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La pócima de la bruja

Hoy hablaremos de océanos más ácidos y blooms de algas tóxicas en respuesta al aumento del CO2

Los océanos absorben un 30% del dióxido de carbono procedente de la quema de combustibles fósiles y aunque el fitoplancton nos haga el favor de capturar una parte, la fracción disuelta restante ocasiona la acidificación del mar.

Limacina helicina. Fuente: coaching-netz.info

En concreto, el pH medio de los océanos ha descendido 0.1 unidades en el último siglo, una tasa sin precedentes en los últimos 65 millones de años. Malas noticias para los organismos marinos que fabrican estructuras calcáreas porque aumenta la solubilidad de las 3 formas de carbonato cálcico (calcita, carbonato de magnesio y aragonito) que pueden integrar sus conchas y esqueletos.

Tal es el caso de nuestros losers de hoy: las mariposas marinas como Limacina helicina, un pterápodo cuyas conchas de aragonito se estima que se disolvían por causas naturales (es decir, época preindustrial) en el 20% de la población en el ecosistema de afloramiento de la corriente de California. Ello se debe a que en las zonas de afloramiento ascienden aguas ricas en CO2, más ácidas pues…

Pero a este fenómeno natural se ha sumado el aumento antropogénico del CO2 y en 2011 un estudio registró la disolución del 53% de los individuos entre 0-100 metros de profundidad (Bednaršek y col. 2014).

Efectos de la acidificación sobre conchas de Limacina helicina. Fuente: NOAA.

De seguir el mismo ritmo de subida del CO2 estos autores predicen que en 2050 la disolución alcanzará al 70% de las Limacinas en dicha región.

La acidificación del mar es consecuencia del calentamiento global y sus efectos interaccionan con el aumento de temperatura e hipoxia en distintas regiones oceánicas, poniendo en un brete a seres vivos como corales, moluscos, crustáceos y peces.

Para fabricar estructuras calcáreas hay que invertir energía –más si cabe cuando las condiciones son desfavorables por culpa de la acidificación– y ello repercute sobre el crecimiento y la viabilidad de dichos organismos.

Pero las Limacinas no preocupan tanto como las posibles consecuencias de la acidificación sobre especies de interés comercial: existen estimaciones de una caída del 10-25% en la cosecha de moluscos en 2060 en EEUU (Cooley & Dooney, 2009), debida entre otros a una menor supervivencia de las fases tempranas de desarrollo en dichos organismos.

Las microalgas tampoco se libran. Aunque algunas fabrican estructuras calcáreas como los cocolitofóridos, en principio responden positivamente al incremento de CO2 que utilizan en la fotosíntesis. ¿Pero cuáles podrían ser las consecuencias de dicho incremento?

Un trabajo reciente en las Islas Canarias ha lanzado un primer aviso. Riebesell y col. (2018) estudiaron la evolución del plancton durante 2 meses en bolsas de mesocosmos de 35.000 litros con 3 niveles de CO2. El nivel más alto coincidía con los valores esperados de CO2 en el año 2100 según el peor escenario del IPCC (RCP 8.5), que se ajusta a la tendencia actual…

Vicicitus globosus. Fuente: F.H. Chang (2015).

Pues bien, en el nivel intermedio apareció de la nada una microalga tóxica, nuestro winner de hoy: Vicicitus globosus (conocida hasta 2012 como Chattonella globosa).

La población de V. globosus declinó a mitad de experimento en el nivel intermedio; pero en el nivel más alto de CO2 estalló un bloom que perturbó la composición del plancton inhibiendo el crecimiento del zooplancton.

Vicicitus es una dictiocofícea de naturaleza ictiotóxica, responsable de muertes en cultivos y poblaciones salvajes de peces en países como Japón. Un aviso pues sobre la dirección que podrían tomar los cambios en las comunidades de fitoplancton en respuesta al aumento de CO2.

No obstante, a las microalgas les afectarán múltiples factores además de la acidificación, como la luz, temperatura y nutrientes en la capa de mezcla superficial que ocupan en el océano. Nos movemos en un mar de incertidumbre sobre la magnitud y dirección de los cambios en la productividad primaria, crucial para los ecosistemas marinos y los recursos pesqueros del futuro.

Cambios previstos en las propiedades físico-químicas de la capa de mezcla superficial y aguas profundas, asociados al calentamiento global. Fuente: Pörtner y col. (2014).

La mayoría de modelos oceanográficos predicen una mayor estratificación en el océano y el adelgazamiento de la capa de mezcla superficial. Si esto es así, el grueso de poblaciones de fitoplancton estarán expuestas a luces (y temperaturas) más elevadas.

Los modelos también predicen una intensificación del gradiente de densidad que separa la capa de mezcla frente a las aguas más profundas ricas en nutrientes, lo cual reduciría su flujo hacia la superficie.

¿Y esto es bueno o malo? pues depende…

Dicho escenario tendría en teoría un efecto negativo en latitudes subtropicales, extendiendo las condiciones oligotróficas del océano abierto y reduciendo la productividad primaria en latitudes medias.

Pero una mayor estabilidad en latitudes altas, unida al deshielo en zonas polares, podría prolongar el período de crecimiento y resultar beneficiosa para el desarrollo del fitoplancton.

Todo esto tiene mucho que ver con una noticia que publicó el diario El País con el titular “El mar está cambiando de color” [6-II-2019], a raíz del estudio “Ocean colour signature of climate change” de Dutkiewicz y col. (2019).

Cambios en (a) la clorofila (mg m-3) y (b) la comunidad de fitoplancton (índice Bray-Curtis: 1 indica poblaciones completamente nuevas) en el año 2100. Fuente: Figura 4 (Dutkiewicz y col. 2019).

La luz reflejada por el océano depende en gran medida del fitoplancton, pero también de otras partículas en suspensión, de la materia orgánica disuelta y de la propia agua.

La particularidad de las microalgas es que poseen pigmentos que absorben en todo el rango de luz visible, pero el dominante –la clorofila a– absorbe intensamente en el azul (∼440 nm) y apenas tiene influencia sobre el verde (∼550 nm).

Por ello cuando hay mucho fitoplancton las longitudes de onda azules quedan atrapadas en la tela de araña de las moléculas de clorofila y notamos un tono verdoso en el agua.

Y al contrario: en áreas oligotróficas pobres en fitoplancton el azul se refleja y observamos un eléctrico azul marino.

Esos cambios de color en el océano podrían servir para alertar de manera temprana sobre los efectos del calentamiento global mediante satélite. Sin embargo, lo que explican Dutkiewicz y col. es que serán sutiles y poco significativos durante el s.XXI respecto a la variabilidad natural.

Porcentaje de cambios significativos en el área total del océano. (a y b) distintas estimaciones de clorofila a mediante satélite, (c) detritus, (d) materia orgánica disuelta, (e) índice Bray-Curtis (cambios en la comunidad de fitoplancton), (f) cambios de color (más azul o más verde), (g) longitudes de onda en el espectro visible (destaca la señal intensa en el rango 487-512 nm). Fuente: Figura 10 (Dutkiewicz y col. 2019).

No obstante, además de la clorofila a, los distintos grupos de fitoplancton poseen una gran diversidad de pigmentos y el cambio climático tendrá efectos significativos en la composición y estructura de tamaños de la comunidad de fitoplancton.

