Por Antonio Donato Nobre*
En su afán por aclarar misterios, el trabajo de los científicos no difiere mucho de la investigación de un detective. Exploran pistas, analizan evidencias, desarrollan teorías, construyen modelos. En las deducciones electrizantes de Sherlock Holmes, los casos más intricados culminaban con soluciones elementales. La realidad del mundo natural se muestra rica y compleja, repleta de misterios y secretos. Pero el método científico, sazonado por la fascinación y humanizado por la curiosidad infantil, abre grandes puertas de acceso a la comprensión de los fenómenos más misteriosos que nos afectan. Tales fenómenos, cuando son aclarados y elevados a su expresión más simple, democratizan el conocimiento de la ciencia, proporcionando el desarrollo de una nueva y estimulante conciencia compartida sobre el mundo que habitamos. Aún existen muchos secretos bien guardados en la naturaleza acerca del funcionamiento de los bosques. Veamos aquí apenas cinco de ellos, revelados en las últimas décadas, secretos que son cruciales para el entendimiento de las funciones de los bosques en el condicionamiento del clima.
Debido a un gran y creciente número de evidencias, hoy en día se conoce el rol vital ejercido por la vegetación en muchos procesos del clima.
Tratando de modelar los flujos colosales de masa y energía para simular el clima con el uso de computadoras, los meteorólogos inicialmente prestaron poca atención a la cobertura vegetal. Este enfoque ha cambiado radicalmente. Debido a un gran y creciente número de evidencias, hoy en día se conoce el rol vital ejercido por la vegetación en muchos procesos de clima. Y prácticamente todos los modelos de clima, al igual que los más complejos modelos del sistema terrestre, pasaron a incluir elaboradas representaciones de la vegetación. Los descubrimientos científicos sobre el papel determinante de los bosques en los ciclos (local, regional y planetario) del agua, la energía, el carbono y otras variables, valen para todos los bosques naturales del planeta. Pero aquí nos centraremos más en los bosques tropicales de América del Sur, especialmente la Amazonía.
Todos los estudios de modelación climática consideran la cuenca amazónica en su totalidad. Sin embargo, por haber más datos disponibles, la mayor parte de los trabajos científicos se ha realizado en la Amazonía brasilera , como también el monitoreo de la deforestación.
No obstante, dada la importancia de la cuenca amazónica como un todo, la llamada Pan-Amazonía, y también porque a la atmósfera y a los ríos no les interesan los límites políticos, en el futuro las observaciones, mapeos y análisis necesitan romper con las fronteras nacionales, como ya ocurre en proyectos como la red amazónica RAISG, con un seguimiento extensivo de las presiones humanas sobre la Amazonía .
1.1) Reciclaje de humedad: Geisers de la selva
Trecientos años después de la invasión europea en las Américas, el aura del Jardín del Edén en las selvas tropicales ya perdía clamor romántico, posiblemente por el choque de los codiciosos conquistadores con el infierno verde, ese laberinto sin fin, monótono y peligroso, que pasó a inspirar más miedo y desesperación que fascinación. El siglo XIX, con sus naturalistas científicos, vio nuevamente prender la fascinación, pero esta vez con un tinte de racionalidad. Alexander von Humboldt, el aclamado e influyente científico-naturalista alemán que exploró las Américas durante el cambio del siglo XVIII al XIX, es considerado el padre de ciencias como la geografía física, la meteorología y la ecología. Él aplicó el término Hileia (del griego, bosque salvaje) a la Amazonía y, con la riqueza y el encanto de sus descripciones minuciosas, inspiró a generaciones de naturalistas, Darwin entre ellos. De Humboldt vienen las primeras sugerencias de la conexión entre el bosque, la humedad del aire y el clima.
Riachuelo Macuñucú en el Parque Nacional Amboró. Foto: Eduardo Franco Berton
Sin embargo, en el siglo XX, el erudito, autor prolífico y militar brasileño Euclides da Cunha rompió el encantamiento del naturalismo científico, con sus descripciones desengañadas de la hileia. Su discípulo Alberto Rangel, quien, como el maestro, también se sensibilizara con la miseria de los caucheros y las amarguras de la vida en la selva, resucita en su obra Infierno Verde la perspectiva de condena a los invasores españoles y desmonta de una vez la imagen de paraíso verde. El voluntarismo verbal en contra del hábitat salvaje, apoyado por la ignorancia admitida de esos autores sobre el valor intrínseco del bosque, al paso con la falencia del fausto del caucho, muy probablemente influyó en los corazones y mentes de las generaciones futuras.
