Usted no se lo cree

«Our most urgent and direct message must be to the scientists themselves: learn to communicate with the public, be willing to do so and consider it your duty to do so»^[1] – The Royal Society Report on the Public Understanding of Science, 1985

Entender la gravedad del cambio climático: 1. Introducción

2.1 ¿Qué son los ‘tipping points’ del sistema climático?

'Tipping Elements' del sistema climático de la Tierra (Lenton, 2009) - Pulsar para mayor resolución

Hace unos pocos años, en el mundo de la climatología en lengua inglesa se ha puesto de moda el término tipping point, cuya traducción al español, de hecho, no existe. El término se asocia generalmente al símil epidemiológico incluido en una obra de Malcolm Gladwell con este título (14) y el subtítulo de ‘How little things can make a big difference’^[2]. Fue publicada en español nada menos que bajo el título de ‘La clave del éxito’, sin duda tras dura discusión entre el traductor y la gente de marketing de la editorial, resuelta como siempre a favor de los segundos (15). Sin embargo, encontramos el origen real del término en los años 60, cuando el sociólogo estadounidense Morton Grodzins denominó ‘tipping point’ al momento en que, cuando en una comunidad con predominio de la raza blanca se iban instalando familias de color, los residentes de raza blanca comenzaban a abandonar la comunidad (16). Entre las muchas acepciones del término tip en el diccionario encontramos ‘inclinar’, que parece sugerente en el terreno sociológico pero no es adecuado para el asunto climático donde, de hecho, estamos frente a un concepto puramente matemático.

Sin embargo, tanto el símil epidemiológico como el sociológico nos aproximan correctamente al concepto climático. Un ‘tipping point’ significa el momento en el que, tras un cierto grado de acumulación apenas perceptible, una pequeña variación adicional provoca una gran diferencia. Más concretamente, es el momento a partir del cual es la dinámica interna del sistema la que propulsa un cambio que hasta ese momento era acccionado por fuerzas externas (17). Dicho de otra forma, es el momento en el que el sistema ‘adquiere vida propia’ y perdemos el control o, con más rigor, cuando la energía de la intervención externa para modificar la dinámica propia del sistema debería ser superior a la energía interna del sistema. Otra forma metafórica de verlo es mediante el concepto de ‘masa crítica’, asociado normalmente a la bomba nuclear, y que corresponde a la masa mínima necesaria para que sea posible iniciar la reacción en cadena^[3].

¿En qué punto estamos?

¿Y si fuera éste?

¿Es el ‘tipping point’ un punto de inflexión? No, porque esta expresión sugiere simplemente un cambio de tendencia, y además tiene un equivalente matemático que no es el mismo que al que nos referimos con ‘tipping point’ del sistema climático en su conjunto o de alguno de sus componentes. ¿Es el ‘tipping point’ un punto de no retorno? Si, lo es, siempre y cuando consideremos que los cambios de estado del sistema climático son irreversibles, por lo menos, a escala humana (milenios). Si, lo son (

Queda ahora por resolver no sólo cómo traducimos ‘tipping point’, sino que, al admitir que se trata de un punto de no retorno, convendría saber hacia adónde.

Antes de resolver estos enigmas es preciso rizar algo el rizo y presentar lo que se entiende por ‘tipping elements’. Un tipping element^[4] es todo componente o subcomponente del sistema climático de la Tierra que 1) sea de escala subcontinental y que 2) bajo determinadas condiciones puede ser llevado a un estado cualitativamente distinto con solo una pequeña perturbación (18, 19). Veremos más adelante cuáles son estos tipping elements, pero para saber a qué nos estamos refiriendo podemos imaginar uno de ellos, Groenlandia, para la que se considera que, si la temperatura local media aumenta en + 3 ºC con respecto a la era preindustrial (lo que corresponde a un incremento de la temperatura media de la Tierra de entre +1 ºC y +2 ºC) se produce su fusión prácticamente total (20) aunque la temperatura volviera a disminuir^[5]. Esto es así porque, en su fusión, Groenlandia pierde altura, y la temperatura en su cima es cada vez mayor. Groenlandia es pues un ‘tipping element’ y su ‘tipping point’ corresponde a un incremento de la temperatura local de +3 ºC y éste a un incremento de la temperatura media de la Tierra de entre 1 y 2 ºC. La consecuencia de esta situación sería un incremento de 7 metros en el nivel de los mares.

Hans Joachim Schellnhuber, asesor del gobierno alemán, editor de Proceedings of the National Academy of Sciences (USA) y avalador científico del nuevo concepto de 'Tipping Point' en climatología

Estos ‘tipping elements’ (que iremos revisando a lo largo de sucesivas entradas), y sus correspondientes ‘tipping points’, a saber, los valores en que una variable físico-climática produce el cambio de estado de su ‘tipping element’, han alcanzado ya rango y categoría científica de primer orden desde que, tras algunos años de uso irregular del término^[6], la revista académica de referencia Proceedings of the National Academy of Sciences PNAS de los Estados Unidos publicó, el pasado mes de diciembre, un número monográfico sobre el tema, con análisis de distintos ‘tipping elements’ y sus correspondientes ‘tipping points’ (19). Este ejemplar recopilaba y ampliaba diversos trabajos publicados desde que, a principios de 2008, Timothy Lenton presentara la  definición matemáticamente formal. La aceptación del término por la comunidad matemática ha tardado algo más, pero parece haber sido admitida a la vista de la próxima publicación por parte del International Journal of Bifurcation and Chaos de un trabajo de revisión del panorama climático desde la óptica de la dinámica de sistemas y del empleo de algoritmos matemáticos sobre series temporales en la predicción del clima y, en particular, de la distancia (positiva o negativa) a la que nos encontramos de esos ‘tipping points’ (21).

