La flamante agencia de investigación nacional británica acaba de lanzar un programa de 81 millones de libras (96 millones de euros) para desarrollar sistemas de alerta temprana que den la voz de alarma si la Tierra estuviera cerca de rebasar algunos “puntos de inflexión climáticos”.

Un punto de inflexión climático es un umbral a partir del cual determinados ecosistemas o procesos planetarios pasan de un estado estable a otro que no lo es y en el que se desencadenan cambios drásticos y con la capacidad de retroalimentarse dentro del sistema climático.

La Agencia de Investigación e Invención Avanzadas (ARIA, por sus siglas en inglés) del Reino Unido ha anunciado que busca propuestas para trabajar en sistemas para dos puntos de inflexión climáticos relacionados: uno, el derretimiento acelerado de la capa de hielo de Groenlandia, que podría elevar drásticamente el nivel del mar; el otro, el debilitamiento del Giro Subpolar del Atlántico Norte, una enorme corriente que gira en sentido contrario a las agujas del reloj al sur de Groenlandia y que pudo contribuir a desencadenar la Pequeña Edad de Hielo hacia el siglo XIV.

El objetivo de este programa quinquenal será reducir la incertidumbre científica sobre cuándo podrían producirse estos fenómenos, cómo afectarían al planeta y a las especies que lo habitan, y durante cuánto tiempo podrían desarrollarse y persistir esos efectos. Al final, ARIA espera presentar una prueba de concepto que demuestre que los sistemas de alerta temprana pueden ser “asequibles, sostenibles y justificados”. En la actualidad no existe ningún sistema específico de este tipo, aunque se está indagando mucho para comprender las probabilidades y consecuencias de superar estos y otros puntos de inflexión climáticos.

Sarah Bohndiek, directora del programa de investigación sobre los puntos de inflexión, afirma que subestimamos la posibilidad de que sobrepasar estos puntos exacerbe los efectos del cambio climático y aumente los peligros, quizá en las próximas décadas.

Si desarrollamos un sistema de alerta temprana, “podríamos cambiar nuestra forma de pensar sobre el cambio climático y de prepararnos ante este”, afirma Bohndiek, catedrático de física biomédica de la Universidad de Cambridge.

ARIA pretende apoyar a equipos que trabajen en tres objetivos: desarrollar sensores de bajo coste capaces de resistir entornos adversos y proporcionar datos más precisos y necesarios sobre las condiciones de estos sistemas; desplegar esas y otras tecnologías de detección para crear “una red de observación que vigile estos sistemas basculantes”; y construir modelos informáticos que aprovechen las leyes de la física y la inteligencia artificial para detectar en los datos “sutiles señales de alerta temprana de basculación”.

Pero los observadores subrayan que diseñar sistemas precisos de alerta temprana para cualquiera de los dos sistemas no sería una hazaña sencilla y podría no ser posible a corto plazo. Los científicos no sólo tienen un conocimiento limitado de estos sistemas, sino que los datos sobre cómo se han comportado en el pasado son irregulares y ruidosos, y la creación de amplias herramientas de vigilancia en estos entornos es costosa y engorrosa.

Aun así, existe un amplio consenso sobre la necesidad de comprender mejor estos sistemas y los riesgos a los que puede enfrentarse el mundo.

Desbloquear los avances

Está claro que la ruptura de cualquiera de estos sistemas podría tener enormes consecuencias para la Tierra y sus habitantes.

A medida que el mundo se ha calentado en las últimas décadas, billones de toneladas de hielo de la capa de hielo de Groenlandia se han derretido, vertiendo agua dulce en el Atlántico Norte, elevando el nivel de los océanos y reduciendo la cantidad de calor que la nieve y el hielo reflejan al espacio.

El ritmo de deshielo aumenta a medida que el calentamiento del Ártico se adelanta a la media mundial y las aguas más calientes del océano erosionan las plataformas de hielo que sostienen los glaciares terrestres. Los científicos temen que, a medida que esas plataformas se derrumben, la capa de hielo se vuelva cada vez más inestable.

La pérdida total de la capa de hielo elevaría el nivel del mar en más de seis metros, sumergiendo costas y provocando migraciones climáticas masivas en todo el planeta.

Pero en cualquier punto del camino, la entrada de agua en el Atlántico Norte también podría ralentizar sustancialmente los sistemas de convección que ayudan a impulsar el Giro Subpolar, ya que el agua menos fría es también menos densa y propensa a hundirse (el agua más salada y fría se hunde con más facilidad).

Según un estudio del año pasado, el debilitamiento del Giro Subpolar podría enfriar partes del noroeste de Europa y el este de Canadá, desplazar la corriente en chorro hacia el norte, crear patrones meteorológicos más erráticos en toda Europa y socavar la productividad de la agricultura y la pesca.

El Giro Subpolar también puede influir en la fuerza de la Circulación Meridional del Atlántico (AMOC, por sus siglas en inglés), una red de corrientes oceánicas que mueve grandes cantidades de calor, sal y dióxido de carbono por todo el planeta. Todavía se está investigando cómo un debilitamiento del giro subpolar afectaría a la AMOC, pero una ralentización o parada drástica de este sistema se considera uno de los puntos de inflexión climáticos más peligrosos. Podría enfriar considerablemente el norte de Europa, entre otros efectos de gran alcance.

Sin embargo, el programa de investigación de ARIA no se centra en el colapso de la AMOC.

