¿Y si lo quemáramos todo? [*]

Ugo Bardi

Desde Florencia, Italia

¿Nos estamos asfixiando? No, pero es posible que aún le estemos haciendo algo malo a la biosfera.

La Tierra es una mezcla explosiva de carbono combustible y el oxígeno necesario para quemarlo. ¿Podría realmente arder completamente en un único y gigantesco estallido de llamas? Esperemos que no, pero como nunca dijo Sir Thomas Browne, los límites de la maldad humana, aunque son una cuestión desconcertante, no están más allá de toda conjetura. En cualquier caso, Gaia sabe más.

Mi interés por la ciencia del clima comenzó hace mucho tiempo, en un momento en el que lo que más nos preocupaba era la guerra nuclear. El tema del apocalipsis nuclear fue ampliamente explorado en la ciencia ficción de la época, y quedé muy impresionado con la novela «Un cántico para Leibowitz», de Walter M. Miller Jr., publicada en 1960. Describe los efectos de una gran guerra nuclear. Miller escribió:

«Después de que la Tierra se hubo matado, se quemó en una pira. La llama se elevó y se esparció por el cielo. Las nubes se incendiaron y la lluvia se convirtió en cenizas. Y de las cenizas nació una nueva Tierra, y la vieja fue olvidada».

Esa frase impresionó mi mente durante mucho tiempo. La mayor parte del debate sobre el clima gira en torno a la idea de que deberíamos quemar menos de lo que quemamos ahora. ¿Qué pasaría si quemáramos todo lo que se pueda quemar?

Quemar significa combinar el oxígeno atmosférico con el carbono, y eso necesariamente requiere extraer oxígeno de la atmósfera. Está sucediendo; he aquí algunos datos del Observatorio Mauna Loa, el mismo que proporciona datos sobre concentraciones de CO₂ (Fuente) (Source):

Aquí, el oxígeno se mide como «por mega», lo que se dice que es «δ (O₂ / N₂) multiplicado por 10^6″. Aparentemente, «meg» es una abreviatura de «Mega» o «millones» (misterios de la ciencia atmosférica). Si asumimos que la concentración de N₂ permanece constante, este número es comparable a las “partes por millón” (ppm) que normalmente se reportan para el CO₂. No exactamente porque, hasta donde tengo entendido, el dato “por mega” es una proporción de pesos, mientras que la concentración de CO₂ a menudo se informa como una proporción de volumen. Más misterios de la ciencia atmosférica. De todos modos, esta corrección es pequeña ya que la masa molecular del O₂ (32 unidades de masa atómica, AMU) está cerca de la masa molecular atmosférica promedio (29 AMU). Entonces, 800 ppm (en peso) de oxígeno equivalen a ca. 880 ppmv.

De la figura, podemos decir que, durante los últimos diez años, aproximadamente (de 2012 a 2022), perdimos aproximadamente 250 ppm de oxígeno. Es decir, estamos perdiendo unas 25 ppm de oxígeno al año. Consideremos ahora que los combustibles fósiles están generando alrededor de 36 Gt (Gigatoneladas) de dióxido de carbono por persona, o 17 ppm si permaneciera todo en la atmósfera (no es así). Los dos números coinciden aproximadamente, por lo que podemos decir que la mayor parte de la disminución en la concentración de oxígeno atmosférico se debe a la quema de combustibles fósiles.

Antes de empezar a preocuparse por eso, piense que la concentración de oxígeno en la atmósfera en peso es aproximadamente del 23% (21% en volumen). Es decir, 230.000 ppm (partes por millón). Ya ve que una pérdida de 25 ppm es ínfima y no se va a ahogar pronto. Hay muchos problemas cada vez más apremiantes generados por el actual aumento de CO₂ en la atmósfera de aproximadamente 2,4 ppmv por año.

Pero volvamos a la pregunta inicial. ¿Qué tal quemar toda la biosfera, árboles, plantas, animales y todo? Hay aproximadamente entre 550 y 600 mil millones de toneladas métricas (Gt, o petagramos, Pg) de carbono en la biomasa terrestre. Teniendo en cuenta que el carbono tiene un peso atómico de 12, eso significa 50 petamoles (50*10^15 moléculas gramo). Un átomo de carbono reacciona con una molécula de oxígeno (O₂) para formar CO₂. Ahora, considere que el oxígeno tiene un peso molecular de 32, por lo que 50 petamoles de oxígeno corresponden a 1.600 Pg, o 1.600 Gtons. La masa total de oxígeno en la atmósfera es mucho mayor; es 1,2 × 10 ^ 6 Pg.

Esto implica que quemar toda la biosfera significaría perder algo más del 0,1% de la masa de oxígeno de la atmósfera. No se preocupe de que alguien se asfixie.

Eso genera una pregunta: ¿de dónde viene el otro 99,9% del oxígeno? No existe otra fuente importante de oxígeno en la atmósfera que la fotosíntesis, y por cada molécula de oxígeno formada, debe haber una molécula de CO₂ transformada en una molécula orgánica. ¿A dónde se ha ido todo este carbono?

Todavía está allí, pero no en la biosfera. Existe en varias formas sólidas o gaseosas/líquidas atrapadas en la corteza terrestre. Son los combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas) y los hidratos de metano. Pero, con diferencia, la forma más abundante son los hidrocarburos cerosos y sólidos “kerógenos”, que normalmente se encuentran incrustados en rocas de esquisto. Su masa se estima en aproximadamente 10 ^ 22 Pg de carbono, que coincide muy bien con la masa de oxígeno, aunque un poco más grande. Fue generado en miles de millones de años de actividad fotosintética de la biosfera.

Si quemáramos todo el querógeno de la corteza, restableceríamos el cronómetro a cero y realmente consumiríamos todo el oxígeno de la atmósfera. ¿Cree que la gente podría ser tan estúpida como para hacer algo así? Bueno, nunca subestime la estupidez humana cuando se mezcla con la maldad humana. Afortunadamente, el querógeno arde mal y debe extraerse de la roca de esquisto que lo contiene. Es un proceso complicado y costoso, pero se hace en algunos lugares; es un proceso llamado pirólisis (*). Entonces, verá, la descripción de Walter Miller de cómo la especie humana se destruyó a sí misma quemándolo todo no estaba completamente fuera del alcance de las posibilidades de la maldad humana.

Hay mucho más que esto en la historia de cómo el oxígeno y el carbono se equilibran entre sí en la atmósfera, pero lo veremos en la próxima publicación.

(*) tenga en cuenta que el petróleo de esquisto no es lo mismo que el “aceite de esquisto”, que debería definirse más correctamente como “petróleo compacto”. Pero se usa el mismo nombre para ambos y eso crea mucha confusión. En cualquier caso, ambas son cosas malas.