De la literatura sociológica a la matemática sistémica y climática, pasando por algo parecido a un manual de autoayuda, pocas veces un término habrá recorrido un trayecto tan arribista sin el consentimiento de sus creadores. Pero yo creo que, además de una cuestión meramente científica, nos encontramos frente a un problema de comunicación. Me explico.

En teoría de sistemas, a este punto tipping se le ha llamado toda la vida umbral de estabilidad. Cuando un sistema retroalimentado, como el sistema climático de la Tierra, se inestabiliza (y para ello no basta con que tenga retroalimentación negativa, como tan a menudo veo citar en los foros negacionistas^[7]), es porque la perturbación (que podemos asimilar a un ‘parámetro de control’ del sistema) ha superado el umbral de estabilidad del propio sistema. Esto me lo enseñaron a mi en segundo de carrera porque necesitábamos usar y desarrollar estos conceptos de forma sistemática a lo largo de todos los estudios, como saben todos los ingenieros de telecomunicación y todas aquellas personas relacionadas con la tecnología industrial que alguna vez hayan estado en contacto (matemático o funcional) con un instrumento que se denomina regulador PID y que se encuentra en prácticamente todas las industrias^[8], formando parte del proceso de fabricación, y en muchas máquinas, como los automóviles, formando parte de automatismos diversos como el ABS, etc.^[9]

Así que llamarle ‘tipping point’ al momento en que el motor del coche cambia de estado porque se va a romper tras pasarlo de vueltas o a la temperatura en que se sabe por adelantado que una caldera va a estallar aunque todavía no lo haya hecho no deja de ser un invento lingüístico, con el inconveniente añadido de que las lenguas latinas no encuentran equivalente idéntico salvo el ‘umbral de estabilidad’ de siempre, que en realidad es el stability threshold level que los ingleses, desde luego, venían empleando, probablemente, desde que James Watt inventó su regulador en el siglo XVIII, que permitió controlar la velocidad de las máquinas de vapor. Entonces ¿por qué la comunidad científica, tan lingüísticamente endogámica, ha aceptado un término procedente de ese exterior que a veces desdeña? La respuesta podríamos hallarla en el terreno de la comunicación.

Los científicos llevan muchos años preguntándose por los motivos por los cuales su mensaje de alarma no llega a la población (22), única forma de promover una presión efectiva sobre el poder político, acostumbrado a mirar sólo a cuatro años vista, o menos. En el caso concreto del cambio climático abrupto se han empleado términos tales como re(tro)alimentación positiva, no linealidad, respuesta exponencial, histéresis… correspondientes todos ellos a conceptos matemáticos. No llegan. También se han ensayado otras expresiones a modo de metáforas, normalmente a cargo de James Hansen, el climatólogo jefe de la NASA, tales como ‘pendiente resbaladiza’ (slippery slope) (23), aplicada a la aceleración de la velocidad de avance de glaciares y placas de hielo, así como el ‘pacto de Fausto’ (24), la ‘bomba de efecto retardado’ (time bomb) (25), y otras sin que, al parecer, hayan conseguido tampoco el efecto deseado. Todo ello antes de desembocar en ‘tipping point’, término que, finalmente, ha triunfado. Tanto, que los climatólogos parecen haber convencido hasta a los matemáticos puros de lo siguiente: puesto que ya tenemos un término que resuena^[11], matematicémoslo.  No soy matemático puro, pero sé algo de matemáticas aplicadas y dudo mucho que exista algún precedente de inversión procedimental tan llamativo. Todo sea por la causa.

De modo que ahora, cuando a los infantes les enseñen geografía, junto al mapa físico y político con los cinco continentes habrá que presentarles otro mapa, también significativo políticamente pero mucho más significativo físicamente, que represente estos ‘tipping elements’. Que son:

1. El paso de Océano Glacial Ártico a Océano Ártico
2. La fusión de Groenlandia
3. La estabilidad de la península antártica
4. La alteración de la circulación termohalina (o corriente del golfo, la de la película ‘El día de mañana’)
5. Alteraciones en intensidad y/o frecuencia de la corriente oceánica ‘El Niño’ del Pacífico sur
6. Disminución de la pluviosidad de los monzones veraniegos de la India
7. Aumento de la vegetación en África Occidental, el Sahara y el Sahel
8. La conversión del 40% de la selva amazónica en sabana
9. Reducción de la selva boreal
10. El polvo levantado del Sahara por las corrientes atmosféricas

Otros elementos que, según Lenton, no alcanzan tan alta distinción según su definición formal pero que, sin embargo, también son determinantes en el sistema climático (en ocasiones más todavía), son:

1. La emisión de metano por parte de la tundra y el permafrost del Ártico sur
2. Las aguas profundas del Antártico, por su capacidad de absorción de carbono
3. La pérdida de oxígeno en los océanos (anoxia)
4. La capa de ozono del Ártico

Hay otro: la capa de ozono de la Antártida, cuyo ‘tipping point’ (o sea: umbral de estabilidad) Lenton considera ya superado (26).

