1 Fronteras del Cambio Global Curso de Verano ciclo “Fronteras de la Ciencia” Centro de Ciencias de Benasque "Pedro Pascual”, 23-27 Julio 2008 Xavier Bellés Carlos M. Duarte
2 Sesión de Mañana: 9:00 – 13:30 (30 ‘ pausa de café) Sesión de tarde: 16:00 – 18:00
3 ¿Qué es el Cambio Global? ¿Porqué debe Preocuparnos? Cambio Global: Fronteras del Cambio Global Centro de Ciencias de Benasque "Pedro Pascual”, 21-24 Junio 2008 Carlos M. Duarte IMEDEA (CSIC-UIB) Mallorca Mallorca
4 Datos de Pop. Ref. Bureau y de NU Rápido Crecimiento de la Población Humana Número de personas (miles de millones) Estimas de capacidad de carga del planeta Tierra Agua Terreno Agrícola Alimento Hoy
5
6 Km 3 por millón
7 X Crecimiento de población Aumento en el uso de Energía per cápita Aumento en el uso de recursos por la humanidad Cambio Global
8 Impacto de la actividad humana sobre los procesos fundamentales que regulan el funcionamiento del Sistema Tierra y que se amplifican por interacciones entre ellos (e.g. Cambio Climático y su impacto sobre otros procesos). Contribuyen a este Cambio aquellas actividades que, aunque ejercidas localmente, tienen efectos que trascienden el ámbito local o regional para afectar al funcionamiento global del Sistema Tierra.
9 0.1 1 10 100 1000 104 1101001000104105106107 Años antes del presente Población Humana (milliones) Cohen (1995) Capacidad de carga efectiva: 14.000 millones de habitantes La humanidad ha generado cambios a escala regional en el pasado Suficiente población como para inducir cambios a nivel regional (Mediterráneo)
10 Uso y transformación del territorio es una fenómeno temprano en el Mediterráneo
11 Cambio climático temprano en el Mediterráneo Informaciones de historia: (Herodoto, Polybos, Julius Caesarm Sallust, Strabo, Livio, Tácito, etc.) relatan un clima húmedo, más lluvioso en verano, y con exhuberante vegetación en el área N. Africana. Informes sobre prácticas y rendimiento agrícola: (Cato el Viejo, Varro, Columella) Informes sobre historia natural (Teophrastos, Plinio el Viejo, Ptolomaeus) Evidencia arqueológica (Leptis Magna, Cathago, Thugga, Cuicul, Cyrenaica, Palmyra, Heliopolis, Puentes y acueductos, etc.). Distribución de la población. 1 compilado por Reale & Dirmeyer (2000)
12 Cambio climático temprano en el Mediterráneo Evidencia de un clima húmedo, asociado a una vegetación exhuberante en la cuenca Mediterránea, particularmente el N. De África. Reale & Shukla (2000) Evidencia de grandes cambios en uso del terreno (deforestación, prácticas agrícolas intensivas,, etc.) - asociadas a un aumento de la población - que llevó a la desertización Elefantes, acueductos, baños, puentes, etc., done no hay agua en la actualidad, información de bosques, un Sahara más pequeño, etc. Crisis Políticas y abandono de ciudades. Conclusión: Degradación a gran escala del territorio llevó a cambios climáticos con importantes consecuencias socio- económicas en la región. Conclusión: Degradación a gran escala del territorio llevó a cambios climáticos con importantes consecuencias socio- económicas en la región.
