No cabe duda de que el calentamiento global aumenta la cantidad de incendios, pero la situación contraria no es menos cierta. Los bosques almacenan el 30 % del carbono en la superficie del planeta y cada incendio libera carbono a la atmósfera y otras sustancias que tienen capacidad para modificar el clima en forma de aerosoles. No obstante, el efecto de estos aerosoles en el cambio climático aún no se conoce con precisión.
El proyecto EARLYHUMANIMPACT pretende cuantificar este impacto extrayendo información de la historia geológica terrestre. Hace más de diez mil años, la agricultura humana comenzó a desarrollarse a costa de los bosques. El equipo al cargo del proyecto considera que los aerosoles generados por esta actividad humana podría haber alterado el sistema climático mundial durante miles de años.
Para corroborar esta hipótesis, el profesor Carlo Barbante y un equipo de investigadores de la Universidad de Venecia estudiaron datos climatológicos inferidos a partir de testigos de hielo y sedimentos de lagos de todos los continentes y los compararon con registros de incendios. Para lograrlo emplearon una técnica nueva capaz de determinar un marcador molecular de quema de biomasa, el levoglucosano, capaz de delatar incendios en sedimentos lacustres y testigos de hielo. El profesor Barbante habla sobre el proceso desarrollado y los resultados principales del proyecto ahora que este llega a su fin.
¿Por qué centraron su investigación en la reconstrucción de incendios?
La influencia de los aerosoles en el sistema climático no se conoce con precisión, y menos aún la función relativa de la quema de biomasa.
Los incendios influyen en el sistema climático al emitir carbono, el cual quedaría almacenado en la vegetación si no se hubiera producido el incendio. Contribuyen al aumento de varios aerosoles y gases atmosféricos y tienen importancia para la variabilidad de los mismos con el paso de los años. También afectan al clima regional y mundial al emitir gases de efecto invernadero, principalmente dióxido de carbono y metano.
La reducción de la superficie de masa forestal iniciada hace entre siete mil y cinco mil años antes del presente (AP) puede estar relacionada con las primeras actividades agrícolas, por ejemplo la roturación por quema, actividad que debería dejar un registro patente en los indicadores climáticos indirectos. Gracias a la beca avanzada del CEI obtenida generaremos información fundamental sobre la relación entre el clima y la actividad humana, sobre todo desde el desarrollo de la agricultura, y la influencia de los aerosoles con el paso del tiempo.
¿Cómo es posible que se sepa tan poco sobre la influencia que tuvieron los aerosoles en el cambio climático?
Los aerosoles naturales y antropogénicos podrían haber alterado el sistema climático mundial durante miles de años, tal y como se extrae de las comparaciones entre la concentración de gases de efecto invernadero del Holoceno superior y de los periodos interglaciales anteriores. Ahora, las actividades humanas como la quema de combustibles fósiles están alterando la composición de la atmósfera y el sistema climático mundial a una velocidad sin precedentes.
El problema reside en que, en la mayoría de los archivos climáticos y medioambientales estudiados por los paleoclimatólogos (anillos de árboles y registros marinos y terrestres), resulta complicado dar con las funciones de transferencia adecuadas que relacionan la concentración de un marcador específico en el registro con su incidencia histórica. Resulta por tanto necesario estudiar la composición atmosférica pasada mediante registros paleoclimáticos e indicadores indirectos adecuados para los que se conoce las relaciones de causa y efecto.
¿Cómo verificaron la hipótesis de Ruddiman?
Su hipótesis se centra en la observación de que las concentraciones de dióxido de carbono atmosférico y metano se encontraban en un mínimo hace unos siete mil y cinco mil años AP respectivamente, y desde entonces han aumentado paulatinamente hasta el repunte rápido de gases de efecto invernadero provocado por la revolución industrial. El aumento del metano se debe a la quema de biomasa y el cultivo de arroz en los trópicos. Relacionar el aumento del dióxido de carbono con la actividad humana resulta más complicado, pero Ruddiman aduce que la deforestación y la quema de biomasa pueden ser dos factores fundamentales.
