Paralelo 36 Andalucia Espacio de pensamiento y acción política
Nuestros pies deben estar sobre la tierra,
pero nuestros ojos deben contemplar el mundo.
George Santayana
La vida aparece en el planeta tierra en condiciones de atmósfera sin oxígeno, por tanto comparada con la actual, la atmósfera era, químicamente hablando, reductora. Esto ocurre hace aproximadamente 3.850 millones de años. En el caldo primigenio, los aminoácidos, las grasas y los azucares, se agruparon e interactuaron ordenadamente en superestructuras capaces de replicarse. Este proceso es conocido como biopoyesis. El mantenimiento del orden viviente requiere de un aporte energético externo, la vida que se autorregenera –es autopoyética– requiere de energía para producir el complejo orden que necesita su metabolismo y que conduce a su perpetuación.
Hoy afirmamos que la vida sobre la tierra no sería posible sin la radiación solar y esto fue así también desde sus orígenes, sin embargo, la primera vida no utilizaba la radiación solar como fuente directa de energía para subsistir. La energía se obtenía de la reducción de moléculas simples y oxidantes como el dióxido de azufre, SO2, o el óxido de nitrógeno N2O, y se utilizaba para la reducción del CO2 hasta la formación de compuestos hidrocarbonados, constituyentes de la materia orgánica[1]. Los primeros organismos vivos que proliferaron serían del tipo de los que hoy denominamos, nitrificantes y sulforeductores, los cuales, utilizaban la energía obtenida para construir moléculas orgánicas con el hidrógeno y el carbono que el ambiente les ofrecía. Con el consiguiente crecimiento de la biomasa viva. Esto no implica, como ya hemos dicho, que el sol no fuese necesario para la vida desde su aparición, pues la temperatura de la potencial biosfera primigenia se debía entre otras cosas, a la energía de la radiación solar incidente sobre la superficie terrestre.
En estos primeros procesos metabólicos que construían materia orgánica a partir de CO2 y agua, utilizando también átomos de nitrógeno y de azufre, comenzó a aparecer un residuo metabólico que era el gas oxígeno. Si la biopoyesis hubiera continuado con este único proceso de asimilación y consumo de recursos químicos atmosféricos y la expulsión de los consiguientes residuos, en el plazo de 200 o 300 millones de años la vida se hubiese autoextinguido por agotamiento del recurso externo que la hacía posible. ¿Qué ocurrió para que esto no fuera así?… Apareció la diversidad. Aparecieron nuevas formas de vida que utilizaban los subproductos de las primeras, y que además eran tóxicos para las mismas, como el oxígeno molecular en las condiciones atmosféricas originarias. Aparecieron organismos aerobios que utilizaban el oxígeno para obtener la energía de moléculas de azúcares por combustión mediante lo que llamamos respiración metabólica. Pero, y lo más importante, aparecieron organismos que fueron capaces de aprovechar la luz solar para obtener la energía necesaria para su crecimiento y reproducción mediante procesos fotoquímicos y electroquímicos con analogías con la conocida fotosíntesis actual, organismos autótrofos. De este modo se consiguieron ciclos cerrados de los gases atmosféricos como el CO2, el N2, y el SO2.
Entonces, podemos afirmar que la radiación solar es nuestra fuente de energía y que propició la transformación de la biopoyesis, proceso irreversible consumidor de recursos irrecuperables, en la ecopoyesis, proceso de cooperación entre distintas especies o comunidades bióticas, reversible por consumir energía del exterior y reutilizar las productos de desecho, o metabolitos. Porque la reversibilidad de los procesos metabólicos vitales lo que significa es que construyen vida a partir de materia inerte y energía, e inertizan la materia orgánica, cediendo energía al entorno. La ineficiencia del proceso, la fotosíntesis consume el 0,06% de la energía que llega a la Tierra para la producción neta de biomasa, está compensada por el permanente aporte de energía externa procedente del sol. Esta síntesis natural consume del orden de 4,4 Kwh por Kg de glucosa C6H12O6 generado. La eficiencia de la fotosíntesis es de un 5%, esto quiere decir que se necesitan unos 88 Kwh solares para fabricar este kilogramo.
En condiciones reales de crecimiento y cultivo donde intervienen factores como la disponibilidad de nutrientes y agua, la variabilidad climática, la competencia por la radiación, entre otros, y considerando además que los procesos metabólicos transforman la glucosa, los aminoácidos, las proteínas, y los nucleótidos en otros productos y subproductos, consumiendo energía, el rendimiento final de la fotosíntesis es de un 0,3%. Como se ve, el mecanismo que sostiene la vida sobre el planeta es realmente poco eficiente, claro que la fuente de energía es tan abundante que compensa sobradamente su escaso rendimiento. Algunas plantas son algo más eficientes porque utilizan durante la fase oscura líneas de síntesis de la glucosa diferentes, como la caña de azúcar, el maiz, el sorgo y otras de zonas desérticas.
Hoy sabemos que la vida sobre la tierra, tal y como la conocemos, se ha ido constituyendo durante un lentísimo proceso acompasado de la retirada del dióxido de carbono, de la generación de oxígeno y de un despacioso descenso de la temperatura y de la presión atmosférica primigenia. La biosfera actual es una obra en la que ha participado la vida durante más de tres mil quinientos millones de años. Si en tres siglos devolvemos a la atmósfera un alto porcentaje de un gas que se ha retirado de la misma durante millones de años, en tanto se producían lentos procesos adaptativos en los ecosistemas vivos, estamos provocando, sin remisión, un cambio brusco de las condiciones de equilibrio termodinámico atmosférico, y consecuentemente una alteración de las relaciones de interdependencia entre las especies y de éstas con su entorno no vivo. El cambio climático es una evidencia real y una amenaza certera para la humanidad y para las especies, en su actual configuración. La cuestión es si nuestra civilización, o tal vez, si nuestra especie, tendría futuro sobre un planeta tierra meteorológiamente convulso y recalentado.
La concentración de CO2 en la atmósfera a pasado de 275 ppm en etapa preindustrial –antes del año 1750– a 375 ppm en el momento actual. Una concentración que es 70 veces superior a la más alta registrada en los últimos 400.000 mil años. Si consideramos el resto de los gases de efecto invernadero de origen antropogénico que están siendo emitidos a la atmósfera, el aumento de la concentración de dióxido de carbono equivalente supone, en la actualidad, unas 170 ppm respecto de la existente en la etapa preindustrial. Tomando en consideración esta tendencia y para diferentes escenarios de crecimiento económico y de uso de combustibles fósiles, la temperatura media de la tierra podría ser en el 2.100 entre 1´4 y 5´8 grados centígrados superior a la actual. Esto sin considerar la existencia de los fenómenos emergentes e imprevistos que pudieran contribuir a provocar variaciones de mayor calado. Por ejemplo: la variación de la corriente del Atlántico Norte, que realiza la termoscirculación de sal disuelta (bomba salina), la emisión de metano[2].
[1] La oxidación y la reducción son conceptos químicos que expresan la capacidad de las moléculas para dar o recibir electrones, así los compuestos reductores son donadores de electrones, en tanto los oxidantes son receptores. Del mismo modo una molécula se oxida cuando alguno de sus elementos, átomos, pierde electrones, y se reduce cuando alguno de sus elementos gana electrones.
[2] Impacts of Europe´s changing climate. European Environment Agency.
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Viene de: Cambio climático, vida y flujos energéticos (I)
Continuará
Uno de los artículos más políticos que se han escrito en P36, y más útiles: la cultura científica es indispensable para regenerar esta política caduca por ineficiente.