El reciclaje de humedad de la lluvia por la evaporación del bosque mantiene el aire húmedo por más de 3.000 km continente adentro
¿Cuánto del subsecuente ímpetu en la “ocupación” de la Amazonía, con la supresión radical de la selva, no tuvo allí sus raíces? Euclides da Cunha, al escribir el prefacio del libro del discípulo, niega el valor del abordaje holístico de Humboldt (“la epistemología de la ‘ciencia amazónica’ florecerá cuando se preocupe menos en revelar la totalidad de la hileia”) y anticipa la demanda reduccionista que estaba por venir .
Los estudios que finalmente empezaron a revelar los secretos del Gran Bosque llegaron tarde. Buscando verificar cálculos preliminares del balance hídrico en la Amazonía que indicaban un reciclaje importante de agua, Enéas Salati lideró estudios de observación de la lluvia y la evaporación, en los años 1970, que demostraron inequívocamente cómo el bosque mantiene el aire húmedo por más de 3.000 km dentro del continente , a través del reciclado de la humedad.
Pero aún hacían falta más explicaciones sobre dónde, cuánto, cómo, por qué y con cuáles implicaciones. Adoptando sin saber la sugestión reduccionista de Euclides da Cunha, en las tres décadas siguientes a los estudios de Salati, más de dos docenas de grandes proyectos de investigación – que congregaron a centenas de científicos y utilizaron muchos laboratorios, instrumentos sofisticados, torres, aviones, barcos, satélites, supercomputadores y todo cuanto había de herramientas científicas –, produjeron millares de artículos, decenas de libros y voluminosos bancos de datos, en su mayoría información de difícil interpretación aislada.
Se dice que el científico de hoy es el que estudia cada vez más sobre cada vez menos, hasta que conoce todo respecto a nada. Y es muy irónico que, 200 años después, la forma más productiva de extraer sentido de la inmensidad de estas investigaciones puntuales sea justamente retomar el abordaje holístico de Humboldt, articulando la riqueza de datos sueltos y construyendo una narrativa integrada y funcional respecto a la concentración fenomenal de vida y su poder sobre los elementos en los bosques de la Amazonía.
Transpiración: plantas no usan desodorante
Las plantas sudan. El agua, al evaporar, enfría la hoja y el ambiente. Pero la transpiración en las plantas es mucho más importante que eso. La transpiración promueve que el agua del suelo, que carga consigo nutrientes, sea succionada por las raíces y fluya a lo largo del tronco, hasta las hojas; permite que la hoja abra sus micro portales a la atmósfera (estomas), por donde sale el vapor, pero también por donde entra el abono gaseoso más esencial, el CO2. Y los olores producidos por las plantas, los gases orgánicos que desempeñan muchos roles en el funcionamiento de la atmósfera y de las lluvias, salen junto con el agua transpirada. Por lo tanto, sin transpirar, la planta dejaría de regular su propio bienestar, cesaría de controlar el ambiente y terminaría muriendo por falta de nutrientes y exceso de temperatura.
Veamos cómo podemos captar aspectos espectaculares del funcionamiento del bosque, acompañando la narrativa del recorrido del agua en la atmósfera por la intimidad de las plantas y de regreso a la atmósfera.
Cuando las nubes precipitan su precioso líquido sobre el bosque, gran parte del agua se escabulle por el dosel y se infiltra en el permeable suelo forestal, donde es almacenada en el espacio poroso del suelo, o más abajo, en acuíferos gigantescos, verdaderos océanos subterráneos de agua dulce.
El agua del suelo inicia su regreso a la atmósfera absorbida por profundos y sofisticados succionadores, las raíces; luego sube, desafiando la fuerza de la gravedad, 40, 60 metros o más, en las elaboradas tuberías del xilema (tejido vegetal) de los troncos. En su última etapa, pasa por las estructuras laminares evaporadoras de las hojas, versátiles paneles solares químicos capaces de absorber la energía del sol y aprovechar la caricia de los vientos para transpirar y transferir copiosos volúmenes de agua vaporosa a la atmósfera, completando así el retorno del ciclo vertical iniciado con la lluvia.
Un árbol grande puede bombear del suelo y
transpirar más mil litros de agua en un día.
