Los trabajos de Svante Arrhenius (1859-1927) ya habían establecido el vínculo entre CO₂ y temperatura en 1896. Hoy, los estudios de atribución muestran que las actividades humanas son responsables de más del 95% del calentamiento observado desde 1950.
La concentración de dióxido de carbono en la atmósfera ha experimentado un aumento sin precedentes desde el inicio de la era industrial, pasando de 280 ppm (partes por millón) a mediados del siglo XIX a 420 ppm en la actualidad.
El calentamiento global representa uno de los mayores desafíos del siglo XXI. Detrás de los discursos mediáticos y políticos se esconden datos científicos complejos que merecen ser descifrados.
Los datos de la NASA y de la NOAA muestran un aumento promedio de 1,2°C desde la era preindustrial (1850-1900). Este valor puede parecer modesto, pero oculta variaciones regionales importantes: el Ártico se calienta de 2 a 3 veces más rápido que el promedio mundial.
N.B. :
1850–1900 es el período en el que las mediciones instrumentales fiables comienzan a estar disponibles a escala mundial, antes de que las emisiones industriales se vuelvan masivas. Temperatura promedio estimada: Alrededor de 13,7°C en 1900 (vs ~14,9°C en 2023–2025, es decir, +1,2°C de aumento).
Las actividades humanas responsables de este aumento se pueden clasificar por orden de importancia:
| Fuente | Contribución anual | Evolución desde 1990 | Tendencias actuales |
|---|---|---|---|
| Combustión de energías fósiles | ~36 mil millones de toneladas | +60% | Estancamiento en algunos países desarrollados |
| Deforestación y cambio de uso del suelo | ~5-10 mil millones de toneladas | Estable a ligero aumento | Preocupante en Amazonía y Sudeste Asiático |
| Producción de cemento | ~2,5 mil millones de toneladas | +200% | Fuerte crecimiento con la urbanización |
| Agricultura intensiva | ~1-2 mil millones de toneladas | +30% | Posible estabilización con nuevas prácticas |
Este valor representa el aumento de la temperatura promedio en la superficie de la Tierra pero este promedio global oculta realidades complejas. No se trata de un aumento uniforme que se sentiría en todas partes del planeta. Este valor de 1,2°C es un promedio calculado sobre el conjunto del globo:
| Región | Calentamiento observado | Factor de amplificación | Explicaciones |
|---|---|---|---|
| Ártico | +3 a +4°C | × 3 | Amplificación polar debida al deshielo |
| Continentes | +1,5 a +2°C | × 1,5 | Las tierras se calientan más rápido que los océanos |
| Océanos | +0,8 a +1°C | × 0,8 | Gran capacidad térmica del agua |
| Regiones tropicales | +0,8 a +1,2°C | × 1 | Calentamiento cercano al promedio global |
¿Cómo un gas, el CO₂, presente en tan baja proporción (0,04% de la atmósfera) puede tener una influencia tan determinante en el clima terrestre? La respuesta reside en las propiedades físicas específicas del dióxido de carbono y su papel en el efecto invernadero.
El dióxido de carbono (CO₂) posee una estructura lineal y asimétrica (O=C=O) que le confiere propiedades únicas de absorción de los infrarrojos. A diferencia del oxígeno (O₂) o el nitrógeno (N₂), el CO₂ puede vibrar de manera que absorbe eficazmente la radiación térmica emitida por la Tierra, y luego reemitirla en todas las direcciones – incluso hacia la superficie terrestre.
La molécula de CO₂ absorbe principalmente los infrarrojos en la banda de los 15 µm (micrómetros), una longitud de onda característica de la radiación térmica terrestre. Esta absorción resulta de sus tres modos de vibración:
Estas vibraciones modifican el momento dipolar de la molécula, condición necesaria para interactuar con las ondas electromagnéticas infrarrojas. El CO₂ absorbe los fotones IR cuya energía corresponde a sus transiciones vibracionales (como el estiramiento asimétrico), luego reemite esta energía en forma de calor o nuevos fotones, contribuyendo así al efecto invernadero.
Estado fundamental (CO₂) ─────[Absorción de un fotón IR]─────► Estado vibracional excitado (E = hν, λ ≈ 15 µm) Estado excitado ─────[Reemisión de un fotón IR o colisión]─────► Estado fundamental + calor
Al reemitir una parte de la radiación infrarroja hacia la superficie, el CO₂ contribuye a atrapar una parte del calor en la atmósfera. A diferencia del vapor de agua (otro gas de efecto invernadero mayor), su concentración es menos sensible a las variaciones locales de temperatura, lo que lo convierte en un regulador climático a largo plazo.
El oxígeno (O₂) y el nitrógeno (N₂), mayoritarios en la atmósfera (99%), no absorben los infrarrojos porque sus enlaces son simétricos y no polares. Por el contrario, el metano (CH₄) o el óxido nitroso (N₂O) tienen estructuras aún más eficaces que el CO₂ para absorber los IR, pero su concentración es mucho menor. El CO₂ juega por tanto un papel central en el balance radiativo terrestre.