¿Podemos detectar estos efectos de alguna manera? SÍ.

Dutkiewicz y col. identificaron una ventana de longitudes de onda (487-512 nm) que en su modelo exhibe señales de cambio a corto plazo –y significativas– en la luz reflejada del océano a lo largo del s.XXI.

Esas señales estarían relacionadas con los cambios en la composición del fitoplancton y sus pigmentos.

Por tanto, no es que vayamos a ver el mar de otro color sino que deberíamos fijarnos en los datos de satélite a esas longitudes de onda para anticipar los efectos del cambio climático. O dicho de otro modo, para ver dónde empieza a burbujear la pócima…

Referencias

-Bednaršek, N. y col. Limacina helicina shell dissolution as an indicator of declining habitat suitability owing to ocean acidification in the California Current Ecosystem. Proc. R. Soc. B281: 20140123 (2014).
-Cooley, S.R. & Doney, S.C. Anticipating ocean acidification’s economic consequences for commercial fisheries. Environmental Research Letters, 4(2), 024007 (2009).
-Dutkiewicz S. y col. Ocean colour signature of climate change. Nature Communications, https://doi.org/10.1038/s41467-019-08457-x (2019).
-Hoegh-Guldberg, O.R. y col. The Ocean. In: Climate Change 2014: Impacts, Adaptation, and Vulnerability. Part B: Regional Aspects. Contribution of Working Group II to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Barros, V.R. y col. (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, pp. 1655-1731. (2014).
-Pörtner H.-O. y col. Ocean systems. In: Climate Change 2014: Impacts, Adaptation, and Vulnerability. Part A: Global and Sectoral Aspects. Contribution of Working Group II to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Field, C.B. y col. (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, pp. 411-484 (2014).
-Riebesell U. y col. Toxic algal bloom induced by ocean acidification disrupts the pelagic food web. Nature Climate Change, https://doi.org/10.1038/s41558-018-0344-1 (2018).

Homo empathicus

“The economy, stupid” (James Carville, Partido Demócrata EEUU, campaña presidencial de 1992)

“Drill, baby, drill” (Michael Steele, Convención Nacional del Partido Republicano EEUU, 2008)

If you find yourself in a hole, the first thing to do is stop diggin’ ” (proverbio texano)

Si observan el contador de CO2 atmosférico en el blog (abajo, derecha), comprobarán la preocupante aceleración del incremento anual respecto a 2014 y 2015. Esto significa que la subida de CO2 será de (al menos) 40 ppm en la próxima década multiplicando por 4 la tasa entre 1965-1974.

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Malé (70.000 habitantes). Capital de Maldivas, uno de los países más amenazados por el aumento del nivel del mar debido al cambio climático. Autor y Fuente: Yann Arthus-Bertrand

Caminamos la senda del peor escenario previsto por el IPCC y los 600 ppm a mediados de siglo que vaticinó Al Gore (montado en un elevador en “Una verdad incómoda“) serían acertados o superados.

Si esta tendencia no cambia pronto los objetivos de la reciente cumbre del clima (París, 2015) están abocados al fracaso: limitar el calentamiento a 2ºC respecto a la época pre-industrial era un objetivo de “mínimos” pero a este paso ni eso.

A mediados de los 70′ no se hablaba del cambio climático.

Solo algunos científicos concienciados del deterioro del planeta como Enrique Balech se preocupaban de un debate de plena actualidad en este nuestro siglo XXI.

Reconocer la magnitud del problema ha sido y es aún difícil para nuestros gobernantes. Así, en mi país:

  1. “Es un asunto [el cambio climático] sobre el que hay que estar muy atentos, pero no lo podemos convertir en un gran problema mundial” (Mariano Rajoy, candidato al gobierno de España, 2007).
  2. “El cambio climático es el mayor reto medioambiental al que nos enfrentamos y nos obligará a plantearnos grandes desafíos sociales y económicos” (M. Rajoy, presidente de España, 2015)

En 1978, en la introducción de “Geocidio: la destrucción del planeta”, Enrique Balech escribió: “La amenaza que el hombre representa para sí mismo y para la Naturaleza toda es lo que pretende analizar este libro”. Los problemas que enumeró Balech asociados a la explosión demográfica del s.XX eran los siguientes:

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Estación perforadora de agua en Jonglei (Sudán del Sur). Autor y Fuente: Yann Arthus-Bertrand

  1. Dificultad de obtener alimento y agua potable.
  2. Dificultades en su distribución.
  3. Obtención de fuentes energéticas y recursos no renovables.
  4. Problemas urbanos.
  5. Eliminación de desechos y preservación del medio ambiente para el desarrollo de la biosfera.
  6. Preservación de comunidades naturales y de espacios para la recreación y educación humana.

Las crisis que vislumbraban estudiosos como él estaban asociadas a mantener una población mundial que se calculaba que llegaría a 7.000 millones entre 2005-2010 (se alcanzó en 2011), sin destruir la biosfera de la que dependemos y formamos parte.

A todos estos problemas se ha unido hoy el cambio climático. Sobre él, Balech avanzó lo siguiente:

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Campo de extracción de crudo de Spindletop (Texas, EEUU) a comienzos del s.XX. Fuente: NY Times

“La atmósfera está recibiendo una sobrecarga de muchos elementos extraños […] La principal fuente es la combustión de combustibles fósiles […] Afortunadamente la naturaleza tiene mecanismos reguladores que retiran del aire buena parte del CO2 agregado. Los principales son: fotosíntesis por los vegetales clorofílicos terrestres y acuáticos, absorción por las masas líquidas, en especial el mar, y reacciones químicas diversas […] Los grandes recolectores de CO2 son, empero, los océanos, que tienen unas 60 veces más CO2 que la atmósfera. Ellos pueden responder al aumento atmosférico con mayor tasa de absorción […]”.

“Los análisis minuciosos de la atmósfera, efectuados en sitios muy distantes revelan que esos mecanismos de regulación del CO2 han sido desbordados, de manera que, para fines de siglo, la cantidad de CO2 habrá aumentado en alrededor del 18%. No es fácil predecir los efectos de tal aumento […] No mediando otros factores el aumento predicho produciría un ascenso perceptible de la temperatura media de las capas inferiores de nuestra atmósfera (tropósfera) que podría llegar a unos 2ºC […]”.

“Muchas de las partículas que van al aire forman humos. Otras […] sirven de núcleos de condensación de vapor de agua […] ¿Cuál de los dos efectos predominaría, el frigorífico por opacidad de la atmósfera o el calorífero por aumento de CO2? En este momento la respuesta es más una cuestión de opinión personal que una conclusión científica. Pero una cosa es cierta: el hombre está produciendo condiciones para cambios climáticos que no sólo no puede controlar, sino tampoco predecir y cuyas consecuencias ignora”.

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Deforestación en Borneo (Indonesia) para plantación de palma. Autor y Fuente: Yann Arthus-Bertrand

Las estimaciones de aumento del CO2 que citó Balech eran bastante acertadas y él mismo pudo comprobar décadas después el calentamiento gradual del planeta.

El egoísmo, despilfarro y manejo irresponsable de los recursos destruía la Naturaleza a un ritmo nunca visto. Si la humanidad no hacía propósito de enmienda Balech proponía llamar a nuestra especie Homo stultus (en latín: necio y fatuo).