Cada ‘tipping point’ de un ‘tipping element’ tiene sus propiedades, o atributos, a saber: en términos de qué cosa se mide la transición (pluviometría, volumen de hielo, etc.); cuál es el ‘parámetro de control’, es decir, qué variable física es la que provoca esa transición (temperatura, albedo, pluviometría, etc.); cuál es el valor crítico de esta variable; a qué temperatura media de la Tierra corresponde este valor crítico; el tiempo que tarda en realizarse dicha transición una vez provocada (rápida, gradual, lenta); y qué impactos adicionales comporta la transición, una vez producida. Puede ver una tabla de estas propiedades en la figura adjunta.

'Tipping Elements' del Sistema Climático de la Tierra, y sus propiedades en el estado actual de conocimiento (Fuente: Lenton, PNAS, 2008) - Pulsar para mayor resolución

Así pues, vemos cómo la ciencia climática está complementando (o sustituyendo, ya se verá) el esquema clásico descrito en esta entrada por el análisis de los ‘tipping elements’ y determinación de sus ‘tipping points’. Bueno, parece que poco a poco se van decidiendo a tomar en consideración la dinámica de sistemas. Ya era hora, porque en el mismo ejemplar de PNAS, otro de los mejores expertos, el alemán Hans Joachim Schellnüber, nos advierte de que estaremos por lo menos otra década a oscuras, mientras se desarrolla esta nueva línea de investigación (27).

Podrían haber empezado antes, porque podrían haberse dado cuenta de que es la única forma de saber si el sistema climático de la Tierra en su conjunto ha superado ya su umbral de estabilidad, o no. Y si va a superarlo, y cuándo, o si no lo va a superar, todo ello siempre en el lenguaje probabilístico de la buena ciencia. ¿No son tan expertos? Lo son. ¿Entonces? ¿Será que ya lo saben, que saben que si, pues todo apunta a ello (28, 29), pero no lo quieren publicar, no nos lo quieren decir? .

Para saber hacia dónde conduce el punto de no retorno le ruego que espere a la siguiente entrada del blog, pero para intentar traducir al español esto del ‘tipping point’, se admiten sugerencias.

Entradas anteriores de la serie:

Entender la gravedad del cambio climático: 1. Introducción

Entrada siguiente de la serie:

Entender la gravedad del cambio climático: 2. El cambio climático ‘desbocado’ – 2.2. Punto de no retorno ¿hacia adónde?

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Notas

[1] “Nuestro más urgente y directo mensaje debe ser que los propios científicos aprendan a comunicarse con el público, estén dispuestos a hacerlo y lo consideren un deber”
[2] Cómo pequeñas cosas pueden comportar una gran diferencia

[3] El símil parece tremendista, pero no lo es tanto. Los estudiosos del cambio climático, militares incluidos, entienden que las consecuencias de un cambio climático desbocado son comparables a las de una guerra mundial nuclear

[4] Para una definición formal de ‘tipping element’ y de su ‘tipping point’, ver la referencia (30)

[5] Algunos autores estiman en 2,7 ºC este valor fatídico (31), y algunos otros creen que ya se ha superado (32)  y que, indefectiblemente, el nivel del mar acabará siendo superior en (por lo menos) 7 m respecto al actual, pues ése es el valor que correspondería a la fusión completa de la placa de hielo de Groenlandia (33)

[6] Fue empleado por primera vez en 2005 en la revista Science por Jonathan Foley, en referencia a los puntos de no retorno descubiertos en el Ártico (34), coincidiendo con una reunión de trabajo de alto nivel en la embajada británica de Berlín bajo la denominación de ‘Tipping Points in the Earth System’

[7] Un sistema realimentado positivamente es siempre un sistema inestable; un sistema realimentado negativamente puede ser estable, pero sólo bajo determinadas condiciones que se expresan matemáticamente. En los sistemas lineales, la parte real de todas las raíces del denominador de la función de transferencia debe encontrarse siempre en el semiplano negativo. No siempre ocurre aunque la realimentación sea negativa.

[8] Desde luego las de proceso continuo: químicas, eléctricas, papel, siderurgia, etc. Y de forma algo más oculta en las de proceso discontinuo o batch

[9] Desde luego las de proceso continuo: químicas, eléctricas, papel, siderurgia, etc. Y de forma algo más oculta en las de proceso discontinuo o batch

[10] Originalmente de tecnología neumática, actualmente esta función se ejecuta con tecnología digital.

[11] Clásicamente, este ‘tipping point’ corresponde a una denominada ‘frecuencia de resonancia’.