Tiempo de vida de residencia

Post invitado por Doug Mackie

Un argumento contra la aceleración del calentamiento global es que el dióxido de carbono tiene un tiempo de residencia corto en la atmósfera. La afirmación suele ir así:

(A) Las predicciones de Calentamiento Global Potencial (GWP) del IPCC expresan el efecto de calentamiento que tiene el CO2 sobre varias escalas de tiempo: 20, 100 y 500 años.
(B) Pero el CO2 sólo tiene un tiempo de vida de 5 años en la atmósfera.
(C) Por tanto el CO2 no puede producir el calentamiento a largo plazo predicho por el IPCC.

Esta afirmación es falsa. (A) es verdadera. (B) también es verdadera. Pero B es irrelevante y engañosa de modo que no se sigue que C sea verdadera.

La afirmación gira en torno al significado de vida útil. Para entender esto, primero debemos entender lo que es un modelo de cajas: en un contexto ambiental, los sitemas se describen a menudo con modelos simplificados de cajas. Un ejemplo simple (de los días de escuela) del ciclo del agua tendría únicamente 3 cajas: nubes, ríos y océano.

Una representación del ciclo del carbono (ignorad los números por ahora) se parecería a este de la NASA:

En el Glosario del Cuarto Informe de Evaluación del IPCC, "tiempo de vida" tiene varios significados relacionados. El más relevante es este:

“‘Tiempo de renovación’ (T) o ‘tiempo de vida atmosférico’ es la proporción de la masa M de un depósito (por ejemplo, un compuesto gaseoso en la atmósfera) y la proporción total de retirada S del depósito: T = M/S. Para cada proceso de retirada se puede definir un proceso diferente de renovación. En la biología del carbono en el suelo, se denomina Tiempo medio de residencia.”

En otras palabras, el tiempo de vida es el tiempo promedio que una partícula individual permanece en una caja determinada. Se calcula como el tamaño de la caja (reserva) dividido entre la velocidad total del flujo de entrada (o salida) de la caja. El Tercer Informe de Evaluación del IPCC 4.1.4 da más detalles.

En el diagrama de arriba del ciclo del carbono hay dos grupos de números. Los números en negro son el tamaño, en gigatoneladas de carbono (GtC) de la caja. Los números en color púrpura son los flujos (o velocidad del flujo) hacia y desde una caja en gigatoneladas de carbono al año (Gt/y).

Sumando por encima, vemos que unas 200 Gt C abandondan y entran en la atmósfera cada años. Como primera aproximación pues, dado un tamaño de reserva de 750 Gt, podemos calcular que el tiempo de residencia de una molécula dada de CO2 es de 750 Gt C / 200 Gt C y^-1 = unos 3-4 years. (Sin embargo, si sumamos cuidadosamente las fuentes (suministro) y los sumideros (eliminación) se ve que hay un desequilibrio neto: el carbono en la atmósfera aumenta a razón de unas  3,3 Gt al año).

Es cierto que una molécula individual de CO2 tiene un corto periodo de residencia en la atmósfera. Sin embargo, en la mayoría de los casos, cuando una molécula de CO2 abandona la atmósfera simplemente intercambia su lugar con otra que estaba en el océano. Por tanto, el potencial de calentamiento del CO2 tiene muy poco que ver con el tiempo de residencia del  CO2.

Lo que realmente gobierna el potencial de calentamiento es cuánto tiempo permanece en la atmósfera el CO2 extra. El CO2 de la atmósfera es básicamente químicamente inerte, y sólo se elimina por la absorción biológica y por disolución en el océano. La absorción biológica (con la excepción de la formación de combustible fósil) es neutra carbónicamente hablando: cada árbol que crece, al final muere y se descompone, liberando CO2. (Sí, quizás hay algunas ganancias derivadas de la reforestación, pero son probablemente menores comparadas con la liberación de los combustibles fósiles).

La disolución del CO2 en los océanos es rápida, pero el problema es que la superficie del océano "se está llenando" y el cuello de botella es por tanto la transferencia de carbono desde las aguas superficiales hasta el océano profundo. Esta transferencia ocurre fundamentalmente mediante la lenta circulación y rotación entre cuencas oceánicas. Esta rotación lleva unos 500-1000 años. Por tanto, una escala de tiempo para el potencial de calentamiento del CO2 tan larga como 500 años es totalmente razonable (ver Sección 2.10 del Cuarto Informe de Evaluación del IPCC).

*Este post ha sido escrito por Doug Mackie, investigador en el departamento de química de la Universidad de Otago.

Translation by Jesús Rosino. View original English version.