El panorama que dibujaba, con las claves sociales y tecnológicas de los años 70′, era francamente desolador y comprendo su pesimismo. La primera crisis del petróleo de 1973 estaba reciente y llegaría otra en 1979 demostrando la fragilidad de nuestra dependencia cuasi-total de los combustibles fósiles.

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La ciudad atómica (y abandonada) de Pripiat, cerca de Chernóbyl (Ucrania). Autor y Fuente: Yann Arthus-Bertrand

Todo apuntaba hacia el progresivo agotamiento de las reservas de petróleo en las próximas décadas y luego qué? Las fuentes de energía no eran renovables. La construcción de centrales nucleares mantenía esperanzas para un abastecimiento barato y ¿limpio? de energía.

Luego, los accidentes de Three Mile Island (1979), Chernóbyl (1986) y más recientemente Fukushima (2011) minaron, con razón, la confianza y el desarrollo de las nucleares (salvo en Francia).

El s.XX supuso un gran avance para una parte de la humanidad a pesar de las devastadoras guerras mundiales, gracias al desarrollo de las comunicaciones eléctricas, la industria de los derivados del petróleo y el motor de combustión interna, entre otros logros.

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Residencial en Singapur. Autor y Fuente: Yann Arthus-Bertrand

Pero el reparto de este progreso ha sido muy desigual y el 40% de la humanidad sobrevive con menos de 2 dólares al día. Ustedes y yo pertenecemos seguramente a un grupo privilegiado con acceso a medios de transporte, sanidad, alimentación y redes de comunicación e información global (internet).

Vivimos en países cuya gestión de los recursos permite que nuestras vidas tengan esperanzas de un futuro mejor, un derecho básico y común a todas las personas.

El problema se agrava porque somos más de 7.300 millones en un planeta con recursos limitados.

O no tan limitados y quizá sólo hemos ido en la dirección equivocada…?

blue holeQue no arrastremos a un abismo a la humanidad depende de nuestra inteligencia, tecnología y de la distribución justa de recursos a todas las personas. Debemos afrontar la urgencia de cambiar el rumbo antes de que sea demasiado tarde.

El gran reto de este siglo es un desarrollo sostenible, frenar el cambio climático y hacer realidad el sueño de una mejor calidad de vida a todos los continentes por igual.

“El mundo es nuestro ¿y ahora, qué hacemos?” (Planet Ocean, Y. Arthus-Bertrand & M. Pitiot, 2012)

Lo que Balech no podía incluir en la ecuación de 1978 fueron los rápidos avances tecnológicos asociados a las fuentes de energía renovables y las redes de comunicación por internet.

Tras leer “La Tercera Revolución Industrial” (2011) del economista estadounidense Jeremy Rifkin, me ha ganado el optimismo de su visión sobre la estrategia de la TRI para contrarrestar el cambio climático en el s.XXI. Su razonamiento relacionando el sistema económico con los ritmos de la Naturaleza y la necesidad de recuperar nuestra conexión con la biosfera me ha parecido de una belleza y lógica fascinantes.

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Jeremy Rifkin. Fuente: Solar Canada

Frente al paradigma actual de la generación y distribución de la energía centralizada y jerárquica, Rifkin plantea una economía distribuida. Transformar en los próximos 50 años nuestro acceso a la energía integrándola en internet, de modo que cada uno de nosotros participemos en la generación y distribución de energías renovables.

Para ello hay que digitalizar la red, pero no para que las empresas eléctricas monitorizen nuestro consumo, sino para gestionar la generación y distribución de nuestra propia energía.

Se trata de relegar los combustibles fósiles, las grandes instalaciones centralizadas y sus costes de distribución para fomentar energías renovables (eólica, solar, geotérmica, mareas) generadas de manera barata, local y distribuida entre particulares.

Rifkin postula 5 pilares básicos para que la TRI funcione:

  1. La transición hacia la energía renovable.
  2. Convertir los edificios en microcentrales eléctricas.
  3. Sistemas de almacenamiento energético, dado que las renovables son de flujo intermitente.
  4. Usar internet para transformar la red eléctrica en una “interred” de energía compartida.
  5. Vehículos eléctricos capaces de comprar y vender electricidad en dicha “interred”.
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Generador eólico local (San Sebastián, España). Autor: Patrick Charpiat. Fuente: Wikimedia Commons

Su asesoramiento a la Unión Europea durante los últimos 15 años contribuyó sobremanera a una declaración del parlamento europeo sobre energía y economía de la que extraigo el siguiente párrafo:

“In the 21st Century, hundreds of millions of human beings will be generating their own green energy in the homes, offices and factories, and sharing it with one another across distributed intelligent electricity networks — an Intergrid — just like they now create their own information and share it on the Internet.”

“The Third Industrial Revolution will have as significant an impact in the 21st Century as the First Industrial Revolution had in the 19th Century and the Second Industrial Revolution in the 20th Century. […] The EU Parliament endorsed the Third Industrial Revolution as the long-term economic vision and development model for the member states in a formal declaration passed in June 2007.”

La UE y Alemania son alumnos aventajados en este momento. Alemania cuenta con la mayor capacidad fotovoltaica en Europa (sólo superada por China), y su capacidad de generación de 40 Gigavatios es 4 veces superior a la energía nuclear, que irán retirando hasta su cierre previsto en 2022 (El periódico de la energía).

Aún hay más. El año pasado el 41% de las nuevas instalaciones de auto-consumo solar en Alemania ya estaban equipadas con baterías para el almacenamiento de energía residencial. Ello permite que en verano la energía solar en días laborables cubra hasta el 35% de la demanda eléctrica (y casi el 50% los fines de semana: monsolar.com).

En la TRI y la nueva “era poscarbónica” del s.XXI cobra especial importancia la renovación del sistema de educación.

Abandonar el “yo solitario” e incorporar las experiencias compartidas y un modelo colaborativo y de distribución de tareas entre los estudiantes ayuda a fomentar la empatía y la participación activa en el aprendizaje.

La experimentación directa de la Naturaleza es muy importante para recuperar nuestra conexión con la biosfera y mejorar también nuestra empatía hacia el resto de criaturas con las que compartimos el planeta.

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Vertedero de basura en Sto. Domingo (Rep. Dominicana). Autor y Fuente: Yann Arthus-Bertrand

No podemos esperar que las generaciones futuras se ocupen de preservar la Naturaleza si no les damos los valores necesarios desde muy temprano. En esto Rifkin destaca, cómo no! al modelo educativo de Finlandia.

Al igual que Balech, pero con un matiz más optimista, Rifkin propone que la especie Homo sapiens debe dar paso al Homo empathicus y adecuar la actividad económica humana a los ritmos y periodicidades de la biosfera.

La basura, que sólo genera nuestra especie, es otro grave problema medioambiental que requiere de un cambio de actitud e integrar el reciclaje a todos los niveles en nuestras actividades diarias.

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Coelastrum microporum. Clorofíceas de este género se están usando en proyectos relacionados con el reciclaje de residuos urbanos (El País: 13-III-2012). Autor: C.F. Carter. Fuente: Algaebase

Pero este de la basura y el reciclaje es un tema tan importante que prefiero dedicarle una entrada aparte y en el que las algas, hoy ausentes, quizás nos podrán ayudar.