Los registros indirectos en forma de testigos extraídos del hielo y de los lagos ofrecen datos medibles sobre los incendios pasados en todas las escalas espaciales y temporales. Pretendemos cuantificar los cambios temporales y espaciales en la quema de biomasa durante el Holoceno a partir de testigos de hielo y lacustres de todos los continentes y en relación a los puntos en los que se originó la agricultura. Para lograrlo hemos desarrollado una técnica novedosa con la que medir un marcador molecular de quema de biomasa en testigos de hielo y sedimentos lacustres, el levoglucosano, 1,6-anidro-β-D-glucopiranosa. Estos análisis piroquímicos se complementan con indicios palinológicos del impacto de los incendios pasados.
¿Cuáles son los resultados más importantes del proyecto hasta ahora?
Estudios recientes en el manto de hielo de Groenlandia mostraron que los cambios climáticos como la insolación y la temperatura estival en el hemisferio norte influyeron en los incendios boreales en escalas temporales milenarias.
Nuestros resultados sobre la reconstrucción de incendios en el Holoceno apuntan a un pico de esta actividad hace entre dos y tres mil años. No obstante, las temperaturas en el hemisferio norte y en concreto las relacionadas con la temporada de incendios veraniega permanecen estables o se reducen hace entre dos y tres mil años. Por tanto, los principales parámetros climáticos y cambios ambientales no explican por sí solos el flujo de levoglucosano depositado en Groenlandia durante el Holoceno medio y superior.
Dada la ausencia de un control climático para este patrón y de indicios paleoclimáticos de un cambio climático global sincrónico en dicha época, inferimos que la actividad humana asociada a la agricultura y la roturación es la causa más adecuada de las tendencias de incendios durante el Holoceno superior. La deforestación masiva de Europa hace entre dos mil quinientos y dos mil años es sincrónica con el pico de levoglucosano en Groenlandia, lo cual demuestra un impacto medible humano sobre el medio ambiente que se inicia hace unos cuatro mil años.
¿Lograron diferenciar entre incendios naturales y provocados?
Esta es una de las tareas más complicadas del proyecto y seguimos trabajando en este aspecto. Las relaciones entre la quema de biomasa y el aumento de la agricultura (y por tanto la mayor concentración de gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono y el metano) y la prolongación del clima interglacial sólo resultan válidas si el aumento de incendios medidos es capaz de generar una relación cuantificable con un aumento de la temperatura, tal y como se extrae de los testigos de hielo. Además, los testigos lacustres contienen indicios palinológicos de incendios provocados, como el índice de polen antropológico, indicadores de polen de agricultura por desbroce y quema, la presencia de especies que toleran los incendios que apunta a la frecuencia de esta situación y cambios en el influjo de polen arbóreo.
La multiplicidad de información indirecta que ofrecen los testigos de hielo y de lagos los convierte en el material idóneo para investigar las relaciones entre la primera actividad agrícola y el cambio climático, dado que la temperatura, la información palinológica y el levoglucosano se miden a la misma capa de profundidad y tiempo en la matriz circundante.
¿Qué planes tiene hasta la finalización del proyecto y después?
Nos estamos centrando en una parte del proyecto inicialmente no prevista en la propuesta, la utilización de indicadores indirectos en forma de moléculas orgánicas para reconstruir la actividad humana y su relación con los incendios. Por ejemplo, estamos aislando y comprobando esteroles fecales y una amplia gama de hidrocarburos policíclicos aromáticos como marcadores moleculares de la presencia humana y de incendios, que se sumarán al levoglucosano que ya empleamos. Estos indicadores indirectos podrían resultar muy útiles en las reconstrucciones paleoclimáticas, y nuestro trabajo se orientará hacia su desarrollo. La beca del CEI obtenida supuso una oportunidad ideal para estudiar un aspecto del sistema climático poco comprendido y a menudo dejado de lado.
EARLYHUMANIMPACT
Financiado con arreglo a FP7-IDEAS-ERC.
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