es, básicamente, un bucle entre la fotosíntesis y la respiración. Normalmente hay alguna fuga en el ciclo por la que una parte del carbono orgánico termina en el fondo del océano y, al cabo de un tiempo, es enterrado en sedimentos y secuestrado del resto del ciclo.

Rothman encontró que el ritmo crítico era equivalente al exceso de producción de dióxido de carbono que no es secuestrado por el sistema anteriormente descrito. Un exceso adicional de carbono inyectado en el ciclo podría no ser asimilado por el bucle en sí. Podrían darse uno o más procesos de tal modo que el ciclo del carbono entre en esta inestabilidad.

Determinó que el ritmo crítico se aplica sólo a escala de tiempo en la que el ciclo de carbono marítimo puede restablecer su equilibrio tras una alteración. Hoy en día esa escala de tiempo es de 10.000 años. Para eventos más cortos el umbral crítico no está unido al ritmo al que el carbono se añadido a los océanos, sino a la masa total de carbono. Ambos escenarios dan lugar a un exceso de carbono circulando a través de los océanos y al atmósfera, lo que da lugar a un calentamiento global y a la acidificación del mar.

Según Rothman la masa crítica de carbono básicamente se alcanzará hacia 2100 con 310 gigatoneladas (GT), según las predicciones del IPCC para el mejor escenario posible para esas fechas (300 GT). El peor escenario estaría por encima de las 500 GT para finales de este siglo, muy por encima del umbral crítico.

Es decir, en todos los escenarios, el ciclo del carbono estará o por encima o muy cerca del límite para que se dé una catástrofe.

“Debe haber maneras de eliminar ese exceso de dióxido de carbono, pero este trabajo señala razones por las que necesitamos ser cuidadosos y da todavía más razones para estudiar el pasado y así estar mejor informados para el presente”, dice Rothman.

De todos modos, el ritmo de destrucción de los ecosistemas (incluidos los bosques que absorben y fijan dióxido de carbono) es actualmente muy alto, con una tasa de extinción continua de especies que ya supera el ritmo de extinción del cualquier extinción masiva del pasado.

Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=5713

Fuentes y referencias:
Artículo original.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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17 Comentarios »

  1. NeoFronteras:

    Mientras, en Brasil: https://www.nytimes.com/es/2017/09/22/se-aproxima-una-fiebre-del-oro-catastrofica-en-la-amazonia/?action=click&clickSource=inicio&contentPlacement=2&module=toppers&region=rank&pgtype=Homepage

  2. Miguel Ángel:

    “Es decir, en todos los escenarios, el ciclo del carbono estará o por encima o muy cerca del límite para que se dé una catástrofe”.

    Va a estar muy mala la cosa.

  3. Tomás:

    Me refiero a la página a la que nos envía Neo. Todo ello, lo que el artículo relata, es el resultado de la demagocracia amante prostituta de la “corruptocracia”, en este caso de dimensión internacional. Los temibles grupos de presión… Terrible.

  4. Dr. Thriller:

    Estos estudios son complejos. No sabemos realmente cómo eran exactamente las condiciones en épocas pretéritas (p.ej., la atmósfera podía ser de 1,2 atm de presión o de 0,8, esto no hay forma de saberlo porque si bien podemos inferir la composición por muchos indicios, la presión realmente no, y lo digo además porque hay algún saurio volador que hoy en día no podría volar, la atmósfera actual no podría sustentarlo). Muchos detalles. Tampoco no tenemos ni pajolera idea del tamaño de la biomasa hace 400 millones de años. Podría ser más o menos la misma o ser completamente diferente. Es de suponer que estas variaciones, bastante salvajes, las habrán tenido en cuenta, pero también nos falta un enfoque de cómo y por qué se ha secuestrado tal cantidad de hidrocarburos, que en la teoría vigente provienen de retirar precisamente biomasa de la ecosfera, y eso tuvo que tener también algún tipo de huella.

    El problema además es que la emisión de CO2 es casi el menor de los problemas (no encuentro a nadie que calcule cuánto tendría que subir el océano para absorber el exceso), porque el nivel de destrozo que esta civilización acomete es de amplísimo espectro, aunque bien es verdad que esa capacidad viene de la energía que obtenemos al liberar CO2 a chorros.