Un árbol grande puede bombear del suelo y transpirar más de mil litros de agua en un sólo día . La Amazonía sustenta cientos de miles de millones de árboles en sus bosques. Veinte mil millones de toneladas de agua por día son transpiradas por todos los árboles en la cuenca amazónica . En su conjunto, los árboles, esas benevolentes y silenciosas estructuras, similares a geisers, vierten hacia el aire un río vertical de vapor más caudaloso que el río Amazonas.
20.000 millones de toneladas de agua al día son
transpiradas por los árboles en la cuenca Amazónica.
Como en un edificio con muchos pisos, un metro cuadrado de suelo en la Amazonía puede tener sobre sí hasta 10 m2 de intricada superficie foliar distribuida en diferentes niveles del dosel del bosque. En eso reside la explicación para el hecho de que una superficie terrestre forestal pueda evaporar igual o más agua que la superficie líquida de un océano o un lago, donde 1 m2 de superficie evaporadora coincide con el mismo 1 m2 de la superficie geométrica.
Río Tuichi en el Parque Nacional Madidi en la Amazonia Boliviana. Foto: Eduardo Franco Berton
Geiser de vapor: más grande que el río Amazonas
Buscando cuantificar de manera sencilla la transpiración masiva del bosque sugerido por los estudios de Salati y otros, hicimos, conjuntamente con Adriana Cuartas, en 2007, un cálculo revelador. Utilizando los datos de evaporación colectados en las torres de monitoreo del proyecto LBA (3,6 mm al día, o 3,6 litros por m2, en promedio), estimamos la cantidad total diaria de agua fluyendo del suelo hacia la atmósfera a través de los árboles. Aplicado a 5,5 millones de km2, el cálculo para el bosque en la cuenca amazónica resultó en el fantástico número de 20.000 millones de toneladas de agua transpirada al día (o 20 billones de litros). Más de 22.000 millones de toneladas si considerados todos los bosques de la porción ecuatorial de América del Sur, y 25.000 millones o más si consideramos los bosques que existían en su estado prístino en 1500. Para comparación: el río Amazonas vierte cada día en el océano Atlántico 17.000 millones de toneladas de agua .
En la transpiración, las plantas transfieren a la atmósfera
un 90% de toda el agua evaporada en los continentes.
Corroborando esos hechos fantásticos, un estudio publicado recientemente en la revista científica Nature hizo avanzar el ciclo de descubrimientos sobre la importancia extraordinaria de la vegetación global en el proceso de transferencia del agua a la atmósfera: casi un 90% de toda el agua que llega a la atmósfera oriunda de los continentes lo hizo por medio de la transpiración de las plantas, y apenas un poco más del 10%, por evaporación simple, sin mediación de las plantas. Como esa transferencia por transpiración se da con gran absorción de calor en la superficie, las otrora insospechables plantas interfieren –y mucho- en la lluvia, los vientos y el clima.
Todo ese movimiento de agua cuesta energía. Veamos un paralelo próximo. Para generar la electricidad que tanto se necesita, mucho se habla de aprovechar la energía de las aguas de la Amazonía. Pues bien, la energía hidráulica de los ríos solamente existe porque el agua fue elevada y transportada por la atmósfera hacia sus altas cabeceras. La transpiración de los árboles, eslabón vital en el ciclo de las aguas, absorbe la energía solar. Eso ocurre en el bombeo del agua del suelo y en la transpiración. Así, los árboles funcionan como ascensores que alzan y lanzan agua a la atmósfera, agua que más adelante regresará al suelo como lluvia, transfiriendo parte de la energía solar almacenada en el vapor a la energía potencial del agua que llena los embalses de las hidroeléctricas.
Potencia climática del bosque
¿Cuánta energía del sol es consumida para evaporar 20 billones de litros de agua al día? Para tener una noción de la cantidad de energía involucrada en la transpiración amazónica, basta con hacer una comparación con las hidroeléctricas. Evaporar un gramo de agua líquida consume 2,3 kilojulios de energía solar. Para convertir eso en energía hidráulica/eléctrica, imagine una tetera gigante, de aquellas que se enchufan en la corriente eléctrica, con capacidad para ese volumen de agua, ¿Cuánta electricidad sería necesaria para hervir y evaporar toda esa agua? La hidroeléctrica de Itaipu, la más grande del mundo con 14.000 megavatios de potencia, necesitaría generar electricidad en su capacidad máxima por 145 años para que la tetera evaporara el agua equivalente a la transpirada en tan sólo un día amazónico. O, para rivalizar con los árboles amazónicos y hacer el trabajo en un día, sería necesario sumar la electricidad de 50.000 hidroeléctricas como Itaipu (o 200.000 como Belo Monte en el rio Xingú). Esta comparación deja claro que, ante la potencia climática del bosque, las más grandes estructuras humanas se muestran microscópicas.