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Gigafactoría de Tesla. Funcionará en colaboración con Panasonic y otras empresas. Fuente: TESLA

Para terminar, un ejemplo de negocio enfocado hacia los objetivos de la TRI podría ser la empresa estadounidense Tesla motors.

Su objetivo declarado es inundar el mercado de vehículos eléctricos para forzar un cambio en la industria del automóvil.

La apuesta es arriesgada, aún es elitista adquirir uno de sus coches, pero sus ambiciosos planes de producción son de 500.000 vehículos hacia finales de la presente década.

Para ello acaban de inaugurar el pasado 29 de julio una gigafactoría de baterías en Sparks (Nevada, EEUU).

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Elon Musk, fundador de Tesla. Fuente: ffbsccn

Tesla no se limita a fabricar coches eléctricos, sino que incluye en su oferta la energía residencial, con baterías asociadas a paneles solares (Powerwall) para almacenar energía y gestionar el consumo eléctrico a nivel doméstico.

En este sentido, hace unos días se publicaba la noticia de la adquisición de SolarCity (suministradora de placas solares a particulares) por parte de Tesla, para crear una compañía de energía sostenible integrada (El Mundo, 01-VIII-2016).

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Parque Nacional del Este (Rep. Dominicana). Autor y Fuente: Yann Arthus-Bertrand

Espero que muchas de las iniciativas de esta nueva economía verde fructifiquen a pesar de las reticencias del “viejo lobby energético” y ofrezcan de verdad la solución al problema medioambiental que nosotros mismos hemos creado.

Tal y como dice Rifkin: si esta no es la solución, cuál es? No me parece que haya un plan B (afinidadelectrica.com).

Referencias:

-Balech E. Geocidio: La destrucción del planeta. Ed. De La Flor, 301 pp (1978).
-Rifkin J. La tercera revolución industrial. Paidós, Espasa Libros, 397 pp (2011).

 

 

 

 

 

 

Blooms, boleros y el cambio climático

Las proliferaciones de fitoplancton son vitales para las pesquerías y juegan un papel importante en la bomba biológica de CO2 y la exportación de carbono hacia el océano profundo. Suceden gracias a una combinación de variables físicas (temperatura, estratificación superficial, etc) e interacciones biológicas (predación, virus), allí donde las tasas de división superan a las pérdidas de forma sostenida durante semanas o incluso meses.

Lo importante es un saldo positivo, no que las tasas de división sean altas.

Igual que un iceberg, donde asoma muy poco a la superficie, un bloom es apenas la cumbre de una “montaña” de productores primarios que en su mayoría sucumben a los predadores o la dilución del océano.

El secreto de un bloom está en que las tasas de división aumenten progresivamente, un crescendo de principio a final como el bolero de Ravel. Las proliferaciones ocurren en regiones donde los nutrientes son elevados en alguna época del año y la física del océano consigue romper el equilibrio entre el crecimiento y las pérdidas del fitoplancton.

¿Les afectará el cambio climático? , porque sus efectos se harán notar en la física que gobierna los blooms, especialmente en latitudes altas. La magnitud de las consecuencias es incierta y depende de las hipótesis que usemos para explicar los blooms. Pero ya que hablamos de cambio climático permítanme una reflexión…

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Nadie mejor que Wyoming y Sabatés para ilustrar la reflexión. Fuente: Luismiguelfuentes

Hace unos días encontré en el parabrisas del coche el panfleto de un grupo de “estudios bíblicos” (sea lo que sea), en el que hablaban de 7 señales que anuncian el fin del mundo. SOS La Tierra, decía.

Entre las habituales (los pecados de la sociedad, etc), me llamaron la atención las dos últimas.

 

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Cuál es el problema?

 

 

 

La ciencia afortunadamente progresa en beneficio de la sociedad. El único problema es un mal uso o que los beneficios no alcancen a millones de personas (las que tienen menos recursos y más los necesitan).

Pero no deja de sorprender que siga levantando tanta desconfianza y voces de apocalipsis medieval en el siglo XXI. A menudo es falta de información o bulos que corren como la pólvora. Es la única explicación para que existan partidarios de la existencia de la Tierra plana (The Flat Earth Society), por no hablar del creacionismo, el terror a los transgénicos (ojo a la “amenaza” CRISPR), y paro que me pierdo !!

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Habría que estudiar lo que hace el fitoplancton en las esquinas. Autor: Orlando Ferguson (1893). Fuente: Flat Earth Society.

Dicho esto, no son muy distintos los negacionistas del cambio climático que, por intereses económicos o puro desdén, ignoran las pruebas de cómo la actividad humana está alterando y modificará (si no lo remediamos), el clima y el aspecto de nuestro planeta, extinguiendo a su paso numerosas especies incapaces de adaptarse.

No es por casualidad que la revista Nature haya lanzado en 2011 su edición Nature Climate Change que recoge específicamente los estudios relacionados.

Por ejemplo “Climate-mediated dance of the plankton” (Behrenfeld, 2014), que discute los factores que regulan la distribución y abundancia del fitoplancton, y la importancia de entender cómo se forman los blooms para mejorar nuestras predicciones en relación al cambio climático.

Para empezar, si algo define al plancton es la interacción entre niveles tróficos y la tendencia al equilibrio de predadores y presas. Éste es uno de los motivos, aparte de la física del océano, para que la biomasa del fitoplancton no sea proporcional a sus tasas de crecimiento.

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En “Mi Tierra” (1993) hay más boleros que en todos los océanos del mundo.

Según la región del océano, presas y predadores danzan más o menos a la par. En océano abierto bailan apretaditos, como al son de un bolero. Las condiciones ambientales y de crecimiento (capa de mezcla, luz, nutrientes) son muy estables en los giros oligotróficos. La biomasa del fitoplancton es baja pero no porque sus tasas de división sean menores sino por el control que ejerce un ecosistema en equilibrio.

El cambio climático tendería a favorecer estas condiciones de estabilidad en el océano abierto y podría ser la razón de su aparente expansión (un 15% ente 1998-2006), según imágenes del SeaWIFS (Polovina y col. 2008).

En las zonas donde prolifera el fitoplancton predadores y presas bailan más sueltos, al ritmo de un rock n’ roll. El forzamiento físico desplaza del equilibrio al ecosistema planctónico provocando aceleraciones y deceleraciones en las tasas de división en la capa de mezcla, cuya profundidad varía enormemente entre el máximo de invierno y el mínimo de verano.

En contra de la teoría clásica de Sverdrup sobre la profundidad crítica de la capa de mezcla, los satélites y datos in situ nos han chivado lo siguiente: durante el invierno en las regiones subárticas la biomasa del fitoplancton comienza a aumentar mucho antes de la estratificación de primavera. Esta observación sugiere que el calentamiento global y una mayor estabilidad en la capa de mezcla podría suponer, paradojas del destino, una menor productividad del fitoplancton en latitudes altas. Las peores predicciones estiman un descenso de hasta un 40% en el Atlántico subártico de aquí a finales de siglo.

Todos los días sale el sol comp

Emiliania huxleyi. Una de las fotos más famosas y bonitas de este blog. Autor: Sergio Seoane.