13 Antropoceno: Una nueva era en la historia del Planeta Tierra en la que una nueva fuerza – la actividad humana – condiciona el funcionamiento del Sistema Tierra. Paul Crutzen
14 Génesis 9:1-3 Despues bendijo Dios a Noe y a sus hijos. Y dijoles: Creced y multiplicaos y poblad la tierra. Que teman y tiemblen ante vosotros todos los animales de la tierra, y todas la aves del cielo, y todo cuanto se mueve sobre la tierra: todos los peces del mar estan sujetos a vuestro poder. Y todo lo que tiene movimiento y vida os servira de alimento:. todas las cosas os las entrego… Despues bendijo Dios a Noe y a sus hijos. Y dijoles: Creced y multiplicaos y poblad la tierra. Que teman y tiemblen ante vosotros todos los animales de la tierra, y todas la aves del cielo, y todo cuanto se mueve sobre la tierra: todos los peces del mar estan sujetos a vuestro poder. Y todo lo que tiene movimiento y vida os servira de alimento:. todas las cosas os las entrego…
15 ¿Cuáles son estos recursos? Elementos (N, P, Fe) esenciales para la vida y sustancias sintéticas Agua Territorio Biodiversidad Energía
16 Uso de Energía Uso de Agua Uso de los elementos (nutrientes, metales, etc.) Uso del territorio Uso de la biodiversidad Introducción de nuevas sustancias químicas Pérdida de Biodiversidad Cambio Climático Agotamiento recursos hídricos Desertificación Deterioro calidad de aguas y atmósfera Aumento del ultravioleta Pérdida de servicios y resilencia Migraciones, mortalidad y conflictos Enfermedades Inseguridad alimenticia Deterioro calidad de aguas y atmósfera Pérdidas económicas (~20 % PB global) Actividad humanaCambios globalesImpactos
17 0 10 20 30 4050 170017501800185019001950 Cropland Pasture Forest Other Goldewijk & Battjes (1997) % de la superficie global Territorio domesticado : 6 % en 1700 33 % en 1950, 45 % 2000 (área urbana actual ~ 1-2 % del territorio) Transformación del territorio Conversión a pastizales y campos de cultivo
18 El exceso de uso de agua está llevando a la pérdida de ecosistemas acuáticos Mar de Aral Asia Central
19 La deforestación es particularmente rápida en los trópicos
20 Fuegos de más de 4 Km 2 en un año en el trópico
21 Pausas y Valluejo (1999) Un fuerte incremento en el número de fuegos 10 veces más en 40 años
22 Deforestación y reducción de la cobertura vegetal: Disminución de la precipitación (e.g. Península Ibérica). Disminución de la precipitación (e.g. Península Ibérica). Aumento en la frecuencia de tormentas. Aumento en la frecuencia de tormentas. Aumento de la escorrentía. Aumento de la escorrentía. Aumento de la erosión de suelos. Aumento de la erosión de suelos. Aumento de las pérdidas de nutrientes. Aumento de las pérdidas de nutrientes. Erosión de suelos global ~ 24 - 75 10 Toneladas año Superficie degradada desde la II G. Mundial ~ 17 % 6 Desertificación
23 Extensión de la desertificación en el Mediterráneo
24 Aumento global promedio del nivel del mar (1990- 2100) - metros
25 El aumento del nivel del mar, combinado con el aumento dla energía de temporales, llevará a inundaciones en la franja costera. Las áreas costeras bajas (marismas, etc.) son las más vulnerables.
26 Incremento en las inundaciones debidas a temporales Las cotas que se alcanzaban una vez cada 100 años ahora se dan cada 20 años
27 Zonas de Mayor Riesgo. Megadeltas y Grandes Urbes Asiáticas
28 Países con bajo relieve e islas-estado (particularmente atolones)
29 El aumento del nivel del mar y de la energía de los temporales provocará erosión costera
30 Retirada Planificada: Teniendo en cuanta las predicciones de aumento del nivel del mar e inundanciones para el siglo 21
31 Población global en riesgo por inundaciones marinas ProtecciónRetirada + 40 cm Hoy
32 Incercia del sistema climático: El nivel del mar es el componente con más inercia
33 Impacto económico del aumento del nivel del mar En millones de dólares de 1997 Roson (2003)
34 La velocidad media, número y frecuencia de huracanes intensos ha aumentado
35 Un rápido aumento de los daños causados por desastres naturales asociados al clima
36 La mortalidad causada por el Tsunami de Dic. de 2004 fue mucho mayor en áreas donde se había destruído la vegetación de manglar La destrucción de hábitats acentúa los daños de catástrofes naturales
37 Dos hechos recientes Los daños del huracán Katrina en Nueva Orleans se vieron acrecentados por la pérdida de marismas y vegetación. La avalanzha de fango que causó más de 2,000 víctimas en Filipinas se deriva de la deforestación y las intensas lluvias.
