El CO2 y el volcán Mauna Loa

La figura que ilustra esta entrada es la evolución de la concentración de CO2 en la atmósfera desde finales de los años cincuenta, medida en una recóndita estación meteorológica, a más de 3000 metros de altura, construida en la falda del volcán Mauna Loa, en la llamada Isla Grande (o Hawai) del archipiélago hawaiano. Es probable que estos días hayáis visto en los medios que el citado volcán ha entrado en erupción, con espectaculares imágenes de la misma. Lo que ha traído como consecuencia que hoy, cuando he entrado en la página web que actualiza día a día la curva de la figura, me he encontrado con que el día 28 de noviembre la concentración de CO2 fue 417,31 ppm, mientras que la del día 29 no estaba disponible porque se habían suspendido las mediciones a causa de la erupción del volcán.

La gráfica que se muestra arriba se conoce como gráfica Keeling en honor al científico, Charles David Keeling, que comenzó a medir la concentración de CO2 en la atmósfera a mediados de los cincuenta, como proyecto postdoctoral, en el Departamento de Geoquímica del Instituto Tecnológico de California (Caltech). Comenzó tomando muestras de aire y agua en recónditos lugares de Estados Unidos, volviendo con ellas a los laboratorios del Caltech para medir las concentraciones de CO2. Keeling se sorprendió al ver que esas concentraciones aumentaban por la noche y disminuían durante el día, con una concentración vespertina casi constante de 310 partes por millón (ppm), independientemente del lugar en el que se habían capturado las muestras. Pronto comprendió que esos cambios se deben a que durante el día las plantas toman CO2 de la atmósfera para realizar la fotosíntesis con ayuda de la luz solar. 

En 1956, la Oficina Meteorológica de Estados Unidos (hoy incluida en la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica, NOAA), así como otras organizaciones americanas y europeas, estaban preparando programas de investigación para el Año Geofísico Internacional, a celebrar entre 1957 y 1958. La Oficina Meteorológica tenía previsto medir la concentración de CO2 atmosférico en lugares remotos para establecer una línea base de la misma. Keeling propuso a la Oficina Meteorológica y al llamado Instituto Scripps, en la Jolla, California, el uso de una nueva herramienta analítica, un analizador de gases por infrarrojos que, a diferencia del aparato que él venía utilizando, permitía realizar mediciones de CO2 de forma continua en muestras de aire. Después de diversos intentos con el aparato en cuestión en la Antártida y a bordo de barcos y aviones, la primera lectura en Mauna Loa se llevó a cabo el 29 de marzo de 1958, estableciendo la concentración atmosférica de CO2 en esa fecha en 313 ppm.

Dadas las difíciles condiciones en las que se realizaron las primeras mediciones (cortes de luz, problemas logísticos), los datos de 1958 fueron un tanto erráticos pero Keeling no cejó en el empeño y cuando tuvo las medidas del año 1959 completo, quedó claro el comportamiento que se sigue viendo en la gráfica que ilustra esta entrada. En ella se ve una sucesión de pequeños picos, con máximos en torno al mes de mayo y mínimos en noviembre. De nuevo la fotosíntesis tiene algo que ver. Las plantas absorben CO2 en el proceso de fotosíntesis durante el periodo de crecimiento de sus hojas, que va de abril a agosto, reduciendo así los niveles de CO2 atmosférico durante esos meses, mientras que en otoño e invierno, las plantas pierden hojas, capturan menos CO2 y el carbono almacenado en los tejidos vegetales y los suelos se libera a la atmósfera, lo que aumenta las concentraciones del mencionado gas.

Con la curva de Keeling actualizada en la mano nadie puede negar lo obvio. La concentración del CO2 en la atmósfera ha ido creciendo paulatinamente desde las 313 ppm en los inicios de la estación de Mauna Loa (un 0,03% del gas en la atmósfera), a los 417 de este noviembre, a un ritmo que, además, parece acelerarse. Y todo indica que ese crecimiento no tiene precedentes en muchos años atrás, aunque para ello haya que echar mano de medidas que analizan el CO2 atrapado a diferentes profundidades en el hielo permanente de la Antártida y que corresponden a su concentración en épocas pretéritas. Esas medidas muestran que, desde hace 800.000 años (antes de que apareciera el Homo sapiens), el CO2 parece haber variado, llegando incluso a valores muy bajos (150 ppm) que, probablemente, dificultaron la fotosíntesis de las plantas entonces existentes. Pero en los últimos 2000 años, esa concentración parece haberse mantenido constante en unas 280 ppm hasta el advenimiento de la Revolución industrial, cuando empezó a crecer generando el aumento posterior detectado por Keeling en los cincuenta.

Estas reconstrucciones paleoclimáticas, medidas indirectas de una magnitud en el pasado, interesantes para el estudio del clima en el futuro, se llaman Proxies en inglés e Indicadores climáticos en castellano. Hay otros como los anillos en cortes de troncos de árboles centenarios que permiten reconstruir las temperaturas del pasado. O las concentraciones de boro-11 en conchas y caparazones de animales marinos que permiten reconstruir el pH del agua del océano en épocas pretéritas. Pero, todo hay que decirlo, el uso de los proxies ha estado envuelto en diversas polémicas (a veces bastante agrias) entre climatólogos. Cosa que no puede pasar con datos tan contrastados como los obtenidos por la estación de Mauna Loa y otros concordantes medidos en otras estaciones a lo largo y ancho del mundo.

Ahora, la carretera que lleva a la estación se ha visto cortada por un río de lava proveniente de la erupción y los científicos andan a la carrera trasladando los equipos a lugares seguros. Cuánto tiempo durará la incidencia y qué implicaciones tendrá en las medidas futuras es un poco una incógnita. Pero el espíritu del concienzudo y testarudo Keeling andará en el ambiente para solucionarlo. Mientras tanto, esas otras estaciones que acabo de mencionar seguirán con su trabajo.