1.2) Nucleación de las nubes: el Polvo de Hadas en el Océano Verde
Devolver volúmenes colosales de vapor de agua a la atmósfera es solamente la primera parte de la receta para tener y mantener lluvias copiosas y benignas. En 1999, uno de los primeros estudios que utilizó aviones y observaciones del satélite TRMM , en el marco del proyecto LBA, constató que, en la Amazonía, el aire en la parte inferior de la atmósfera (troposfera) es tan limpio de polvo como el aire sobre el océano, donde las fuentes de polvo son muy reducidas. El estudio también constató que estas nubes típicas de la Amazonía tenían mucho parecido con las nubes marítimas. Esta inusitada similitud inspiró a esos investigadores a bautizar la Amazonía como Océano Verde . Este término describe las características oceánicas de esta extensión continental cubierta por densos bosques. La importancia de este concepto, nuevo e inusual, radica en la sugerencia de un área de bosque, extendido bajo la atmósfera, cuyas características de inmensidad, humedad e intercambios debido a los vientos se parecen a las de los océanos reales.
Bosque Océano Verde: la atmósfera amazónica posee
el aire limpio al igual que la atmósfera del Océano Azul.
Pero había en la similitud un misterio, pues la mayor parte del Océano Azul (marítimo) tiende a la aridez, con poquísimas lluvias, mientras que en el Océano Verde (del bosque) las lluvias eran torrenciales y constantes. Tanto que, antes del avance de la deforestación, se decía que allá había solamente dos estaciones, la húmeda y la más húmeda. Ahora se sugiere una estación seca pronunciada, y que la duración de la estación húmeda disminuye progresivamente .
Las nubes son aglomerados de pequeñas gotas suspendidas en el aire. Las gotas visibles se condensan a partir del vapor, que es invisible, por el efecto de la baja temperatura. Pero la temperatura sola no es suficiente para dar inicio al proceso de condensación. Es necesario que también exista una superficie sólida o líquida que funcione como “semilla” (para que se inicie la deposición de las moléculas de vapor de agua). Esas semillas, o núcleos de condensación, son en general aerosoles atmosféricos: partículas de polvo, granos de polen o de sal, hollín y muchos otros.
Pero en el bosque Océano Verde, los aerosoles son encontrados en bajas concentraciones, al igual que en el Azul. Si la limpieza del aire puede ser atribuida, por un lado, al efecto de la alfombra verde húmeda que mantiene el polvo abajo, y por el otro, a la limpieza del aire por las lluvias constantes, ¿Cómo explicar la formación de lluvias tan abundantes sin las usuales semillas para la nucleación?
Estudiando los intercambios de gas carbónico por medio de torres de monitoreo (torres de flujo), científicos brasileros del INPA y de la Universidad de Sao Paulo (USP) y europeos de Holanda, Alemania e Italia, colaboraron en el proyecto LBA para investigar también los intercambios de otros gases producidos por las plantas que contienen carbono, para verificar si constituían parte importante de esos intercambios. Esos otros gases son los “Aromas del Bosque”, también llamados compuestos orgánicos volátiles biogénicos (BVOCs ).
Al igual que un vidrio de perfume abierto pierde su líquido por evaporación, y el gas-perfume se difunde por el ambiente, una variedad de sustancias orgánicas se evapora en las hojas y llega a la atmósfera. En términos de masa, las cantidades de carbono vertidas a la atmósfera por esos gases orgánicos son muy pequeñas. Sin embargo, un grupo liderado por Meinrat Andreae, del Instituto Max Planck, que estudia la química de los gases en la atmósfera, investigó lo que sucedía con esos BVOCs cuando mezclados con el aire amazónico y reveló el misterio de la nucleación de las nubes. Los BVOCs (como isopreno, terpenos, etc.), en una atmósfera húmeda, y en presencia de radiación solar, se oxidan y se precipitan, formando un polvo finísimo con afinidad por el agua (higroscópicos), generando eficientes núcleos de condensación de nubes. Poéticamente hablando, este es el Polvo de Hadas, un “polvo mágico” que surge en el aire cargado de vapor de agua y que provoca las lluvias torrenciales de las nubes bajas, las regaderas del Jardín del Edén. Mientras los BVOCs están en forma de gas, disueltos al aire, la lluvia no los lava. Solamente cuando se oxidan y se precipitan como aerosoles, formando las lluvias, son lavados. Pero siempre hay más BVOCs esperando para formar más Polvo de Hadas para la próxima lluvia.
