La Tierra es un sistema complejo de interacciones físicas, químicas y biológicas. Teniendo en cuenta estas ciencias básicas la CST busca entender la dinámica de las interacciones de los elementos bióticos y abióticos (Atmósfera, Hidrosfera, Biosfera y Litosfera) entre sí y las interacciones de ellos con los seres humanos. Esta última interacción se incluye por el reconocimiento de que la humanidad tiene un papel preponderante en el cambio global. A partir de este concepto los conocimientos de las tradicionales ciencias de la Tierra (geología, meteorología, oceanografía, ecología, biología, etc.) se han integrado para formar las bases de la Ciencia del Sistema Terrestre.
Aún considerando al Sistema Terrestre en su estructura más básica, se debe representar el contexto en el que el sistema Terrestre opera, es decir, el sistema solar, la galaxia y el espacio exterior (exósfera) ya que de allí proviene la energía hacia la Tierra (especialmente por el Sol) y otras entradas como impactos de asteroides y cometas, los cuales han causado alteraciones en el comportamiento del sistema terrestre en varias ocasiones. Es por esto que actualmente se suele estudiar el cambio global abordando el problema en forma interdisciplinar de manera que se puedan analizar las interacciones entre la atmósfera, hidrósfera, litósfera y biosfera. En algunos casos también se suele incluir la criosfera y la antrósfera (que representa las interacciones e impactos que causa la humanidad en el planeta).
Vegetación La vegetación es dependiente de las variables climáticas: la temperatura, humedad del aire y del suelo, precipitación, etc. Pero hasta hace algunos años no era muy común analizar el caso contrario, es decir, que las variables climáticas también son dependientes de la vegetación. Posiblemente esto se debía a que para comprobar dicha dependencia se debía alterar grandes áreas de terreno, lo cual no era posible hace algunas décadas.
La causalidad clima que modifica la vegetación es muy conocida, por ejemplo, en una zona tropical con lluvias frecuentes es lógico pensar que tendremos un bosque tropical muy húmedo. Y si alguien deforestara un área pequeña dentro del bosque, nuestro sentido común nos dice que el bosque resurgirá con el tiempo en esa área. Pero podríamos hacernos una pregunta: ¿Si fuera deforestada un área muy grande de este bosque, volvería con el tiempo a surgir esta zona de vida o podría aparecer otra diferente? La pregunta no es trivial, pues las investigaciones con modelos numéricos nos muestran que la respuesta dependerá del tamaño del área deforestada.
Hagamos el experimento mental, si el área deforestada fuera muy grande, al caer las lluvias tropicales más intensas el suelo sería erosionado con gran facilidad, lo que perjudicaría el crecimiento de la vegetación, además de esto sabemos que en los días soleados los rayos del sol calentarían y secarían el suelo deforestado por lo que las plantas de raíces poco profundas no conseguirían absorber suficiente agua por sus raíces y consecuentemente se secarían. Además existe un fenómeno llamado evapotranspiración por medio del cual las plantas transpiran hacia el aire el agua que han absorbido del suelo. Este proceso es muy importante en especial cuando se tiene un bosque porque funciona como mecanismo para que el agua que está a mayor profundidad sea liberada hacia la atmosfera, ayudando luego a la formación de nubes sobre los bosques. Para el caso de una gran área deforestada, se dejaría de recibir este importante aporte a la humedad atmosférica teniendo como consecuencia un aire más seco y con menos nubes.
Este experimento mental nos puede hacer ver que deben existir valores umbrales en los que si un bosque tropical es deforestado podría consecuentemente cambiar hacia otro bioma diferente. Para poder estimar los valores de estos umbrales la única herramienta con la que se cuenta son los modelos numéricos ya que no se puede hacer un experimento con el planeta Tierra. Si el lector desea profundizar en el tema de cómo cambian las características meteorológicas por cambios en el uso del suelo se recomienda leer el artículo de Foley (2003).
3. La Amazonia Existen estudios que analizan en forma teórica la existencia de estados de equilibrio alternativos entre el clima y la selva amazónica. Algunos de estos son Oyama e Nobre 2003; Sampaio et al., 2007; Nobre e Borma, 2009. En la publicación clásica de Oyama y Nobre ellos sugieren dos estados de equilibrio para la Amazonia, el primero es el estado actual con la selva tropical cubriendo la mayor parte de la cuenca amazónica y con elevada precipitación y evapotranspiración incluso en la estación seca. El segundo estado de equilibrio estaría asociado a una sabana tropical, la cual cubriría parte de la cuenca y con bajas precipitaciones durante la estación seca.
4. Consideraciones finales El lector puede darse cuenta de que este problema no es solamente meteorológico, ya que involucra en la parte social a la deforestación. Esta deforestación tiene varias causas que van desde los cultivos de soya o la actividad pecuaria hasta la agricultura de subsistencia de algunas familias que deciden colonizar la amazonia. Para el gobierno brasileño es por supuesto un asunto de extrema importancia poder estimar cuánto puede explotar de este importante recurso natural. Por otra parte un cambio de bioma en la cuenca amazónica tendrá con toda certeza repercusiones globales como cambios en la intensidad y ubicación de la zona de convergencia intertropical, patrones de circulación del viento y cambios en la distribución de la humedad a nivel global.
5. Referencias :
44, 2003. TIPPING POINTS FOR THE AMAZON FOREST. Nobre, C. A.; Borma, L. S. Current Opinion in Environmental Sustainability doi:10.1016/j.cosust.2009.07.003.
A NEW CLIMATE-VEGETATION EQUILIBRIUM STATE FOR TROPICAL SOUTH AMERICA. Oyama, M. D.; Nobre, C. A. Geophysical Research Letters, 30(23), Art. No. 2199, 2003. doi:10.1029/2003GL018600.
REGIONAL CLIMATE CHANGE OVER EASTERN AMAZONIA CAUSED BY PASTURE AND SOYBEAN CROPLAND EXPANSION. Sampaio, G.; Nobre, C.A.; Costa, M. H.; Satyamurty, P.; Soares-Filho, B. S.; Cardoso, M. Geophysical Research Letters, v. 34, L17709, 2007. doi:17710.11029/12007GL030612.
Escritor: Ignacio Rodriguez Jimenez