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Grieta que separa el glaciar Pine Island y el Iceberg B-46. Copyright NASA/ Brooke Medley

Los puntos críticos (tipping points) climáticos son condiciones más allá de las cuales los cambios en una parte del sistema climático se perpetúan a sí mismos. Estos cambios pueden conducir a impactos abruptos, irreversibles y peligrosos con serias implicaciones para la humanidad.

Una investigación realizada por Armstrong McKay et al., y publicada en Science, presenta una evaluación actualizada de los elementos críticos climáticos más importantes y sus posibles puntos críticos, incluidos sus umbrales de temperatura, escalas de tiempo e impactos. Su análisis indica que incluso el calentamiento global de 1°C, un umbral que ya hemos superado, nos pone en riesgo al desencadenar algunos puntos críticos. Este hallazgo proporciona una razón convincente para limitar el calentamiento adicional tanto como sea posible.

Puntos críticos

A medida que el planeta se calienta, muchas partes del sistema terrestre ya están experimentando cambios a gran escala. Los científicos advierten que muchos de estos sistemas se están acercando a un "punto crítico", un umbral que, una vez cruzado, podría hacer que un sistema, o "elemento", cambie abruptamente a un nuevo estado.

Las observaciones han revelado que partes de la capa de hielo de la Antártida Occidental ya pueden haber pasado un punto crítico y se han detectado posibles señales de alerta temprana de la capa de hielo de Groenlandia, la circulación de retorno del Atlántico meridional y la desestabilización de la selva amazónica.

En el estudio se identifican nueve elementos críticos "básicos" globales que contribuyen sustancialmente al funcionamiento del sistema de la Tierra y siete elementos críticos de "impacto" regionales que contribuyen de manera sustancial al bienestar humano o tienen un gran valor como características únicas del sistema de la Tierra. El siguiente mapa muestra los principales hallazgos del documento.

Ubicación de los elementos críticos climáticos: en la criosfera (azul), la biosfera (verde) y el océano/atmósfera (naranja), y los niveles de calentamiento global en los que es probable que se activen sus puntos críticos. Los pines están coloreados de acuerdo con la estimación del umbral de calentamiento global central por debajo de los 2 °C, es decir, dentro del rango del Acuerdo de París (naranja claro, círculos); entre 2 y 4°C, es decir, accesible con las políticas vigentes (naranja, rombos); y 4°C y más (rojo, triángulos). McKay et al (2022).

Cambios que se perpetúan a sí mismos

Cómo se definen los puntos críticos es todavía un proceso en curso. Algunos científicos definen los puntos críticos como sistemas que cambian rápidamente una vez que se cruza un umbral. Sin embargo, McKay señala que esta definición excluiría procesos como la capa de hielo de Groenlandia, que “podría tardar 1.000 años o más” en derretirse, pero que no puede detenerse si se cruza el umbral.

En cambio, el nuevo estudio enfatiza el “cambio que se perpetúa a sí mismo”, por lo que una vez que se cruza el umbral, un ciclo de retroalimentación seguirá llevándolo hacia su nuevo estado incluso sin más calentamiento. El nuevo estudio también dice que, si bien los puntos críticos suelen ser irreversibles, esta regla se puede romper en "casos especiales".

Umbrales cruzados

Los autores evaluaron cuántos puntos críticos podrían desencadenarse en diferentes niveles de calentamiento global. La mitad superior de la siguiente gráfica muestra la probabilidad de activar cada elemento crítico a diferentes niveles de temperatura por encima de los niveles pre-industriales. El amarillo indica una baja probabilidad y el rojo indica una alta probabilidad, mientras que la línea punteada indica una estimación central.

La línea gris debajo muestra el calentamiento actual, la verde muestra un calentamiento de 1,5 °C y la negra muestra el calentamiento esperado si se mantienen las políticas de cero-neto en todo el mundo. El sombreado gris indica el calentamiento esperado dadas las políticas climáticas actuales.

Gráfico que muestra la probabilidad de cruzar 15 puntos críticos en diferentes niveles de calentamiento (izquierda). Calentamiento esperado (arriba a la derecha) y número de puntos críticos cruzados (abajo a la derecha) en diferentes trayectorias de calentamiento. Fuente: McKay et al (2022).

Los autores encuentran que seis elementos críticos podrían volverse "probables" y otros cuatro "posibles" dentro del rango de calentamiento del Acuerdo de París de 1,5 a <2 °C, incluido el colapso de las capas de hielo de Groenlandia y la Antártida Occidental, la extinción de los arrecifes de coral de baja latitud y el permafrost abrupto generalizado deshielo. Y 13 elementos críticos serán "probables" o "posibles" si el planeta se calienta 2,6 °C, como se espera según las políticas climáticas actuales.

Sin embargo, McKay advierte que esta evaluación no incluye el impacto de las "cascadas críticas", un efecto dominó en el que un punto crítico desencadena otro. Los umbrales críticos para sistemas individuales podrían reducirse si se tienen en cuenta estas interacciones, lo que es un área importante para el trabajo futuro.

Resumen del trabajo

La evaluación proporciona evidencia científica sólida para la acción urgente para mitigar el cambio climático. Se muestra que incluso el objetivo del Acuerdo de París de limitar el calentamiento a muy por debajo de 2 °C y preferiblemente a 1,5 °C no es seguro, ya que con un calentamiento de 1,5 °C o superior se corre el riesgo de cruzar múltiples puntos críticos, al generarse retroalimentaciones positivas que aumentan la probabilidad de cruzar otros puntos críticos. Actualmente, el mundo se dirige hacia ~2 a 3 °C de calentamiento global; en el mejor de los casos, si se implementan todas las promesas de cero emisiones netas y las contribuciones determinadas a nivel nacional, se podría llegar justo por debajo de los 2 °C. Esto reduciría un poco los riesgos, pero aún sería peligroso, ya que se podrían desencadenar múltiples puntos críticos climáticos.

Autor: Ayesha Tandon

Publicado en CarbonBrief el 8 de septiembre de 2022

Información: McKay et al (2022), Exceeding 1.5C global warming could trigger multiple climate tipping points, Science, doi:10.1126/science.abn7950 

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