En el aire húmedo y bajo la luz del sol, los aromas de las plantas
forman un polvo finísimo con afinidad por el agua: los núcleos
de condensación de las nubes.
Además de promover lluvias voluminosas y gentiles, otros mecanismos bioquímicos, análogos a los que producen los aromas, actúan como pequeñas “escobas químicas” de la atmósfera. En las condiciones amazónicas, algunos contaminantes peligrosos (como el ozono) son removidos del aire. En los años 1980, en los primeros estudios de química de la atmósfera que emplearon aviones instrumentados, se constató que el aire en la baja atmósfera amazónica contenía menos ozono (por lo tanto era más saludable) que el aire de las regiones más remotas de la Tierra (como la Antártida). En las décadas siguientes, otros proyectos de investigación indicaron el efecto de los árboles en la limpieza del aire . En base a esos y otros estudios en desarrollo, se puede sugerir que las plantas amazónicas utilizan algún tipo de vitamina C, como un antioxidante, capaz de remover del aire gases dañinos para la vida.
La cueva de los Guácharos, en el Parque Nacional Amboró. Foto: Eduardo Franco Berton
1.3) Bomba biótica de humedad: donar agua para recibir lluvia
Alrededor del 2005, en el ápice de la peor sequía en la Amazonía hasta entonces, trabajamos en la integración de los primeros seis años de datos del proyecto LBA .
Luego de analizar en varios estudios las evidencias de las observaciones y los resultados de los modelos, reflexioné sobre la pregunta en boga en aquel momento: ¿El bosque húmedo de la Amazonía se secará y morirá con el calentamiento global?
Una región boscosa, que evapora mucha más agua que una superficie oceánica contigua, succionará hacia la tierra los vientos del mar que, cargados de humedad, traerán lluvias al área forestada.
A lo largo de miles , o probablemente millones de años , el bosque tropical en América del Sur evolucionó su exuberante biota sin señales de haber sido desconectado por eventos climáticos extremos, como la aridez o el congelamiento. En el mismo espacio de tiempo, sin embargo, es improbable que el impacto del clima externo haya permanecido siempre benigno, especialmente considerando las interferencias cósmicas y su conocida relación con los cambios climáticos profundos a escala planetaria .
Ante la adversidad climática externa, ¿Cómo este magnífico bioma logró resistir a la extinción? Hoy en día existen suficientes evidencias de que la biosfera no solamente consigue resistir, sino que, en realidad, puede alterar, modelar e incluso regular su propio ambiente .
Los bosques tropicales de América del Sur están entre los más densos, diversos y complejos biomas terrestres en el planeta. A partir del mecanismo de las lluvias en el Océano Verde se puede imaginar cómo esos bosques podrían regular el clima. Controlar la precipitación significa también controlar la convección, lo que, a su vez, significa interferir con una poderosa cadena transportadora de masa y energía: la circulación de Hadley . A través de la regulación de las lluvias, la biología podría definir el ritmo de los vientos alisios del Atlántico, arrastrando la necesaria humedad del océano hacia el interior del continente.
En esta misma época, Victor Gorshkov y Anastassia Makarieva, que profundizaban su teoría sobre la regulación biótica del ambiente , examinaron los mecanismos que conectan la transpiración de las plantas con los efectos físicos en la atmósfera. A partir de los sorprendentes descubrimientos de sus análisis, desarrollaron la teoría de la bomba biótica de humedad , revelando físicamente cómo los procesos de transpiración y condensación, mediados y manipulados por los árboles, cambian la presión y la dinámica atmosférica, lo que resulta en el aumento de la oferta de humedad desde el océano hacia el interior, donde hay territorios boscosos.
Makarieva y sus colaboradores descubrieron que la condensación del vapor de agua en la atmósfera genera una reducción localizada de la presión y produce una potencia dinámica que acelera los vientos a lo largo del resultante diferencial de presión . El punto crucial de la teoría es que los contrastes en la evaporación de la superficie – junto con la clave condensación en las nubes – determinan la dirección e intensidad de los vientos importadores de lluvia, mucho más que los contrastes en la temperatura de la superficie.