Otra de las calamidades anunciadas por culpa del cambio climático es la acidificación del océano (del 8,1 actual se podrían restar 0.3-0.4 puntos a final de siglo), y sus efectos perjudiciales sobre los organismos con cubiertas calcáreas como los arrecifes, foraminíferos o cocolitofóridos (responsables de proliferaciones como el caso de Emiliania huxleyi).

Pero al menos en el caso de los cocolitofóridos podría tratarse de todo lo contrario. La serie de datos del Continuous Plankton Recorder en el Atlántico Norte ha revelado un aumento del 2 al 20% en la presencia de cocolitofóridos entre 1960-2010, con aumentos regionales de ∼10 veces en su abundancia (Rivero-Calle y col. 2015).

Esta observación coincide con el hecho de que en los cocolitofóridos la fotosíntesis es particularmente sensible a la limitación por CO2 y los experimentos en cultivos indican que los niveles altos de CO2 disuelto suelen estimular su crecimiento.

Respecto a la acidificación y los daños en sus estructuras calcáreas, existe una gran variedad de respuestas en el laboratorio. El mensaje es optimista y sugiere que la capacidad de adaptación en poblaciones naturales es enorme gracias al “banco genético” que éstas atesoran. Y esta riqueza genética permitirá que los fenotipos mejor adaptados (p. ej. con cubiertas más gruesas) puedan hacer frente a los aumentos de CO2 durante el s. XXI, y más allá…

Los efectos del cambio climático sobre la bomba biológica de CO2 son difíciles de predecir. Los océanos son el principal sumidero de dicho gas en nuestro planeta y el reto presente (y futuro) es monitorizar sus parámetros físicos y biológicos a tiempo casi real y escala global. Todo esto será más sencillo gracias a satélites de nueva generación como el Sentinel-3A. Lanzado por la ESA el pasado 16 de febrero, tendrá la misión de cartografiar la superficie de nuestro planeta transmitiendo datos cada 3 horas todos los días del año (los satélites, a diferencia de los científicos, no cogen vacaciones).

Aquí le pueden ver cruzando el cielo de Rusia y la aurora boreal…

Los datos obtenidos por el Sentinel-3A se utilizarán principalmente en el Copernicus Marine Environment Monitoring Service (Servicio de vigilancia de entornos marinos de Copérnico) y se espera que facilite información fundamental para la monitorización de océanos y costas, la predicción meteorológica y oceánica, las variaciones del nivel del mar, la topografía de la superficie marítima, etc…La base de muchos estudios futuros sobre la evolución de los océanos y el fitoplancton en nuestra redonda y recalentada Tierra.

Referencias:

-Behrenfeld MJ. Climate-mediated dance of the plankton. Nature Climate Change DOI: 10.1038/NCLIMATE2349 (2014).
-Polovina JJ y col. Ocean’s least productivity waters expanding. Geophys Res Lett 35, L03618 (2008).
-Rivero-Calle S y col. Multidecadal increase in North Atlantic coccolithophores and the potential role of rising CO2. Science Express 10.1126/science.aaa8026 (Nov 2015).
-Rost B y col. Carbon acquisition of bloom-forming marine phytoplankton. Limnol Oceanogr 48:55-67 (2003).
-Web CO2 SCIENCE: Ocean Acidification (Effects on Marine Plants: Phytoplankton — Coccolithophores) — Summary.

 

Cambio climático y fitoplancton: una mirada al pasado

Las plantas terrestres representan el 99% de la biomasa vegetal y el invisible fitoplancton suma apenas el 1% en un momento dado. Pero no se dejen engañar por este dato.

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Si no les convence Ricky Martin de la importancia del fitoplancton quién lo va a conseguir. Fuente: guioteca.com

Cuando paseamos por un bosque nadie nos tiene que convencer de la importancia de los árboles (que si el aire es fresco, que si da gusto respirar entre ellos…). Pero las microalgas no funcionan como los bosques. Ya lo dijo Ricky Martin: el fitoplancton “Vive la vida loca” y sus ciclos no tienen nada que ver con el perezoso ritmo de vida de un árbol.

La biomasa entera del fitoplancton se renueva en apenas una semana, y multiplicado por la superficie del océano hace posible que estos pequeños seres produzcan tanto ó más oxígeno que todos los bosques del planeta !!

Cuando vemos diatomeas como estas deberíamos agradecerles el oxígeno que nos regalan igual que si fueran árboles. Autor: F. Rodríguez

Y otro tanto podríamos decir de la importancia de las microalgas y los océanos a la hora de absorber dióxido de carbono. Por todo ello nos deben preocupar, y mucho, los efectos del cambio climático en sus poblaciones.

La emisión de gases invernadero comenzó con la revolución industrial y no ha cesado de aumentar a lo largo de los s.XX y XXI. Les gustaría saber sus efectos sobre el fitoplancton?

Pues acudamos a nuestros bisabuelos y tatarabuelos oceanógrafos que hicieron trabajos magníficos con instrumentos (a veces) simples.

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El vapor “National” a su salida de Kiel el 14 de julio de 1889. Autor: Richard Eschke. Fuente: Wikimedia commons

En 1889 partió de Kiel la “Plankton-Expedition”, la 1ª expedicion oceanográfica centrada en el plancton organizada por la Fundación Alexander von Humboldt.

Fueron casi cuatro meses de navegación entre el océano Ártico y la isla de Ascensión en el Atlántico sur, a bordo del “National”.

Sus resultados permitieron estimar la abundancia y composición del plancton en el Atlántico, con el inesperado descubrimiento de que las aguas del Ártico eran mucho más productivas que el océano tropical.

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Victor Hensen (1835-1924) dirigió la Plankton Expedition. Biólogo marino, introdujo por primera vez el término “plancton“. Fuente: Wikipedia

Victor Hensen y sus colegas estimaron la productividad con la escala Forel-Ule (FU). Se trata de un método colorimétrico que asigna un valor al color del mar (entre 1 y 21), en función de su parecido con soluciones químicas que varían desde el azul claro al castaño-amarillento.

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La escala Forel-Ule (FU). Fuente: Teacher at Sea

El azul corresponde a regiones poco productivas y a medida que subimos en la escala FU, la cantidad de clorofila y la abundancia de fitoplancton es mayor.

 

Con esta técnica levantaron un bello mapa de color del Atlántico, revelando el mar oligotrófico de los Sargazos, el afloramiento norafricano y la señal del río Congo.

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Mapa de color del Atlántico basado en la escala FU, en el que aparece también el trayecto seguido por el National (1889). Fuente: Fig. 1 Wernand y col (2013).

La escala FU siguió utilizándose durante el siglo XX en numerosas expediciones oceanográficas, acumulando una ingente cantidad de datos antes de la llegada de los satélites y sus estimaciones de clorofila. Ése es su gran valor, una serie temporal de más de un siglo, justo al inicio de la revolución industrial.

La escala FU no es ningún juego de niños. Es posible usar sus valores para estimar concentraciones de clorofilas tal y como demostraron Wernand y col. (2013), “traduciendo” a clorofila más de 200.000 observaciones de FU desde la Plankton Expedition hasta el año 2000.

