Cinco científicos que descubrieron la relación entre el CO₂ y la temperatura del hielo polar ganan el Premio Fronteras del Conocimiento

Una exploración del hielo polar en la que se revela el vínculo entre las concentraciones de gases de efecto invernadero y el aumento de la temperatura atmosférica en todo el planeta a lo largo de los últimos 800.000 años les ha valido a cinco investigadores europeos el Premio Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento, con una dotación económica de 400.000 euros en cada una de sus categorías. El jurado de la XVI edición ha señalado que las investigaciones revelan que “las concentraciones de gases de efecto invernadero debidas a la variabilidad natural nunca habían alcanzado los niveles atmosféricos actuales”, causantes del calentamiento global provocado por la actividad humana.

Las contribuciones de la danesa Dorthe Dahl-Jensen (Universidad de Copenhague), los franceses Jean Jouzel y Valérie Masson-Delmotte (Laboratorio de Ciencias del Clima y del Medioambiente de París), y los suizos Jakob Schwander y Thomas Stocker (Universidad de Berna) durante las últimas décadas han demostrado que los registros procedentes de los depósitos de hielo más gruesos y antiguos de la Tierra, situados en la Antártida y Groenlandia, muestran que “los cambios en las concentraciones atmosféricas de gases de efecto invernadero —como el dióxido de carbono y el metano— van acompañados de cambios sistemáticos en la temperatura del aire en todo el planeta”. Sus investigaciones sobre la variabilidad natural del clima de la Tierra han permitido “contextualizar las concentraciones actuales de gases de efecto invernadero y el calentamiento global asociado a ellas” en el marco de la historia de nuestro planeta, según el jurado.

“El mensaje central que deriva del estudio de las capas de hielo es que el CO2 y la temperatura están estrechamente vinculados y que las concentraciones de gases de efecto invernadero presentes en la atmósfera no tienen ningún precedente en los últimos 800.000 años. Esto tiene implicaciones profundas para la evolución de nuestro planeta en las próximas décadas y siglos”, resalta Bjorn Stevens, director del Instituto Max Planck de Meteorología (Hamburgo, Alemania) y presidente del jurado.

“La nieve, a partir de la cual se forman los hielos polares, captura, a medida que se va acumulando, el aire que hay a su alrededor”, explica Miquel Canals, director de la Cátedra de Economía Azul Sostenible en la Universidad de Barcelona y miembro del jurado. “Este aire queda atrapado dentro de burbujas en el hielo. Y esas burbujas son como un libro sobre las condiciones atmosféricas a lo largo del tiempo, que hay que descifrar en términos de su composición y significado”, comenta. Los cinco investigadores premiados han podido reconstruir este valioso registro del clima de la Tierra conservado en los hielos polares.

Para Joan Grimalt Obrador, investigador en el Instituto de Diagnóstico Ambiental y Estudios del Agua (IDAEA) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y nominador de Thomas Stocker, la principal contribución de los galardonados es “evidenciar que la actual concentración de gases de efecto invernadero se sale de escala. No hay precedentes y estamos viviendo un experimento cuyo resultado es una incógnita que amenaza al ser humano, no a la naturaleza, que siempre se ha adaptado”.

Testigos de hielo

El análisis de los testigos de hielo —muestras cilíndricas que se obtienen mediante la perforación del sustrato a diferentes profundidades— supuso la comprobación del vínculo entre los gases de efecto invernadero y la temperatura de la Tierra. El análisis de Jean Jouzel de un testigo de hielo antártico procedente de la base de Vostok, publicado en Nature en 1987, constituyó esa comprobación.

Aunque para entonces ya existían trabajos basados en testigos de hielo, ninguno alcanzaba una época anterior a la última glaciación, que comenzó hace 110.000 años. Los científicos soviéticos que trabajaban en Vostok pudieron perforar a más de dos mil metros de espesor de hielo y obtuvieron así muestras de hasta 160.000 años de antigüedad; es decir, que llegaban al periodo interglacial previo a la última glaciación. Jouzel y su colega Claude Lorius, fallecido en 2023, pudieron acceder a estas muestras gracias a los contactos de este último con los científicos de Vostok, y fue así como comprobaron que existía una relación muy estrecha entre los cambios en el ciclo de carbono, la composición de la atmósfera y el clima, tres factores clave en la dinámica de los ciclos glaciales-interglaciales.

Impacto de la actividad humana en el clima

Una década después de la publicación de aquel Nature, Valérie Masson-Delmotte ahondó en el trabajo de Jouzel y amplió su análisis a testigos de hielo procedentes de Groenlandia. Sus conclusiones coincidían con las que Jouzel había obtenido en el otro extremo del planeta. “Los testigos de hielo son alucinantes, como máquinas del tiempo. Lo sorprendente es que cada vez tenemos pruebas más sólidas que confirman la intuición de finales de los años setenta del siglo pasado”, destaca Masson-Delmotte.

Una implicación clave de este calentamiento sería el aumento del nivel del mar, que ya se ha elevado en 20 centímetros desde 1900 y cuya expansión se acelera desde los años 90. “Estamos abocados a una subida de 50 centímetros para 2100 si el calentamiento se limita a niveles bajos, o de más de un metro si se producen grandes emisiones de gases invernadero”, abunda Masson-Delmotte.

Las contribuciones de Dorthe Dahl-Jansen se han centrado fundamentalmente en la reconstrucción del clima del pasado a partir del estudio de testigos de hielo en Groenlandia, tal y como plasmó en un estudio publicado en 1998 por la revista Science. “Sabemos que cuando la temperatura aumenta, el océano se calienta y libera CO2 a la atmósfera. Posteriormente el incremento de CO2 hace que la temperatura aumente aún más, lo que a su vez hace que la concentración de CO2 se eleve. Y de esa manera se producen los calentamientos observados en el clima del pasado”, explica la investigadora.

Innovación tecnológica

Todas estas investigaciones no habrían sido posibles sin la tecnología necesaria para obtener los testigos de hielo, y Jakob Schwander ha sido pionero en este campo. Schwander ha desarrollado y ha mejorado dispositivos para llegar a capas más profundas de hielo prístino.

Thomas Stocker ha trabajado en la medición de las concentraciones de dióxido de carbono atrapado en las burbujas de aire de los testigos de hielo de 800.000 años de antigüedad. De esta investigación sacó tres conclusiones fundamentales. “En primer lugar, que las concentraciones de dióxido de carbono son un 35% más altas que en los últimos 800.000 años. En segundo lugar, que el calentamiento global no tiene precedentes en, al menos, los últimos 2.000 años. Y tercero, que gracias a los testigos de hielo polar hemos podido saber que hubo inestabilidades en el sistema climático —cambios abruptos— que podrían volver a ocurrir en el futuro debido a las importantes alteraciones que el ser humano está infligiendo en el clima”, destaca Stocker.

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