Amazonía, Corazón del Mundo
¿Cómo podemos entender la circulación del agua por el paisaje? El agua irriga y drena los suelos de forma análoga a la sangre, que irriga y drena los tejidos del cuerpo. Si los familiares ríos son análogos a las venas, que drenan el agua usada y la regresan al origen en el océano, ¿dónde están las arterias del sistema natural? Son los ríos aéreos, que traen el agua fresca, renovada en la evaporación del océano. Para completar el sistema circulatorio faltaba solamente el corazón, la bomba que impulsa los flujos en las arterias aéreas.
La teoría de la bomba biótica vino a explicar que la fuerza que propulsa los vientos canalizados en los ríos aéreos debe ser atribuida al Gran Bosque, que funciona entonces como el corazón del ciclo hidrológico.
Así, una región forestada, que evapora tanta o más agua que una superficie oceánica contigua – y que tendrá mucha más condensación en la producción de lluvias – succionará los vientos cargados de humedad del mar hacia la tierra, donde ascenderán, llevando lluvias al bosque.
Por el contrario, si el bosque es removido, el continente tendrá mucha menos evaporación que el océano contiguo – con la consecuente reducción en la condensación –, lo que determinará una reversión de flujos netos de humedad que irán desde la tierra hacia el mar , creando un desierto donde antes había bosque.
Entre las previsiones basadas en la teoría de la bomba biótica hechas por Makarieva y Gorshkov, estaba la de que las sequías en los bosques nativos serían contrapuestas por una transpiración vigorosa de los árboles.
Pues bien, esa previsión contrariaba el sentido común, pues cualquier persona sabe que basta con dejar un vaso con plantas sin agua por algunos días para que las plantas se marchiten hasta morir. Contrariaba también la creencia de los eco fisiólogos, según la cual, cuando deja de llover y el agua en el suelo disminuye, las plantas enseguida cierran sus estomas y dejan de transpirar para ahorrar agua. Al mismo tiempo, proporciona una pista sobre un viejo enigma eco fisiológico: ¿Por qué la fotosíntesis ha evolucionado a un “despilfarro” de vapor de agua?
De manera sorprendente, sin embargo, Scott Saleska y sus colaboradores publicaron, en la revista científica Science, observaciones que corroboraban la corrección de la previsión teórica de Makarieva y Gorshkov.
Durante el punto álgido de la sequía de 2005, las partes más afectadas de la Amazonía fueron las que más enverdecieron, es decir, en la zona en que llovió menos (según registros del satélite TRMM) brotaron más hojas nuevas en las copas de los árboles (según detectado por el sensor MODIS en el satélite Terra).
Por influencia de la circulación de Hadley, la parte centro-meridional
de América del Sur tendería a la aridez.
Las conclusiones de este estudio a partir de imágenes de satélite ya contaban con el apoyo de mediciones en tierra de las torres de flujo del proyecto LBA, que habían constatado que no ocurre una reducción de la transpiración de los árboles en las épocas secas.
En otras palabras, parece que cuando la sequía llega, los árboles con raíces profundas (y acceso a gran cantidad de agua subterránea) ejecutan un programa para mantener o aumentar la transpiración. Así, con el flujo de vapor de la transpiración en la superficie – y la correspondiente condensación en las nubes – se mantiene la succión del aire húmedo sobre los océanos próximos, lo que significa continuar la importación de agua por la atmósfera – contraponiendo la sequía – y garantizando la continuidad del bosque. La Teoría de la bomba biótica viene ganando aceptación y ya cuenta con comprobación observacional.
Ríos Voladores: contando una bella historia
En 2006, contemplando el bosque amazónico desde lo alto de una torre de estudio del proyecto LBA, intercambiamos con el aviador Gerard Moss las primeras ideas que llevaron al proyecto de aventura, investigación, divulgación y educación ambiental Ríos Voladores. Con financiamiento de Petrobras y la participación de Enéas Salati – el pionero de los estudios sobre reciclaje de humedad en la Amazonía – y otros científicos de renombre, Moss persiguió por años los ríos de vapor con su avión monomotor, colectando numerosas muestras para su estudio y capturando la atención lúdica de las personas en la aventura que creó. Hizo también un trabajo extraordinario de educación ambiental en las escuelas y a través de internet, publicando con frecuencia en las redes sociales las trayectorias de los ríos voladores y mostrando cómo llevan agua a las personas. Lo más valioso de ese proyecto fue su capacidad de cautivar el lado emocional de las personas a través del estímulo lúdico de la aventura, de la ciencia comprometida, conectándolas al interés por el medio ambiente, el agua y el bosque.