  5. Tomás:

    Es posible, sí, que los saurios voladores no pudieran elevarse ahora. Y me alegra que plantees cómo han podido formarse las bolsas de petróleo. Parece ser que deben proceder del fondo de los océanos donde caen al fondo los restos de todo ser vivo y han de ir aumentando en espesor y por tanto, la presión ejercida, que ha de ser muy alta, pues se formaron en los Jurásico-Cretácico -creo y corrígeme si no- y supongo que incluso antes, lo que me cuadricula un tanto por gran lapso con el Carbonífero. La presión para los carbones -no confundir la posición de la “r” (es una advertencia a tanta gente malpensada, sobre todo por esto del problema en Cataluña)- creo que debió ser muchísimo menor.

    En cuanto a tu segundo párrafo, estimo como principal problema, más que el CO2, la superpoblación.
    Un brazo.

  6. NeoFronteras:

    A veces sí se puede saber la presión atmosférica en el pasado:
    http://neofronteras.com/?p=3791

  7. Tomás:

    Una vez leído el artículo antiguo al que nos envía Neo, me afirmo en mi primera frase, con la puntualización de que no podrían volar porque no están. Así quedo fenómeno.

  8. r:

    No pierdes tu gran humor estimado Tomás LOL

  9. Tomás:

    Muchas gracias, querido “r”, pero ¿qué leñe quiere decir “LOL”?

  10. Tomás:

    No sé si a propósito, ni si viene a cuento o no, pero el caso es que me he enterado de que existe un pájaro africano, que creo se llama “quenea”, de pequeño tamaño y que resulta ser el vertebrado más numeroso (supongo que excluidos los peces) de la Tierra: algo así como 10 000-11 000 millones. Si es así, casi seguro que detrás vamos los humanos.

  11. Miguel Ángel:

    En otro documental, oí decir que los más numerosos serían los murciélagos, considerando todas sus especies, y tú hablas de una sola especie en particular, de modo que ambos datos podrían ser ciertos.
    En Centroamérica vive una especie de murciélago -que tal vez conozca el amigo “r”- que creo recordar que es el único de color blanco y, en mi opinión, el más bonito de todos:

    https://es.wikipedia.org/wiki/Ectophylla_alba

    Y fuertes abrazos para los dos.

  12. r:

    Sí Miguel, conozco ése murciélago, es bonito.
    Y “LOL” expresa risa

  13. Miguel Ángel:

    LOL es la abreviatura de “Lots Of Laughs” para ser exactos, querido Tomás.

    Lots of hugs!

  14. Tomás:

    Pues a lot of JAJ; o HAH si os parece. De todas formas merci por culturizarme y abrazarme además, que todo se agradece.
    ¡Concha!

  15. Dr. Thriller:

    Cierto, poco después de escribir lo que hice me acordé del artículo en cuestión. Gracias a Dios, como decía Buñuel que era ateo (“Gracias a Dios que soy ateo”), que no somos infalibles (aunque algunos somos inefables).

    De todos modos me refería al Quetzalcoatlus Northropi, que es mucho mayor que una avioneta estándar.
    https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e5/Quetzscale1.png

    La envergadura es una estimación mínima sobre 11 m, y la mayoría de los cálculos de masa, difíciles porque no hay especímenes similares ni vivos ni extintos, nos vamos al cuarto de tonelada, es decir, una vaca voladora en todo rigor (ternera, no discutamos). Según algunos investigadores, podía volar a 3.000 m y hasta a 120 km/h. Yo de biomecánica no me meto, pero el consumo en kWh no sé yo. Claro que todos estos bichos tragaban a gusto.

  16. Tomás:

    Pienso que lo del tamaño y peso no ha de ser problema si hay una correspondencia con superficie de sustentación. Lo más importante es la cuestión energética, y como -por el pelo más o menos abundante- parece ser que eran homeotermos, puede ser que necesitasen esa abundante alimentación, que si era carroñera o cazadora de peces, pequeños mamíferoides o mamíferos o crías de dinos, resultaba posible mucha energía.

  17. Dr. Thriller:

    El ave más grande, voladora, que hay ahora creo que es el cóndor, que viene siendo un polluelo de este bicho, sobre 3 m y pico de envergadura alar y por ahí anda con el albatros, tuvo un pariente extinto que llegaba a 7 m, y efectivamente, traga como una lima. El asunto, claro está, es el metabolismo, por ejemplo, si este compay podía despegar, pues más o menos el vendaval de un helicóptero. Batir un ala de 6 m y anclajes tensores y demás, hombre, está claro que volaba, aunque supongo que podía vivir en un mundo con unas corrientes en chorro espectaculares.

    Hablar por no estar callado.

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