La agencia, creada el año pasado para “desbloquear los avances científicos y tecnológicos”, es la respuesta británica a los programas de investigación estadounidenses DARPA y ARPA-E. Otros proyectos que financia son los esfuerzos para reducir la temperatura de los océanos. Entre los proyectos que financia se encuentran el desarrollo de neurotecnologías de precisión, la mejora de la destreza de los robots y la creación de sistemas de IA más seguros y eficientes desde el punto de vista energético. ARIA también está creando programas para desarrollar plantas sintéticas y explorar intervenciones climáticas que podrían enfriar el planeta, incluida la geoingeniería solar.

Bohndiek y la otra directora del programa de puntos de inflexión (Gemma Bale, profesora adjunta de la Universidad de Cambridge) son doctores en salud pública que antes se dedicaban a desarrollar dispositivos médicos. En ARIA, inicialmente esperaban trabajar en la descentralización de la asistencia sanitaria.

Pero Bohndiek dice que pronto se dieron cuenta de que “muchas de estas cosas que tienen que cambiar a nivel de salud individual serán irrelevantes si el cambio climático realmente va a cruzar estos grandes umbrales”. Y añade: “Si vamos a acabar en una sociedad en la que el mundo es mucho más cálido... ¿importa ya el problema de descentralizar la atención sanitaria?”.

Bohndiek y Bale subrayan que esperan que el programa atraiga solicitudes de investigadores que tradicionalmente no han trabajado sobre el cambio climático. Añaden que cualquier equipo de investigación que se proponga trabajar en Groenlandia o sus alrededores debe tomar las medidas oportunas para colaborar con las comunidades locales, los gobiernos y otros grupos de investigación.

Puntos de inflexión

Ya se están realizando esfuerzos para comprender mejor el giro subpolar y la capa de hielo de Groenlandia, así como la probabilidad, el momento y las consecuencias de que pasen a diferentes estados.

Por ejemplo, se realizan regularmente expediciones sobre el terreno para medir y perfeccionar los modelos de pérdida de hielo en Groenlandia. Diversos grupos de investigación han creado redes de sensores que cruzan varios puntos del Atlántico para vigilar más de cerca las condiciones cambiantes de los sistemas actuales. Y varios estudios ya han puesto de relieve la aparición de “señales de alerta temprana” de un posible colapso de la AMOC en las próximas décadas.

Pero el objetivo del programa ARIA es acelerar esos esfuerzos de investigación y centrar la atención en la mejora de nuestra capacidad para predecir los fenómenos de inflexión.

William Johns, oceanógrafo de la Universidad de Miami especializado en la observación de la AMOC, afirma que aún falta mucho para poder afirmar con seguridad que sistemas como el giro subpolar o la AMOC se debilitarán más allá de los límites de las fluctuaciones naturales normales, y mucho menos para saber con precisión cuándo ocurrirá.

Subraya que sigue habiendo un gran desacuerdo entre los modelos sobre este tipo de cuestiones y escasas pruebas de lo que ocurría antes de que se inclinaran en el pasado antiguo, todo lo cual dificulta incluso saber qué señales deberíamos vigilar más de cerca.

Jaime Palter, profesora asociada de oceanografía en la Universidad de Rhode Island, añade que le parece una decisión “desconcertante” financiar un programa de investigación centrado en la inclinación del Giro Subpolar. Señala que los investigadores creen que el viento impulsa el sistema más que la convección, que su conexión con el AMOC no se conoce bien y que la ralentización de este último sistema es en lo que más se centra el campo y lo que más preocupa al mundo.

Pero tanto ella como Johns afirmaron que es fundamental destinar fondos a vigilar más de cerca estos sistemas para mejorar la comprensión científica de su funcionamiento y de las probabilidades de que se inclinen.

Intervenciones radicales

Entonces, ¿qué podría hacer el mundo si ARIA o cualquier otro consiguiera desarrollar sistemas capaces de predecir, con un alto grado de fiabilidad, que uno de estos sistemas pasará a un nuevo estado en, digamos, la próxima década?

Bohndiek subraya que los efectos de alcanzar un punto de inflexión no serían inmediatos y que el mundo aún dispondría de años o incluso décadas para tomar medidas que pudieran evitar el colapso de esos sistemas o empezar a adaptarse a los cambios que traerán consigo. En el caso del deshielo galopante de la capa de hielo, eso podría significar la construcción de diques más altos o la reubicación de ciudades. En el caso del debilitamiento del Giro Subpolar, grandes zonas de Europa podrían tener que recurrir a otras regiones del mundo para abastecerse de alimentos.

Unas predicciones más fiables también podrían alterar la mentalidad de la gente a la hora de realizar intervenciones más drásticas, como proyectos de ingeniería masivos y enormemente costosos para apuntalar las plataformas de hielo o congelar los glaciares de forma más estable sobre el lecho rocoso sobre el que se deslizan.

Del mismo modo, podrían cambiar la forma en que algunas personas sopesan las compensaciones entre los peligros del cambio climático y los riesgos de intervenciones como la geoingeniería solar, que implicaría la liberación de partículas en la atmósfera que podrían reflejar más calor hacia el espacio.

Pero algunos observadores señalan que si se vierte suficiente agua dulce en el Atlántico para debilitar el giro y ralentizar sustancialmente el sistema más amplio de corrientes atlánticas, hay muy poco que el mundo pueda hacer para detenerlo.

“Me temo que no se puede hacer nada”, afirma Johns. “No se puede aspirar toda el agua dulce -no va a ser factible- y no se puede impedir que se derrita a la escala que tendríamos que hacerlo”.

Bale reconoce que han elegido un problema muy difícil de resolver, pero subraya que el objetivo de los programas de investigación ARIA es trabajar en el “límite de lo posible”.

“Realmente no sabemos si es posible una alerta temprana para estos sistemas”, afirma. “Pero creo que, si es posible, será valioso e importante para la sociedad, y eso forma parte de nuestra misión”.