Río Tuichi, Parque Nacional Madidi. Foto: Eduardo Franco Berton
1.4) Ríos aéreos: agua fresca por las arterias colgantes
Un mapa del mundo revela interesantes disposiciones y simetrías en la distribución de bosques y desiertos alrededor del globo, y tres cinturones llaman la atención: uno de bosques alrededor de la línea del Ecuador y otros dos de desiertos alrededor de los trópicos de Cáncer y Capricornio. Tal geografía de paisajes contrastantes tiene explicación conocida, la circulación de Hadley.
Existe una mayor incidencia solar en la zona ecuatorial y, por lo tanto, allá ocurre, debido a efectos físicos, una mayor ascensión del aire que se enfría y hace llover, favoreciendo a los bosques. El aire que ascendió y perdió humedad necesita ir hacia algún lugar, desplazándose en altitud en los dos hemisferios, en la dirección de los sub trópicos. Ese aire seco, cuando baja y se calienta, absorbe humedad de la superficie, favoreciendo desiertos.
Pero existen excepciones, y la parte centro-meridional de Suramérica es una de ellas. Por la influencia de la circulación de Hadley, esa región tendería a la aridez. Basta con ver el desierto de Atacama, al otro lado de los Andes, o los desiertos de Namibia y Kalahari, en África, y el desierto de Australia. Todos esos desiertos están alineados latitudinalmente con la afortunada área verde
centro-meridional de Suramérica, responsable por un 70% del PIB del continente, en el cuadrilátero delimitado por Cuiabá al Norte, São Paulo al Este, Buenos Aires al Sur y la cordillera de los Andes al Oeste.
Las escuelas enseñan que el agua se evapora del mar, “va” a los continentes, cae como lluvia, es colectada en los ríos de la superficie y regresa al mar. Al hacer la conexión entre la evaporación del agua del mar con su tránsito por la tierra, ese concepto simplista del ciclo hidrológico no está equivocado, pero tampoco explica mucho. Por ejemplo, por qué existen desiertos o por qué el vapor marítimo se adentra en los continentes de forma heterogénea.
Comparando las firmas químicas entre el flujo de entrada de vapor oceánico en el gran anfiteatro amazónico y las correspondientes firmas del agua de desembalse que regresa al océano por el río Amazonas, Salati y colaboradores percibieron que una parte significativa del agua que entraba como vapor en el canal aéreo no regresaba por el canal terrestre.
Ríos aéreos conectan los vientos alisios cargados de humedad del Atlántico ecuatorial con los vientos sobre el Gran Bosque Amazónico, hasta los Andes, y luego estacionalmente hacia la parte meridional de América del Sur.
De ello concluyeron que la Amazonía debía estar exportando ese vapor a otras regiones del continente e irrigando otras cuencas hidrográficas distintas a la del Amazonas. Análisis preliminares realizados en aquella época en las aguas de lluvia recolectadas en la ciudad de Rio de Janeiro detectaron señales de que parte de estas venía del interior del continente, y no del océano contiguo. Y, de manera más específica, que había pasado por la Amazonía. Ese grupo fue el primero que sugirió que las lluvias en América del Sur, fuera de la Amazonía, podrían ser alimentadas por el transporte continental de vapor de agua.
El concepto de ríos atmosféricos fue introducido en 1992 por Reginald Newell y Nicholas Newell para describir los flujos filamentosos en la baja atmósfera, capaces de transportar grandes cantidades de agua como vapor, típicamente en volúmenes superiores al transportado por el río Amazonas (que tiene un caudal de 200.000 metros cúbicos por segundo – 17.000 millones de toneladas al día).
Eventos extremos: la vida buscando equilibrio
Con el calentamiento global ocurre mayor acumulación de energía en la atmósfera, lo que aumenta la probabilidad de ocurrencias y fenómenos climáticos más intensos. La naturaleza de esta tendencia fue prevista hace décadas por los meteorólogos. Pero la mayor intensidad y frecuencia de esas ocurrencias está siendo observada décadas antes de lo previsto. Algún factor en la complejidad del clima debe explicar la aceleración de los efectos. El registro geológico nos muestra que climas extremos ya ocurrieron en la historia de la Tierra, mucho antes de que la humanidad surgiera Pero, al contrario de lo que sería de esperar después de los cataclismos, todas las evidencias apuntan siempre hacia una recuperación estabilizadora, atenuando los extremos. Sistemas puramente geofísicos no tendrían esa capacidad. Solamente la vida y sus procesos de auto-regulación ofrecen explicación satisfactoria para la historia climática de la Tierra.
