Isótopos: ¿Cómo saben los científicos que los seres humanos causan el calentamiento global?

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Por Alecia M. Spooner

La pregunta más común que la gente se hace cuando se enfrenta a todos los datos científicos sobre el calentamiento global es cómo los científicos pueden estar seguros de que los seres humanos son responsables del aumento de los gases de efecto invernadero, específicamente el dióxido de carbono. La respuesta a esta pregunta son los isótopos.

¿Qué son los isótopos y las relaciones de carbono?

Un isótopo es un átomo de un elemento que ocurre naturalmente con un número diferente de neutrones. Por ejemplo, el carbono tiene un número atómico de 12 (6 protones y 6 neutrones) y es etiquetado por los científicos como carbono 12 o 12C.

Pero existen otros átomos de carbono con diferentes números de neutrones (el carbono-13 o 13C tiene 6 protones y 7 neutrones y el carbono-14 o 14C tiene 6 protones y 8 neutrones). Usted puede haber oído hablar del 14C porque es el isótopo que se descompone con el tiempo y que los científicos usan en la datación por radiocarbono.

Los átomos de carbono circulan constantemente a través de la materia viva y no viva. Cuando las plantas toman átomos de carbono de la atmósfera durante la fotosíntesis, absorben un mayor número de átomos de 12C que de 13C porque los átomos de 13C son ligeramente más pesados en masa y reaccionan un poco diferente en las reacciones químicas.

Los científicos ambientales miden la firma isotópica de los seres vivos y los no vivos comparando los isótopos 13C a 12C. Esta proporción, o proporción, de isótopos de carbono (13C/12C) en las plantas es diferente de la proporción de isótopos de carbono en la atmósfera. Debido a que la mayoría de las plantas prefieren el isótopo 12C, la proporción de 13C/12C en las plantas es menor que la proporción de 13C/12C en la atmósfera (donde ningún proceso biológico elige un isótopo sobre el otro).

La quema de material vegetal o material vegetal fosilizado, como los combustibles fósiles, libera a la atmósfera los isótopos 12C que las plantas absorbieron hace millones de años a través de la fotosíntesis en forma de moléculas de CO2. Los isótopos 12C añadidos en la atmósfera disminuyen la relación general de 13C/12C.

Los científicos ambientales comparan la proporción de isótopos de carbono en la atmósfera hoy en día con la proporción de isótopos de carbono en la atmósfera en los últimos dos mil años. (Afortunadamente, los núcleos de hielo en Groenlandia y la Antártida han estado atrapando burbujas de gas atmosférico durante miles de años).

Lo que los científicos han encontrado es que mientras que las cantidades totales de CO2 en la atmósfera han aumentado, la proporción de 13C/12C ha bajado mucho desde 1850 – justo cuando los humanos comenzaron a quemar combustibles fósiles para obtener energía durante la Revolución Industrial.

¿Han cambiado las proporciones de carbono?

Antes de que los humanos comenzaran a quemar combustibles fósiles, las proporciones de carbono cambiaron naturalmente alrededor de 0,03 por ciento en un par de miles de años. En los últimos 150 años (desde que los humanos comenzaron a quemar combustibles fósiles), la firma de isótopos de carbono de la atmósfera ha cambiado más de 0,15 por ciento.

Aunque este porcentaje parece pequeño, es cinco veces mayor que el cambio natural. Los científicos consideran que un cambio tan grande es significativo, o más allá de lo que ocurriría debido al azar.

Un cambio significativo significa que algo diferente está actuando en el sistema para cambiar las cosas de lo que ha sido normal durante los últimos 10.000 años aproximadamente. El algo diferente en el sistema climático de la tierra es la innovación industrial humana y su capacidad para extraer carbono de las profundidades de la tierra e inyectarlo en la atmósfera.

La pregunta que se hacen los científicos hoy en día ya no es si las acciones humanas han conducido a un aumento de los gases de efecto invernadero y a un clima más cálido, sino más bien, ¿qué ocurre ahora? ¿Qué significará un clima más cálido para la civilización humana? ¿Y cómo pueden los seres humanos usar su poderosa influencia en el sistema climático de la tierra para conservar los recursos y la forma de vida de los que han dependido durante miles de años?

Para responder a las preguntas sobre cómo el aumento de los GEI afectará al clima de la Tierra en el futuro, los científicos miran al pasado para ver si ha existido antes una situación similar a la actual.

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