Aquesta pel·lícula viscosa que envolta la Terra

6 de juny 2017

La vida a la Terra amb prou feines ocupa part de la seva superfície. Però els éssers vius hem estat capaços de transformar el seu clima durant milers de milions d’anys. Ara els humans sembla que ho aconseguirem en un temps rècord.

FL05_CAT_Vida_Terra

Per a en Joan.

Hi ha un famós quadre del pintor romàntic Caspar David Friedrich en el qual veiem un home contemplant als seus peus un paisatge de muntanyes embolicades en una atmosfera boirosa. En el perfil de les crestes tot just destaquen uns arbres que ens indiquen el tapís verd que recobreix les roques. El quadre il·lustra bé la dimensió en la qual gea, biota i atmosfera interaccionen. Els paisatges muntanyosos permeten visualitzar el contrast entre la mida de la Terra, amb la seva immensa massa, i la biota, una amalgama d’éssers vius que amb prou feines ocupa la capa externa del planeta.

Caspar_David_Friedrich_-_Wanderer_above_the_sea_of_fog

El quadre Der Wanderer über dem Nebelmeer (El caminant sobre el mar de boira) del pintor romàntic alemany Caspar David Friedrich il·lustra la relació entre la gea, la biota i l’atmosfera.

Els experts diuen que la vida va sorgir en els oceans quan la Terra tot just portava 500 milions anys de vida, dels 4.500 milions que té en l’actualitat. Des de llavors no ha desaparegut en cap moment. S’ha anat estenent i diversificant amb més o menys èxit per totes les escletxes. S’ha introduït fins a l’últim racó del medi líquid que omple les cavitats de la litosfera. Fins i tot ha aconseguit penetrar en la massa sòlida del gel i de les roques fins a profunditats de quilòmetres. Bàsicament ho ha aconseguit gràcies a un comportament químic extraordinàriament dinàmic, el seu metabolisme. Aquest permet la vida reproduir-se en unitats discretes mentre s’optimitza termodinàmicament un entramat complicadíssim de reaccions químiques. Així persisteix, sense cessar de canviar, recordant al principi lampedusià.

Però si ens posem en el lloc del planeta, que en la seva immensa majoria té una massa sòlida amb un diàmetre de 12.742 km, en realitat la vida amb prou feines ha esgarrapat la seva superfície. Ha provocat que la seva escorça sòlida es transformi químicament i s’erosioni més ràpid. També ha aconseguit que la química de les seves capes externes gasosa i líquida canviïn, però res més. Aquests canvis tot just afecten menys d’una milionèsima part de la massa de la Terra i una mil·lèsima part del seu diàmetre. Però no ha afectat per res les seves reaccions termonuclears internes ni els grans moviments de les seves masses superficials, els blocs continentals, controlats per grans cèl·lules convectives de materials que semblen sòlids, però que són lleugerament fluids sota altes pressions i temperatures. La vida tampoc ha intervingut per a res en com es mou la Terra per l’espai, que és el que determina la radiació que li arriba i els impactes que rep d’altres cossos celestes. Podríem pensar que per a la Terra, la vida no és més que una pel·lícula viscosa que li ha sortit a la superfície i que no troba manera de treure-se-la de sobre. Tot i que la Terra canviï mentre envelleix, bronzejada pel sol i perdent la força de les seves reaccions termonuclears internes, la vida s’adapta ràpid a aquests canvis geològics, que per força són més lents.

Després de contenir la nostra eufòria biocentrista, podem fixar-nos en aquelles parts de la Terra que sí que s’han vist alterades perquè aquesta pel·lícula hi visqui enganxada, tan recorreguda visualment per les pel·lícules de ciència ficció. Probablement, el seu major mèrit ha estat la transformació de l’atmosfera gràcies a l’oxigen alliberat en la fotosíntesi. Per això la principal molècula implicada, la ribulosa-1,5-bisfosfat carboxilasa oxigenasa (RuBisCO) és segurament el enzim més abundant de la Terra.

Wai-O-Tapi

Alguns paisatges volcànics actuals suggereixen el que podria ser la superfície de la Terra en els seus orígens, amb una atmosfera reductora encara per colonitzar per la biota. Imatge de Wai-O-Tapu, una zona geotermal de Nova Zelanda.

Aquesta transformació es va fer realment efectiva fa uns 600 milions d’anys, quan la concentració d’oxigen atmosfèric va arribar al 20% de la barreja de gasos atmosfèrics —una valor semblant a l’actual, encara que molt més baix que el 35% que sembla es va assolir fa 300 milions d’anys, a finals del Carbonífer. Pensem que en els seus inicis, l’atmosfera pràcticament no tenia oxigen. Després la vida l’ha oxigenat. Però ha estat un procés lent des que la vida va sorgir a una edat relativament primerenca de la Terra —és curiós pensar que el cristall més antic que es coneix va ser contemporani d’aquests primers éssers vius.

