1.  FOTOSÍNTESIS Y RESPIRACIÓN

La fotosíntesis comenzó hace unos 3 mil millones de años; la respiración comenzó hace unos 600 millones de años.¹ La fotosíntesis la llevan a cabo las plantas verdes, que toman dióxido de carbono del aire, lo incorporan a la materia orgánica, y liberan oxígeno como subproducto. La respiración la llevan a cabo los animales, que toman oxígeno del aire, lo usan para quemar materia orgánica, y liberan dióxido de carbono como subproducto.

En la naturaleza existe un equilibrio dinámico entre la fotosíntesis y la respiración. Demasiada fotosíntesis reduce la cantidad de dióxido de carbono en el aire y conduce al enfriamiento de la atmósfera inferior; por el contrario, demasiada respiración aumenta la cantidad de dióxido de carbono en el aire, lo que lleva al calentamiento.² La Figura 1 muestra la composición de la atmósfera terrestre a lo largo del tiempo geológico. Los niveles actuales de oxígeno y dióxido de carbono son del 21% y 0,042%, respectivamente.

Redrawn from Wikimedia Commons Fig. 1  Composición de la atmósfera terrestre a través del tiempo geológico.

Durante los últimos 250 años, pero más intensamente desde principios del siglo XX, los seres humanos se han involucrado en un experimento de proporciones globales, al perseguir un tipo de desarrollo aparentemente en desacuerdo con la Naturaleza. En efecto, al producir animales artificiales, los humanos han ido aumentando la cantidad de respiración, al mismo tiempo disminuyendo la cantidad de fotosíntesis al eliminar un número significativo de plantas a través de la pavimentación de tierras anteriormente productivas. El efecto neto es un doble golpe, que se refleja en el calentamiento sostenido de la atmósfera inferior durante los últimos sesenta años.

Para ponerlo en números, la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera inferior ha aumentado de 290 ppm a principios del siglo XX a 418 ppm en la actualidad 2022 (Fig. 2). Solo en los últimos 25 años, la concentración de dióxido de carbono ha aumentado a una tasa promedio de 2,2 ppm por año.

Scripps Institution of Oceanography Fig. 2  Aumento de la concentración de dióxido de carbono atmosférico en los últimos 60 años.

2.  LAS PROPORCIONES DE LA NATURALEZA

La fotosíntesis y la respiración son, de hecho, procesos opuestos, y ambos extraen sus insumos de la atmósfera inmediata. Por lo tanto, la concentración de las entradas debería parecerse aproximadamente a las cantidades de masa en los reservorios terrestres. En otras palabras, la proporción de oxígeno a dióxido de carbono en la atmósfera debería reflejar la proporción de masa floral a masa faunal en la superficie. Veamos la primera relación, usando el valor de 1900 para CO₂:

O2                21 R1, 1900  =   _______  =   _________  =   724                       CO2            0.029

(1)

La biomasa floral total en la Tierra es difícil de estimar con precisión [Fig. 3 (a)]. La biomasa viva total es de unas 560.000.000.000 de toneladas de carbono (C) (Wikipedia: Biomasa). En cuanto a materia orgánica (CH₂O), la cantidad es de unas 1,400,000,000,000 toneladas. Se estima que la biomasa total de fauna seca, incluidos los humanos, es de unas 2 500 000 000 toneladas (Wikipedia: Biomass) [Fig. 3 (b)]. Por lo tanto, la relación entre la biomasa floral y la biomasa faunal es:

biomasa floral              1,400,000,000,000 R2, 1900  =   __________________  =   ______________________  =   560                            biomasa faunal                  2,500,000,000

(2)

Fig. 3   (a) Biomasa floral; (b) biomasa faunal.

La proporcionalidad entre las dos razones es:

R1, 1900  =  1.29 R2, 1900

(3)

La biomasa seca de los humanos es de unas 100.000.000 de toneladas. En términos de respiración, un automóvil equivale a unas tres personas.³ Por lo tanto, podemos sumar (3 × 100,000,000) = 300,000,000 toneladas a la biomasa faunal (2,500,000,000) para obtener la biomasa faunal total de 2,800,000,000 toneladas. En la actualidad (2022), la concentración de dióxido de carbono ha aumentado a 418 ppm (Fig. 2). Por lo tanto, las proporciones actuales son:

O2                21 R1, 2022  =   _______  =   _________  =   502                       CO2           0.0418

(4)

Biomasa floral              1,400,000,000,000 R2, 2022  =   __________________  =   ______________________  =   500                          Biomasa faunal                2,800,000,000

(5)

R1, 2022  =  1.01 R2, 2022

(6)

Estos cálculos constituyen sólo un comienzo, porque no consideran la disminución de la biomasa floral de la etapa 1 (1900) a la etapa 2 (2022), ni el aumento adicional de la biomasa faunal equivalente, ya que no se han incluido vehículos distintos de los automóviles en la etapa 2. [Téngase en cuenta que los cálculos que se muestran aquí no pretenden representar números reales; sólo tendencias generales].

3.  LA SOLUCIÓN

La solución es simple en teoría pero difícil en la práctica:

1. Reducir el número de animales artificiales, que respiran demasiado, alterando asi el equilibrio de la Naturaleza; y

2. Aumentar el número de plantas para recuperar el equilibrio.

Sin embargo, los humanos han estado haciendo exactamente lo contrario durante los últimos 120 años. El transporte basado en combustibles fósiles se considera el culpable, mientras que la pavimentación de carreteras para facilitar el transporte exacerba el problema (Fig. 4). La pavimentación produce una combustión artificial indirecta permanente,⁴ es decir, una forma permanente de reducir la absorción de dióxido de carbono, que equivale efectivamente a una combustión "indirecta". En términos de balance de masa, la pavimentación del terreno produce el mismo efecto que aumentar el número de automóviles.

Salvo que se detenga el desarrollo, un camino factible parece ser el secuestro de carbono, es decir, extraer carbono de la atmósfera y depositarlo en algún lugar fuera de la vista. Esto lograría el mismo efecto si los humanos de alguna manera hubieran desarrollado una forma de producir plantas artificiales. Sin embargo, el secuestro de carbono factible desde el punto de vista técnico y económico sigue estando muy lejos de ser una solución práctica a este dilema intensamente humano.

Wikimedia Commons Fig. 4  Autopista interestatal 280, norte de California.

BIBLIOGRAFÍA

¹ Cloud, P., y A. Gibor. 1970. The oxygen cycle. Scientific American, Vol. 223, No. 3, September, 111-123.

² Ponce, V. M. (2011). The science of global warming: Good, bad, or ugly? Online feature.

³ Ponce, V. M. (2022). The global warming puzzle: How many people does one car amount to? Online feature.

⁴ Ponce, V. M., y S. Kumar. 1999. Global climate change, sustainable development, y environmental ethics. Revista de Estudos Ambientais, Vol. 1, No. 1, January/April, 19-26.