Casi tres décadas después de los hallazgos de Salati, la circulación que conecta los vientos alisios cargados de humedad del Atlántico ecuatorial con los vientos sobre el Gran Bosque hasta los Andes, y de allá estacionalmente hacia la parte meridional de América del Sur, fue descrita por José Marengo y colaboradores. Pese a que ellos hayan llamado ese transporte “Chorros de bajos niveles”, el concepto es muy similar al de los ríos atmosféricos. Según su explicación, en América del Sur funciona un sistema de monzones similar al de Asia. Debido al efecto del bosque (Geisers del bosque) y también de la cordillera de los Andes (una barrera de hasta 6 km de altura), el persistente aire húmedo amazónico voltea en el Estado de Acre y, durante el verano, lleva cantidades generosas de vapor de agua al cuadrilátero afortunado, contrariando su tendencia a la aridez.
Recientemente, Josefina Arraut y colaboradores hicieron una revisión climatológica de los ríos aéreos de América del Sur, estimando el transporte del vapor asociado e introduciendo un nuevo concepto, los “Lagos Aéreos”, es decir, una región de remanso atmosférico con una reserva de vapor precipitable.
Con el concepto de ríos aéreos establecido y haciéndose popular, Dominick Spracklen48 y colaboradores desarrollaron un nuevo enfoque. Este correlaciona una superficie cubierta por vegetación que está expuesta a una parcela de aire en un río aéreo (medida por el índice acumulativo del área foliar a lo largo de la trayectoria) con lluvia “río abajo”, en el mismo sentido de la trayectoria de aquella parcela de masa de aire. Es decir, un río aéreo conecta regiones donadoras de humedad con otras receptoras de humedad. De ahí la importancia crucial de los bosques aguas arriba: se constató que la Amazonía es, de hecho, la cabecera de los manantiales aéreos del mayor volumen de lluvias en América del Sur.
1.5) Dosel rugoso: un freno para los vientos
Makarieva y Gorshkov introdujeron una nueva definición física para huracanes, ciclones o tornados: “… son implosiones (explosiones en reversa) que pasan a cámara lenta, debidas a la desaparición volumétrica del vapor de agua en la atmósfera por condensación”.
Paulo Nobre les presentó, entonces, un problema: “La pregunta que se impone… es entender por qué los huracanes no se desarrollan sobre bosques tropicales, como en la Amazonía, donde el aprovisionamiento de vapor de agua por el bosque y su extinción, en forma de lluvia tropical, es tan abundante”.
Entre los servicios que el bosque presta al clima, está un seguro contra eventos atmosféricos destructivos, atenuando la concentración de la energía en los vientos.
En respuesta, Makarieva y Gorshkov demostraron teóricamente cómo una gran área terrestre cubierta por bosque no permite la formación de huracanes y otros fenómenos climáticos anómalos, incluyendo sequías e inundaciones. En su explicación, la fricción turbulenta local con el dosel de la selva – que transpira activamente, resultando en lluvias uniformes sobre grandes áreas – y la tracción del viento por la bomba biótica en distancias mayores disminuye mucho la posibilidad de formación de tormentas como tornados o huracanes. Las trayectorias registradas de los huracanes comprueban el ambiente ameno en las regiones cubiertas por bosques extensos y áreas oceánicas próximas.
Es decir, además de todos los servicios del bosque al clima, este también ofrece un seguro contra los destructivos eventos atmosféricos, atenuando la concentración de la energía en los vientos. Otras funciones clásicas de los bosques en la regulación del ciclo hidrológico en tierra son bien conocidas, como el favorecimiento de la recarga de acuíferos y la atenuación de inundaciones, entre muchas otras.
Si deseas conocer más ingresa aquí para descargar el reporte ´´El Futuro Climático de la Amazonia´´
*Antonio Donato Nobre PhD, Investigador del **CCST, MCTi/INPE, Investigador del MCTi/INPA.
Estudia el sistema terrestre con un enfoque interdisciplinar, orientado a popularizar la ciencia.
Es investigador senior del Instituto Nacional de investigaciones de la Amazonía (INPA) desde 1985 y trabaja desde 2003 en el Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales (INPE).
**El Centro de Ciencia do Sistema Terrestre es un nuevo departamento del INPE para la investigación interdisciplinar de la Tierra y su funcionamiento.
Si desea conocer más sobre el Informe Científico ´´El Futuro Climático de la Amazonia´´ ingrese al siguiente link: http://araamazonia.org/arquivos/el_futuro_climatico_de_la_amazonia_es.pdf