L’oxigen resultat de la fotosíntesi va començar a alliberar-se uns 500 milions d’anys després del naixement de la Terra, però no va aconseguir la seva plenitud a l’atmosfera fins a 3.000 milions d’anys més tard, quan les unitats funcionals vives —els organismes— van aconseguir certa grandària. S’havien fet més eficients i van ser capaços d’assaltar el medi terrestre, en contacte directe amb l’oxigen i amb el CO2 atmosfèric. Aquesta molècula és el gran proveïdor de carboni, la peça fonamental del ‘lego’ que és l’arquitectura molecular de la vida. El CO2, tan injuriat avui dia, havia estat un inquilí bastant plaent i abundant de l’atmosfera des dels seus orígens. Així i tot, el seu paper com bloquejador de la radiació que s’escapava de la Terra ja havia estat complementat pel metà, una altra molècula amb carboni, excedent de l’activitat biològica anterior a la gran oxigenació. Llavors la vida va començar a usar massivament el CO2 i va fer que el carboni acabés encaixonat en els sediments, segrestat a les roques milions d’anys (tot un arquetip, reviscut en el panteó de la Marvel). Ara els humans l’estem alliberant de la presó litològica on l’havien confinat els nostres avantpassats biològics. Però ho fem compulsivament, massa ràpid per als nostres propis interessos.

CO2Emissions

Augment de les emissions antropogèniques de CO2, sobretot des de la segona meitat del segle XX. Font: CDIAC, Le Quéré et al. 2016, Gobal Carbon Budget 2016

Són conegudes les dades publicitades pel Global Carbon Project mostrant el continu increment de CO2 a l’atmosfera des de mitjan segle XX. Ens trobem en nivells de concentració de CO2 d’uns 400ppm (parts per milió). És això molt? La resposta és rotundament afirmativa. S’ha comprovat que la concentració de CO2 segueix fidelment l’alternança de temperatures observades durant les glaciacions. En els períodes freds els valors són d’uns 200ppm mentre que en els períodes més càlids entre glaciacions pugen a uns 280ppm. La raó última de l’alternança de períodes glacials és la major o menor radiació solar que li arriba a la Terra d’acord amb els canvis regulars que afecten la seva òrbita i la seva rotació —com va proposar Milankovitch en la dècada de 1920 i van corroborar estadísticament Hays, Imbrie i Shackleton el 1976. El CO2 contribueix a retenir a la Terra aquesta radiació en un complex joc d’interaccions amb la biota, amb els processos químics que ocorren en els oceans i amb el propi clima. Per tant, ens trobem molt per sobre dels valors usuals fins i tot en períodes entre glaciacions.

Alguns estudis recents han calculat que amb el CO2 atmosfèric que ja tenim acumulat aconseguirem retenir suficient radiació com per que la Terra s’estalviï almenys dos glaciacions durant els propers dos períodes de baixa insolació, d’aquí a cent mil anys. Podria semblar una cosa positiva. Llàstima que cap de nosaltres ho podrà gaudir, i que abans haguem de experimentar immensos problemes per climatitzar la vida quotidiana de la població humana, assegurar el seu subministrament d’aigua i retenir la pujada del nivell de la mar, entre d’altres bagatel·les. Curiosament, aquests estudis apunten que l’activitat humana ja hauria augmentat suficientment la concentració de CO2 atmosfèric abans de la revolució industrial com per estalviar-nos la propera glaciació. Com és possible?

En realitat els humans contribuïm a augmentar el CO2 atmosfèric no només amb la combustió de carbó, derivats del petroli i gas natural sinó també impedint que la vegetació absorbeixi el CO2 amb la fotosíntesi. Talar els boscos i transformar-los en cultius o erms ha implicat disminuir la capacitat fotosintètica de la biosfera i afavorir que el carboni acumulat a la vegetació es descompongui i retorni en forma de CO2 a l’atmosfera. Es calcula que actualment aquests processos representen el 9% del CO2 que no hauria d’estar a l’atmosfera però que sí hi és. Aquesta reducció de la coberta fotosintètica es va iniciar de forma significativa fa uns mil·lennis i va conduir als 280 ppm de CO2 atmosfèric que s’estima hi havia abans de l’era industrial. La tendència es va accelerar durant la segona meitat del segle XX gràcies a la capacitat tecnològica per transformar el paisatge. Veiem que amb un sola acció, la destrucció dels boscos, a més de destruir biodiversitat, som capaços d’alterar el clima de la Terra. La bona notícia és que podem revertir aquesta tendència: a les regions temperades els boscos es recuperen, mentre que en les tropicals la seva destrucció ja no s’accelera tant.