N.B. :
En condiciones normales, el CO₂ es eléctricamente neutro. Pero cuando vibra, desarrolla una pequeña carga desequilibrada. Esta propiedad le permite interceptar los infrarrojos – el calor que la Tierra intenta evacuar hacia el espacio. Sin este mecanismo, la temperatura promedio en la Tierra sería 30°C más fría!
El IPCC ha desarrollado varios escenarios, de los más optimistas (SSP1-1.9) a los más pesimistas (SSP5-8.5). Estas proyecciones tienen en cuenta las emisiones de gases de efecto invernadero, la demografía mundial y las políticas climáticas.
| Escenario | Descripción | Calentamiento en 2100 | Consecuencias mayores |
|---|---|---|---|
| SSP1-1.9 | Acciones climáticas ambiciosas Neutralidad carbono hacia 2050 | 1,4°C a 1,8°C | Impactos limitados, adaptación posible |
| SSP1-2.6 | Desarrollo sostenible moderado Emisiones netas nulas después de 2050 | 1,7°C a 2,8°C | Riesgos moderados, ecosistemas bajo presión |
| SSP2-4.5 | Continuación de las tendencias actuales Estabilización de las emisiones hacia 2050 | 2,1°C a 3,5°C | Riesgos moderados a elevados |
| SSP3-7.0 | Desarrollo desigual y competencia Emisiones continuas hasta 2100 | 2,8°C a 4,6°C | Riesgos elevados a muy elevados |
| SSP4-6.0 | Desigualdades pronunciadas Tecnologías de altas emisiones | 2,5°C a 4,2°C | Riesgos elevados, adaptación desigual |
| SSP5-8.5 | Fuerte desarrollo de energías fósiles Crecimiento económico intensivo | 3,3°C a 5,7°C | Consecuencias catastróficas |
Fuente : IPCC, Informe AR6, 2021 ; CMIP6 Scenario Database ; NASA Climate Change.
La Tierra es un sistema termodinámico que busca permanentemente la estabilidad. El clima funciona de la misma manera: ciertos elementos clave de nuestro planeta podrían, más allá de un cierto umbral, cambiar radicalmente y de forma irreversible. Estos umbrales críticos son llamados puntos de inflexión. Un punto de inflexión es un umbral más allá del cual un sistema climático:
N.B. :
Estos fenómenos no son predicciones lejanas: algunos podrían ser desencadenados con un calentamiento de 1,5 a 2°C. Una vez franqueados, sus efectos podrían propagarse como un efecto dominó a través del sistema climático.
Los expertos del IPCC, de la NASA y estudios recientes publicados en Nature y Science (2020-2024) identifican varios sistemas climáticos vulnerables. Estos puntos de inflexión podrían ser desencadenados con un calentamiento de 1,5°C a 2°C, un umbral que nos aproximamos rápidamente (1,2°C alcanzado en 2025). Su cruce acarrearía cambios irreversibles a escala humana y efectos en cascada sobre el conjunto del sistema Tierra.
| Sistema climático | Umbral de desencadenamiento | Consecuencias mayores | Estado actual (2025) |
|---|---|---|---|
| Deshielo de la capa de hielo de Groenlandia | 1,1°C - 1,5°C | Elevación del nivel del mar de 7 metros (a lo largo de varios siglos), perturbación de las corrientes oceánicas | Pérdida de masa acelerada: 5 000 Gt/año de hielo derretido |
| Debilitamiento de la AMOC (corriente del Atlántico) | 1,4°C - 2°C | Inviernos 5 a 10°C más fríos en Europa, perturbaciones de los monzones, elevación del nivel del mar en la costa este de Estados Unidos | Ralentización del 15% desde 1950 |
| Desaparición del hielo marino ártico estival | 1,5°C - 2°C | Aceleración del calentamiento (reducción del albedo), perturbación de los ecosistemas polares, liberación de metano | 40% de reducción de la superficie desde 1979 |
| Descongelamiento del permafrost | 1,5°C - 2°C | Liberación de 200 a 400 Gt de carbono (CO₂ y CH₄) de aquí a 2100, amplificando el calentamiento | Ya observado en Siberia y Alaska con emisiones crecientes de metano |
| Transformación de la selva amazónica en sabana | 2°C (localmente +4°C) | Liberación de 200 Gt de CO₂, pérdida de biodiversidad, perturbación del ciclo del agua | 17% deforestados (umbral crítico estimado en 20-25%) |
| Colapso de la capa de hielo de la Antártida Occidental | 1,5°C - 2°C | Elevación del nivel del mar de 3 a 5 metros (a lo largo de varios siglos) | Deshielo acelerado, en particular del glaciar Thwaites ("glaciar del Apocalipsis") |
N.B. :
Un estudio publicado en Science (2022) estima que ya hemos franqueado 5 de los 16 puntos de inflexión identificados, incluyendo el deshielo parcial de Groenlandia y de la Antártida Occidental, y la ralentización de la AMOC.
Cada décima de grado cuenta: limitar el calentamiento a 1,5°C en lugar de a 2°C podría evitar franquear varios puntos de inflexión.
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