Su conclusión fue que a nivel global no existe una tendencia en la clorofila entre 1889 y 2000 aunque a escala regional detectaron, p.ej., descensos en el Índico y aumentos en el Mediterráneo.

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Lo inventó Angelo Secchi en 1865. Fuente: BBC.com

Pero no cantemos victoria que ahora viene el disco de Secchi, uno de los instrumentos más antiguos y simples en oceanografía.

Se trata de un disco blanco de 30 cm de diámetro que se sumerge hasta donde alcanza la vista para estimar la transparencia del agua. Pues bien, existen medidas con disco de Secchi desde 1899 y también sirven para estimar los valores de clorofila.

Fueron Boyce y col (2010) quienes publicaron en Nature las conclusiones de esta serie temporal a nivel global desde 1899 a 2008, en la que incluyeron además medidas in situ de clorofila (espectrofotometría y fluorescencia).

Qué concluyeron esta vez? un descenso global del fitoplancton en 8 de las 10 regiones oceánicas en las que dividieron sus cálculos. Estimaron que la biomasa media desciende ∼1% por año (40% en promedio desde los años 50′) y que todo apunta a que existe una relación inversa con el aumento de la temperatura media de los océanos. El descenso del fitoplancton es más pronunciado en latitudes bajas respecto a las zonas polares y el Índico es la única región donde observaron tendencias positivas generales.

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Proliferación de fitoplancton en el mar de Bering. Imagen de color natural obtenida el 4-IX-2014 mediante el sensor MODIS. Fuente: NASA

Y qué nos dicen los satélites? Las mediciones de clorofila disponibles desde 1979 arrojan una gran variabilidad interanual y decadal que no permite extraer tendencias claras a largo plazo. Desde hace años los satélites permiten estudiar, grosso modo, la composición del fitoplancton aprovechando las distintas longitudes de onda que absorben y reflejan los pigmentos de grupos como las diatomeas, cianobacterias, cocolitofóridos y algas verdes. En realidad estos grupos “ópticos” incluyen a muchos otros pero con sus limitaciones y errores se trata de una aproximación útil.

Rousseaux y col (2015) analizaron una serie temporal (1998-2012) obtenida con sensores SeaWiFS y MODIS, procesada mediante un modelo matemático en 3D del océano (NASA Ocean Biogeochemical Model (NOBM)). Y observaron que en el hemisferio norte existen descensos en todos los grupos de fitoplancton en algunas de las regiones estudiadas, pero el único que mostró un descenso global fueron las diatomeas, especialmente en el Pacífico. Por el contrario, en el hemisferio sur no encontraron descensos significativos.

Los autores del trabajo relacionan sus resultados con un descenso en la profundidad de la capa de mezcla superficial y la consiguiente reducción de nutrientes. La diferencia entre el hemisferio norte y sur la achacan al mayor calentamiento relativo del primero.

A día de hoy me atrevo a decir que los efectos del cambio climático sobre el fitoplancton son impredecibles. Los factores que controlan el crecimiento y acumulación de sus poblaciones son un puzzle con millones de piezas del que apenas tenemos unos miles. Teorías muchas, pero más de un siglo de oceanografía y aún no entendemos del todo cómo se forman y mantienen sus proliferaciones. Hablaremos de ello en la próxima entrada…

Referencias:

-Boyce DG y col. Global phytoplankton decline over the past century. Nature 466 (29 July 2010). doi:10.1038/nature09268.
-Rousseaux CS & Gregg WW. Recent decadal trends in global phytoplankton composition. Global Biogeochem. Cycles Global Biogeochem. Cycles, 29, doi:10.1002/2015GB005139 (2015).
-Wernand MR y col. Trends in Ocean Colour and Chlorophyll Concentration from 1889 to 2000, Worldwide. Plos ONE 8(6): e63766. doi:10.1371/journal.pone.0063766 (2013).

Son las algas el biocombustible del futuro?

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Bill Gates. Fuente: Forbes.

Durante la Conferencia Internacional sobre el Cambio Climático en París (2015), Bill Gates anunció la creación de una coalición de inversores para impulsar nuevas tecnologías que nos lleven a un futuro (casi) sin emisiones de gases “invernadero”.

La lista de fundadores aparece en la web Breakthrough Energy Coallition, con Richard Branson (Virgin), Jeff Bezos (Amazon), Mark Zuckerberg (Facebook) y Meg Whitman (Hewlett-Packard) entre otros mecenas (George Soros o el príncipe saudí Alwaleed bin Talal).

Mr. Gates y sus colegas filántropos quieren financiar ideas nuevas y arriesgadas, pero ojo!, apoyadas por iniciativas públicas de ciencia. Tanto es así que sus inversiones irán a gobiernos “visionarios” comprometidos a incrementar su investigación dentro del consorcio Mission Innovation creado también en París. Son 20 países; busquen el suyo en la gráfica y enhorabuena si lo encuentran (el mío no está).

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En azul (y a la izquierda con nombre y banderita) están los países participantes en Mission Innovation, incluyendo a Suecia, Emiratos Árabes Unidos, Reino Unido y EEUU.

Breakthrough Energy Coallition invertirá en sectores como la generación de electricidad, transporte, industria, agricultura y eficiencia de los sistemas de energía. Entre las tecnologías que más les interesan está la fotosíntesis artificial para obtener hidrógeno a partir del agua. También financiarán el desarrollo de sistemas de almacenamiento y transmisión de la energía.

Pero un artículo reciente de Biofuels Digest (30-XII-2015) se lamenta de que no les interesen los biocombustibles. Las biorrefinerías no gozan de entusiasmo por parte de las petroleras y apenas hay incentivos para proyectos a escala comercial.

En los últimos años ha cobrado mayor interés la investigación sobre biocombustibles a partir de algas, pero ¿es rentable a nivel comercial? ¿pueden servir para combatir el cambio climático? la respuesta es no y su posible impacto en el futuro será limitado. Para ilustrar el problema les propongo esta imagen.

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Bateas en la ría de Pontevedra. Autor: el mismo del blog.

Cultivar mejillón sale a cuenta. Engordan en el medio natural con alimento gratuito y abundante. No necesitan procesado, sólo una estancia en la depuradora, y las instalaciones ya ven como son. Bajo el agua puede haber unas 500 cuerdas y 10.000 mejillones en cada una. La parte negativa son las biotoxinas, pero a pesar de las pérdidas (a veces cuantiosas) y costes de explotación, el sector genera beneficios y puestos de trabajo importantes para la región en la que vivo.

Cultivar microalgas para biocombustibles es justo lo contrario. Costes elevados por culpa de instalaciones complejas para mantener en tierra lo que vive en el mar o en agua dulce. Las algas deben ser procesadas para extraer los compuestos de interés. El mercado no entiende de energías limpias sólo de rentabilidad y hoy por hoy los biocombustibles de algas no lo son. Por ello muchas empresas han mudado su interés a la nutracéutica (“nutrición” + “farmacéutico”) buscando una salida más rentable.

Aún así, el interés en obtener biocombustibles a partir de las algas sigue ahí…

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Realizado por estudiantes del Smithtown HS East (St. James, NY, EEUU). Fuente: Energy.gov

Las microalgas poseen altas tasas de crecimiento y convierten energía solar en energía química con una eficiencia 10-50 veces mayor que las plantas terrestres.