Moltes d’aquestes coses les hem après recentment. El físic suec Svante August Arrhenius ja va descriure l’efecte hivernacle de gasos com el CO2 al final del segle XIX. No obstant, la dimensió global del fenomen es va fer clarament visible amb les famoses mesures anuals de CO2 realitzades des de 1956 a l’observatori de l’illa hawaiana de Mauna Lloa, lluny de qualsevol font significativa d’emissions.

Co2 Mauna Loa

Concentració de CO2 atmosfèric a Mauna Loa (Hawaii) des de mitjan segle XX.

Des de llavors s’ha desenvolupat un dels episodis més notables de la història de la Ciència. Els científics van realitzar els seus càlculs més o menys incipients en un primer moment, extraordinàriament complexos i coordinats en l’actualitat.  Van arribar a una predicció que trenca esquemes: el clima global de la Terra canviarà i s’escalfarà com a resultat de l’acció humana. Fins llavors el paradigma del clima estava basat exclusivament en les forces de la natura; fins i tot encara hi havia dubtes sobre les causes de les glaciacions. Els estudis es dedicaven en gran mesura a interpretar els patrons climàtics regionals. De fet, entre la comunitat científica encara queda avui un percentatge petit —com a molt del 5%— d’escèptics sobre el paper de l’activitat humana en el canvi climàtic. Llavors n’hi havia molts més.

Per començar no existien evidències de l’escalfament, només prediccions d’un augment de la temperatura a mig termini que es basaven en dades experimentals de laboratori i en càlculs que s’extrapolaven a tota la Terra. La predicció s’ha complert, com demostren les dades instrumentals. No era una profecia, sinó una predicció basada en el coneixement. Els científics es van organitzar i es van fer sentir. Podem imaginar les resistències, que per descomptat no han acabat encara. Tot i que els resultats per disminuir les emissions de CO2 són clarament insatisfactoris, gràcies a aquestes prediccions s’ha guanyat un temps preciós. Sense aquest coneixement ens trobaríem actualment amb unes temperatures que pugen any rere any i ho atribuiríem intuïtiva o màgicament a qualsevol causa sense que poguéssim revertir el fenomen de forma efectiva. Va ser una fita, una predicció científica —en la qual ha participat una multitud de estudiosos— sobre una realitat que afecta tot el planeta, o més aviat a la seva capa més externa, a aquesta escassa milionèsima de la seva massa.

Afirmar que la vida està íntimament unida a la Terra no sorprendrà ningú, és una percepció arrelada en infinitat de cultures. Observar la transformació del paisatge causada pels humans és a l’abast de tothom. Però descobrir que els éssers vius han canviat les propietats físiques de la Terra a una escala global, i que aquesta transformació és gairebé tan antiga com el planeta mateix no és res obvi. Ho sabem gràcies al coneixement científic. Alguns geòlegs estimen que dos terços dels 4.500 minerals coneguts són resultat indirecte de l’activitat biològica ja que es van formar gràcies a l’oxigen alliberat pels éssers vius. Un estudi recent assenyala l’aparició de 208 minerals nous des de l’aparició dels humans. Amb la seva idea de Gaia, Lovelock va descriure bé l’íntima comunió entre el planeta i els éssers vius que alberga. Però la supèrbia no ens ha de pujar al cap. El planeta Terra segueix el seu periple còsmic aliè a la pel·lícula verda i enganxosa que l’envolta. Difícilment se la traurà de sobre, malgrat el que fem els humans. Stephen Hawking afirma que el futur de la humanitat està en altres planetes. Potser hauríem de pensar-ho seriosament si comprovem que els canvis que hem introduït en el sistema climàtic de la Terra estan fora del nostre control. Visitar i conèixer altres móns pot ser tot un repte, però no sembla que sigui menor de continuar mantenint habitable la Terra. I ja sabem que als humans ens agraden els reptes, no?

, , , , , , , , ,

Francisco Lloret
Professor d’Ecologia de la UAB. Investigador del CREAF en temes d’ecologia de la vegetació i canvi global. President de l’Asociación Española de Ecología Terrestre.
Articles relacionats
, ,
“Invertim molt més temps en les publicacions científiques que en fer la ciència accessible”
31 d'octubre 2017Verónica Couto Antelo
Pastors d’arbres
14 d'octubre 2017Francisco Lloret
L’Ecologia Profunda
2 d'octubre 2017Jaume Terradas
Incendis forestals: aprenent de la bèstia
11 d'agost 2017Francisco Lloret
,
Pensament sostenibilista
31 de juliol 2017Jaume Terradas

Follow CREAF on: