Las matemáticas predicen una sexta extinción masiva para 2100

Un análisis matemático de cambios significativos en el ciclo del carbono en los últimos 540 millones de años, conduce a predecir que una sexta extinción masiva se desate en la Tierra a partir de 2100, por saturación de este gas en los océanos.

Daniel Rothman, profesor de geofísica del Departamento de Ciencias Atmosféricas y Planetarias del MIT (Massachusetts Institute of Technology) y co-director del Centro Lorenz del MIT, ha analizado las alteraciones importantes del carbono en los últimos 540 millones de años de nuestra planeta, incluyendo los cinco eventos de extinción masiva. Ha identificado “umbrales de catástrofe” en el ciclo del carbono que, si se superan, conducirían a un entorno inestable y, en última instancia, a la extinción en masa.

En un artículo publicado en Science Advances propone que la extinción en masa ocurre si uno de los dos umbrales es cruzado: Para los cambios en el ciclo del carbono que ocurren en escalas de tiempo largas, las extinciones seguirán si esos cambios ocurren a velocidades más rápidas de las que los ecosistemas globales pueden adaptarse. Para las perturbaciones del carbono que tienen lugar en escalas de tiempo más cortas, el ritmo de los cambios del ciclo del carbono no importará; en cambio, el tamaño o magnitud del cambio determinará la probabilidad de un evento de extinción.

Tomando este razonamiento en el tiempo, Rothman predice que, dada la reciente subida de las emisiones de dióxido de carbono en una escala de tiempo relativamente corta, una sexta extinción dependerá de si una cantidad crítica de carbono se agrega a los océanos. Esa cantidad, calcula, es de unos 310 gigatoneladas, que estima es aproximadamente equivalente a la cantidad de carbono que las actividades humanas habrán agregado a los océanos del mundo para el año 2100.

Rothman dice que llevará algún tiempo -unos 10.000 años- para que esos desastres ecológicos se desarrollen por completo. Sin embargo, él dice que para 2100 el mundo puede haber entrado en “territorio desconocido”.

“Esto no quiere decir que el desastre ocurre al día siguiente”, dice Rothman en un comunicado. “Estoy diciendo que, si no se controla, el ciclo del carbono se movería hacia un reino que ya no sería estable y se comportaría de una manera que sería difícil de predecir. En el pasado geológico, este tipo de comportamiento está asociado con la extinción en masa”.

Rothman había trabajado anteriormente en la extinción del Pérmico final, la extinción más severa en la historia de la Tierra, en la cual un pulso masivo de carbono a través del sistema de la Tierra estuvo involucrado en la eliminación de más del 95% de las especies marinas en todo el mundo. Desde entonces, las conversaciones con colegas lo estimularon a considerar la posibilidad de una sexta extinción, planteando una pregunta esencial:

“¿Cómo puedes realmente comparar estos grandes acontecimientos en el pasado geológico, que se producen en tan vastas escalas de tiempo, a lo que está pasando hoy, que son siglos en el caso más largo?” Dice Rothman. “Así que me senté un día de verano y traté de pensar en cómo uno podría estudiar esto sistemáticamente.”

Él derivó una fórmula matemática simple basada en principios físicos básicos que relaciona la tasa crítica y la magnitud del cambio en el ciclo del carbono a la escala de tiempo que separa el cambio rápido del lento. Hizo la hipótesis de que esta fórmula debería predecir si la extinción en masa, o algún otro tipo de catástrofe global, debería ocurrir.

Rothman entonces preguntó si la historia seguía su hipótesis. Mediante la búsqueda a través de cientos de artículos publicados sobre geoquímica, identificó 31 eventos en los últimos 542 millones de años en los que se produjo un cambio significativo en el ciclo de carbono de la Tierra. Para cada evento, incluyendo las cinco extinciones en masa, Rothman señaló el cambio en el carbono, expresado en el registro geoquímico como un cambio en la abundancia relativa de dos isótopos, el carbono-12 y el carbono-13. También señaló la duración del tiempo durante el cual ocurrieron los cambios.

Él entonces ideó una transformación matemática para convertir estas cantidades en la masa total del carbono que fue agregada a los océanos durante cada acontecimiento. Finalmente, trazó la masa y la escala de tiempo de cada evento.

Así, observó un umbral común por debajo del cual quedaron la mayor parte de los 31 acontecimientos. Si bien estos eventos implicaron cambios significativos en el carbono, fueron relativamente benignos, no lo suficiente como para desestabilizar el sistema hacia la catástrofe. Por el contrario, cuatro de los cinco eventos de extinción en masa se encuentran por encima del umbral, siendo la más extrema la extinción final del Pérmico.

jpe

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