Acumulan grandes cantidades de lípidos y azúcares que pueden servir para la producción de biodiésel y bioetanol. Evitan el dilema de “comida o combustible” que plantean los cultivos terrestres (maíz, trigo, cebada, etc), además de ocupar menor superficie que éstos. Entre las especies más prometedoras destacan Botryococcus braunii, Chlorella protothecoides y Chlorella vulgaris.

Luego están los beneficios ambientales: bio-mitigación del CO2, por ejemplo. Podríamos cultivarlas con aguas residuales y aire contaminado rico en CO2 de actividades industriales.

El biodiésel es biodegradable y produce también menores emisiones de gases invernadero que los combustibles de origen fósil. Todo sea dicho de paso, el petróleo y el gas natural proceden en su mayoría del plancton (vegetal y animal).

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Botryococcus brauni. Fuente: http://protist.i.hosei.ac.jp/

La demanda energética mundial es enorme y los biocombustibles de algas tendrían un impacto ambiental positivo pero muy limitado.

La AIE (Agencia Internacional de la Energía) estima que el 1.3% de la energía consumida en el mundo procede de biocombustibles como el etanol, metanol y biodiésel. Para satisfacer el 1.5% de la demanda mundial tendríamos que producir 34.000 millones de litros !!! y conseguir la biomasa de algas necesaria consumiría ∼5 millones de toneladas de fosfatos y otras tantas de amonio. Una barbaridad.

Para que se hagan una idea: la producción mundial de fosfatos es de 60 millones de toneladas y 180 la de amonio. La industria química productora de fertilizantes consume grandes cantidades de energía y en EEUU la mayor fuente de emisiones de CO2 industrial procede de la producción de amonio. Así que desnudamos a un santo para vestir a otro…

Hay que desarrollar métodos sostenibles a largo plazo para la producción masiva de algas. Las aguas residuales son uno de ellos: no sirven para los cultivos terrestres ya que filtran al suelo provocando contaminación y eutrofización por su alta concentración de nutrientes. El problema es que son una fuente de bacterias y virus y no podemos controlar los nutrientes. El reciclado de nutrientes es imprescindible para reducir costos y aumentar la eficiencia en el cultivo intensivo de microalgas.

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Sistema abierto tipo “Raceway” (Chennai, India). Fuente: Aban

El tipo de instalaciones para cultivarlas es importante: ¿sistemas abiertos ó cerrados? los abiertos son los más utilizados. Consumen menos energía pero sufren mayor contaminación tanto biológica como por deposición de partículas que pueden reducir la producción, por no hablar del problema de la evaporación.

Los sistemas cerrados, tubos verticales con aireación, controlan mejor el crecimiento de los cultivos y la producción de biomasa pero pueden consumir hasta un 350% más de energía que los sistemas abiertos. Por eso se trabaja en nuevos diseños que rebajen esos costes. Aún así, la energía que consume la instalación procede de combustibles fósiles a no ser que la acoplemos a industrias cercanas para aprovechar las emisiones de gases, paneles solares, energía eólica ó biomasa terrestre…

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La mayor biorrefinería de Europa está en Porto Santo (Madeira, Portugal). La explotan una empresa española, Buggypower, en colaboración con Electricidade da Madeira. Fuente: Buggypower

Se vende la idea de que el cultivo de microalgas puede ser neutral en términos de carbono dado que su cultivo consume CO2. Los géneros Chlorella, Scenedesmus y Botryococcus braunii están entre los más prometedores para la bio-mitigación de emisiones de CO2.

Sin embargo, la baja concentración de este gas en el aire y su pobre transferencia en agua hacen necesario bombear aire para que llegue a las algas. Esto aumenta costos, el gasto de energía y la emisión de CO2. El uso de gases industriales es una opción, ya que pueden contener 400 veces más CO2 y serviría para purificar el aire a la vez que producimos biocombustible. However, la presencia de ácidos y la temperatura de dichos gases son un problema para las algas…

Pongamos que todo va bien y crecen como locas. Cuando alcanzan la fase estacionaria de crecimiento hay que separarlas del agua y recuperar la biomasa para continuar el proceso. El cosechado es costoso y todo un reto debido a su pequeño tamaño. La electro-coagulación (aplicar cargas eléctricas para agregar y sedimentar las partículas; se usa en tratamiento de aguas residuales) es uno de los más prometedores según el NAABB (National Alliance for Advanced Biofuels and Bioproducts, EEUU).

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Comparación de la superficie necesaria para cultivos terrestres y microalgas. Fuente: Energy.gov

A diferencia de las plantas terrestres, las algas hay que secarlas porque la presencia de agua inhibe varios procesos necesarios para la extracción de lípidos de los que obtenemos el biodiésel. Secarlas al sol es lo más sencillo pero no siempre es posible y otros métodos tienen el problema (otra vez) del consumo de energía. Eso sí, existen alternativas que permiten procesar las algas sin secarlas, con nombres tan extraños como la licuefacción hidrotermal.

Vale, ya tenemos el biodiésel. Aunque para mejorar la rentabilidad es necesario conseguir otros compuestos con valor añadido, como el bioetanol, a partir de la biomasa restante tras extraer los lípidos. Las microalgas ofrecen una ventaja frente a las plantas terrestres: al no poseer lignina ni hemicelulosa para soporte de sus estructuras se evitan procesados químicos y enzimáticos que simplifican la producción de bioetanol.

En realidad, muchas empresas han mudado sus intereses de los biocombustibles a la nutracéutica (o una combinación de ambos) bucando mayor rentabilidad. Las algas poseen compuestos con interés nutricional y farmacéutico como ácidos grasos poliinsaturados (EPA, PUFA, DHA), vitaminas, aminoácidos esenciales, minerales, pigmentos (ficobilinas, carotenoides, etc). Son los famosos alimentos funcionales, un negocio presente y futuro…

En resumen: la producción de biocombustibles de algas por sí sola no es viable a escala comercial debido a los costes energéticos en comparación a los cultivos terrestres.

Aparte de los avances tecnológicos, el desarrollo de algas modificadas genéticamente para crecer en presencia de contaminantes (tanto en el agua como en el aire) y con un mayor rendimiento de lípidos, es una de las claves para que la producción de biocombustibles sea rentable en el futuro y un beneficio tanto para el medioambiente como las personas.

Volviendo al principio, citando a Bill Gates y sus amigos de Breakthrough Energy Coallition: “Technology will help solve our energy issues”.

Referencias:

-Biofuels Digest: Why Advanced Renewable Fuels Will Not Play A Significant Role In Meeting Climate Change Goals por Tim Sklar (30-XII-2015), Algae fuels, the Earth Room Problem, and Osmotic Shock Around the Clock por Jim Lane (26-VIII-2015), Where are we with algae biofuels? Parte I y II por Jim Lane (13 y 14-X-2014).
-Lam MK & Lee KT. Microalgae biofuels: A critical review of issues, problems and the way forward. Biotechnol. Adv. 30:673-690 (2012).

Un punto azul pálido

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Director: D. Guggenheim (2006).

En estas navidades más templadas en Vigo de lo habitual (Galifornia dicen en vez de Galicia), qué mejor que volver a ver “Una verdad incómoda“, casi una década después de su estreno.

