Muchos gases diferentes componen la atmósfera de la Tierra. Sólo el nitrógeno representa el 78 por ciento. El oxígeno, en segundo lugar, constituye otro 21 por ciento. Muchos otros gases constituyen el 1% restante. Algunos (como el helio y el criptón) son químicamente inertes. Eso significa que no reaccionan con otros. Otros tienen la capacidad de actuar como una manta para el planeta. Se les conoce como gases de efecto invernadero.
Al igual que las ventanas de un invernadero, estos gases atrapan la energía del sol en forma de calor. Sin su papel en este efecto invernadero, la Tierra estaría bastante helada. Las temperaturas globales tendrían una media de -18° Celsius (0° Fahrenheit), según la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA). En cambio, la superficie de nuestro planeta tiene una media de unos 15 °C (59 °F), lo que lo convierte en un lugar cómodo para la vida.
Sin embargo, desde aproximadamente 1850, las actividades humanas han estado liberando gases de efecto invernadero adicionales en el aire. Esto ha impulsado lentamente un aumento de las temperaturas medias en todo el mundo. En general, la media mundial de 2017 fue 0,9 grados C (1,6 grados F) más alta que entre 1951 y 1980. Eso se basa en los cálculos de la NASA.
Stephen Montzka es un químico investigador de la NOAA en Boulder, Colorado. Hay cuatro gases de efecto invernadero principales de los que preocuparse, dice. El más conocido es el dióxido de carbono (CO2). Los otros son el metano, el óxido nitroso y un grupo que contiene clorofluorocarbonos (CFC) y sus sustitutos. (Los CFC son refrigerantes que han contribuido a diluir la capa de ozono protectora del planeta a gran altitud. Están siendo eliminados como parte de un acuerdo global iniciado en 1989.)
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Sustancias químicas que calientan el clima
Cada gas de efecto invernadero, una vez emitido, sube al aire. Allí, ayuda a la atmósfera a retener el calor. Algunos de estos gases atrapan más calor, por molécula, que otros. Algunos también permanecen en la atmósfera más tiempo que otros. Esto se debe a que cada uno tiene propiedades químicas diferentes, señala Montzka. También se eliminan de la atmósfera, a lo largo del tiempo, mediante diferentes procesos.
El exceso de CO2 procede principalmente de la quema de combustibles fósiles: carbón, petróleo y gas natural. Esos combustibles se utilizan para todo, desde alimentar vehículos y generar electricidad hasta fabricar productos químicos industriales. En 2016, el CO2 representó el 81% de los gases de efecto invernadero emitidos en Estados Unidos. Otros productos químicos son más eficaces para atrapar el calor en la atmósfera. Pero el CO2 es el más abundante de los liberados por las actividades humanas. También es el que más tiempo permanece.
Algo de CO2 es eliminado cada año por las plantas mientras crecen. Sin embargo, gran parte del CO2 se libera durante los meses más fríos, cuando las plantas no están creciendo. El CO2 también puede ser extraído del aire y llevado al océano. Los organismos del mar pueden convertirlo en carbonato de calcio. Con el tiempo, esa sustancia química se convertirá en un ingrediente de la roca caliza, donde su carbono puede almacenarse durante milenios. Ese proceso de formación de rocas es muy lento. En general, el CO2 puede permanecer en la atmósfera desde décadas hasta miles de años. Por tanto, explica Montzka, «incluso si dejáramos de emitir dióxido de carbono hoy, seguiríamos viendo el calentamiento derivado de ello durante mucho tiempo»
El metano es el principal componente del gas natural. También se libera de una gran cantidad de fuentes biológicas. Entre ellas, la producción de arroz, el estiércol de los animales, la digestión de las vacas y la descomposición de los residuos depositados en los vertederos. El metano representa alrededor del 10% de las emisiones de gases de efecto invernadero de Estados Unidos. Cada molécula de este gas es mucho mejor para atrapar el calor que una de CO2. Pero el metano no permanece tanto tiempo en la atmósfera. Se descompone al reaccionar en la atmósfera con los radicales hidroxilos (iones OH con carga neutra formados por átomos de oxígeno e hidrógeno unidos). «La escala de tiempo para la eliminación del metano es de aproximadamente una década», señala Montzka.
El óxido nitroso (N2O) representó el 6% de los gases de efecto invernadero emitidos por Estados Unidos en 2016. Este gas procede de la agricultura, la quema de combustibles fósiles y las aguas residuales humanas. Pero no dejes que su pequeña cantidad te haga despreciar el impacto del N2O. Este gas es cientos de veces más eficaz que el CO2 para atrapar el calor. Además, el N2O puede permanecer en la atmósfera durante casi un siglo. Cada año, sólo un 1% del N2O transportado por el aire es convertido por las plantas verdes en amoníaco u otros compuestos de nitrógeno que las plantas pueden utilizar. Por tanto, esta eliminación natural de N2O «es realmente lenta», afirma Montzka.
Los CFC y sus sustitutos más recientes son fabricados por el hombre. Muchos se han utilizado como refrigerantes. Otros se utilizan como disolventes para reacciones químicas y en aerosoles. En conjunto, sólo representaron alrededor del 3% de las emisiones de gases de efecto invernadero de Estados Unidos en 2016. Estos gases solo se eliminan cuando quedan encerrados en una capa alta de la atmósfera. En esta estratosfera, la luz de alta energía bombardea las sustancias químicas, rompiéndolas. Pero eso puede llevar décadas, dice Montzka.
Las sustancias químicas basadas en el flúor, como los CFC, señala, «son potentes gases de efecto invernadero, en base a cada molécula». Pero sus emisiones son tan bajas que, comparadas con las de CO2, su impacto global es bastante pequeño. Reducir las emisiones de metano, N2O y CFC ayudará a frenar el cambio climático, señala Montzka. «Pero si queremos resolver este problema, tenemos que ocuparnos del CO2», afirma. «Es el que más contribuye… y tiene un tiempo de permanencia en la atmósfera extremadamente largo».