Pónganle los peros que quieran al personaje, lo cierto es que Al Gore comunicó de modo fascinante y agitó conciencias en todo el mundo para luchar contra el cambio climático. El contexto era ideal: un año después del desastre del Katrina y sin la crisis económica acaparando la actualidad. Pese al cuento de la rana que no salta del bote si calentamos el agua poco a poco (no parece real aunque sí útil para llegar al espectador), su mensaje final era esperanzador.

Una verdad incómoda” ganó 2 Oscar en 2007. Ése mismo año Al Gore y el IPCC (órgano internacional encargado de evaluar los conocimientos científicos relativos al cambio climático), recibieron el Nobel de la Paz. Mientras, el futuro presidente español Mariano Rajoy desdeñaba el cambio climático citando a su primo meteorólogo (ABC:22-X-2007).

Gore mostraba gráficos de concentración de CO2 atmosférico que terminaban en 2005 en el umbral de 380 ppm y para representar el eje vertical ponía el máximo en 400 ppm. Hoy tendría que cambiar el eje; hemos superado ese valor (401,85 ppm; diciembre 2015) y la tasa de incremento se ha doblado en 40 años: entre 1965-1974 los niveles de CO2 aumentaron 10,56 ppm y en 2005-2014 han subido 21,06 ppm.

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Fotograma de “Una verdad incómoda” con Al Gore subido hasta los 600 ppm de CO2.

Gore montaba en un elevador para subir hasta el (posible) nivel del CO2 en 50 años: ∼600 ppm. Comprobé que escogió el peor de los casos, el de seguir emitiendo CO2 como si no hubiese un mañana. En dicho escenario (hoy llamado RCP8.5 (RCP es Representative Concentration Pathway, según el IPCC), es probable que a mediados de siglo el Polo Norte sea un océano libre de hielo en verano.

Desgraciadamente ése RCP8.5 se aproxima bastante a lo que podría suceder en las próximas décadas (si no lo remediamos). Verán…

El IPCC ha elaborado 4 escenarios de evolución del CO2 en el s.XXI, cuyos efectos en la temperatura del aire y el nivel del mar les mostraré durante esta entrada.

The Island President

Nasheed está hoy en día encarcelado en su país y no pudo acudir a la Cumbre del Clima en París.

Resulta lamentable que la mayoría de políticos no dediquen tiempo, siquiera en sus discursos, a la importancia de proteger el medio ambiente.

Corrijo, lo hacen si tienen el agua al cuello como Mohamed Nasheed en la Cumbre del Clima de Copenhage (2009), cuando era presidente del archipiélago de Maldivas (un país con 1,5 m de altitud media en riesgo de desaparecer por el aumento del nivel del mar). En el documental “The Island President” (2011) Nasheed sentencia: If you allow a 2ºC rise in temperature you’re actually agreeing to kill us. Ojo al dato: 2ºC de aumento…

Otro dato interesante. El océano acumula el 90% de la energía que estamos introduciendo en el sistema climático y sólo el 1% lo acumula la atmósfera. El calentamiento es mayor en la superficie del mar (aumento medio de 0,11ºC entre 0-75 metros, período 1971-2010), aunque la señal de dicho calentamiento se extiende hasta los 700 metros.

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Los 4 escenarios (RCP) de evolución del CO2 previstos por el IPCC. Fuente: Smithsonian.com

En Copenhage (2009), China y EEUU se unieron por primera vez al acuerdo político, sin compromisos vinculantes, para luchar contra el cambio climático. En la última Cumbre del Clima en París (diciembre 2015) se firmó un acuerdo para limitar el incremento de temperatura a 2ºC, e idealmente a 1,5ºC respecto a la época pre-industrial. Esa evolución del CO2 corresponde al mejor de los escenarios, RCP 2.6 (trazo verde en la gráfica siguiente).

Es un acuerdo “esperanzador” pero insuficiente. Depende de la voluntad política y de la movilización de recursos económicos (100.000 millones de dólares hasta 2020 para empezar) a países menos desarrollados.

Para cumplirlo hay otra condición: cambios drásticos inmediatos. Verán.

Sinceramente, se me cae un poco el optimismo al ver la siguiente gráfica del IPCC sobre la relación entre CO2 e incremento de temperatura para el año 2100. Fíjense que los 2ºC se alcanzan con valores de 480-530 ppm y al paso que vamos llegaremos ahí no en el 2100 sino a mitad de siglo !! Ojalá que no.

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Fuente: Climate Change 2014. Synthesis Report for Policymakers. IPCC.

Gore decía que estamos ante una cuestión moral y que la voluntad política es un recurso renovable.

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Estimación de aumento del nivel del mar según los 4 RCPs del IPCC. El nº21 indica los modelos usados para obtener la previsión final. Fuente: Climate Change 2014. Synthesis Report for Policymakers. IPCC.

Cada vez resulta más obvio que la civilización basada en el petróleo tiene fecha de caducidad. No se pueden seguir quemando combustibles fósiles a este ritmo sin alterar de forma grave el clima y el funcionamiento de la biosfera. Necesitamos energías limpias.

Y no lo digo yo, lo dice el grupo de expertos del IPCC en su 5º informe de 2014 con frases lapidarias sobre fondo rojo (qué más le pueden poner ya?) como las siguientes:

“La emisión continuada de gases de efecto invernadero producirá un mayor calentamiento y cambios duraderos en todos los componentes del sistema climático, aumentando la posibilidad de impactos severos, globales e irreversibles para las personas y los ecosistemas […] La influencia humana en el clima es clara y las emisiones antropogénicas recientes de gases invernadero son las mayores de la historia.”

“El calentamiento climático es inequívoco y muchos de los cambios observados desde los años 50′ no tienen precedente en décadas y milenios. La atmósfera y el océano se han calentado, la cobertura de nieve y hielo ha disminuido y el nivel del mar ha subido […] Sus efectos [de los gases invernadero] junto a otros factores humanos, han sido detectados a lo largo del sistema climático y son muy probablemente la principal causa del calentamiento observado desde mediados del s.XX.” 

“Todos los escenarios [RCPs] contemplan un aumento de temperatura superficial durante el s.XXI […] El océano seguirá calentándose y acidificándose y subirá el nivel medio del mar”. (Trad. del original).

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La Tierra es el punto azul pálido a mitad del haz de la derecha. Fuente: NASA.

Si esto no hace reaccionar a nadie, qué o quién lo va a conseguir? La segunda parte de “Una verdad incómoda“? Bienvenida sea.

Les decía que su mensaje final era esperanzador.

Gore recordaba la imagen de La Tierra que tomó en 1990 la sonda espacial Voyager 1 al girar su cámara más allá de Plutón a petición de Carl Sagan.

A Pale Blue Dot” es una imagen cautivadora y la reflexión de Sagan sobre ella terminaba así: “To me, it underscores our responsibility to deal more kindly with one another and to preserve and cherish the pale blue dot, the only home we’ve ever known”.

Todo esto me da pie a la próxima entrada: las microalgas como fuente de energía.

Referencias:

-Climate Change 2014: Synthesis Report. Summary for Policymakers. 32 pp. Disponible en la Web del IPCC.
-Convención Marco sobre el Cambio Climático: Aprobación del Acuerdo de París. Naciones Unidas. Disponible en la Web de la ONU.