38 Fijación N antropogénica Fijación “natural” 1920 19401960 1980 0 50 100 Fijación de N global (Tg/año) La producción de fertilizantes tiene un gran impacto en el ciclo del N
39 Tasa de aumento del terreno agrícola (0.24 %/año) < tasa de aumento de la población, uso masivo de fertilizantes para aumentar el rendimiento (2.2 %/año uso masivo de fertilizantes para aumentar el rendimiento (2.2 %/año entre 1967-1982) entre 1967-1982) Uso mundial de fertilizantes (Tg N año ) Galloway et al. (1995) predicción
40 Caraco & Cole (1999) Population density (ind. Km ) 2 NO export (Kg N Km yr ) -2 3 Contaminación de aguas y acuíferos por N El tratamiento de aguas domésticas sólo cubre Al 60 % de la población de la OECD
41 Impacto global de la actividad humana (porcentaje de cambio) 0 60 100 20 40 80 Territorio transformado CO 2 AguaFijación Nitrógeno InvasiónExt. Aves Pesquerías agotadas
42 Uso de Biocombustibles Disminución de Emisiones Atenuación del Cambio Climático Cambio Climático
43 Uso de Biocombustibles Disminución de Emisiones Atenuación del Cambio Climático Cambio Global Energía Nitrógeno Agua Territorio Pesticidas - Migraciones, y conflictos Pobreza Inseguridad alimenticia Aumento de Emisiones Agotamiento recursos hídricos Desertificación Deterioro calidad de aguas y atmósfera Pérdida de Biodiversidad
44 “Este año serán los coches, no las personas, los mayores responsables del incremento en consumo de alimento global…los cereales necesarios para llenar el tanque de un vehículo todo terreno con etanol podrían alimentar una persona durante todo un año” Aumento de producción de cereales = 20 millons de toneladas de los que 14 se usarán para producir etanol en los EEUU de América Lester Brown (2006) “La producción masiva de biocombustibles es un crimen contra la humanidad ” Jean Ziegler (ONU)
45 Incertidumbres No es posible asignar con certeza un episodio concreto al Cambio Climático LA CONCIDENCIA DE EVENTOS EN EL SENTIDO QUE PREDICEN LOS MODELOS ATENÚA LA INCERTIDUMBRE
46 ¿Cuánto puede costar el Cambio Climático? Entre un 5 y un 20% del Producto Bruto Global (Stern Review Group 2006, UN 2007). ¿Cuánto puede costar paliar el impacto delCambio Climático? Entre un 0.3 y un 1% del Producto Bruto Global (Stern Review Group 2006, UN 2007).
47 Gestionando el Riesgo La gestión de riesgos es parte de nuestra vida cotidiana. e.g. Estamos dispuestos a pagar un 5% anual del coste de un vehículo por cubrirnos frente al riesgo, improbable, de un siniestro total. El coste de mitigrar los impactos delcambio climático es aprox. un 5% de los daños posibles. La probabilidad de que estos daños se manifiesten es mucho más probable que la de un siniestro total.
48 ¿Cómo afrontar el Cambio Global? Investigación: Mejorar la capacidad predictiva: fenómenos no lineales. Mejorar la capacidad de observación: GEO Mejorar nuestra comprensión del funcionamiento de la Biosfera. Desarrollo de nuevas tecnologías: energías limpias, sistemas más eficientes.
49 Alarma Social Noticias en medios de comunicación
50 EUROBARÓMETRO 2007 84 % de los Europeos se muestran interesados por el Medio Ambiente y la Naturaleza. 71 % por la investigación médica. 70 % por las noticias internacionales. 68 % por la economía 60 % por la ciencia y la tecnología ¿Que opina la sociedad?
51 ¿y la sociedad española? Nueve de cada diez españoles han oído hablar del calentamiento global. El 86% reconoce que la actividad humana es responsable del problema. Un 82% creen que el calentamiento global es un problema importante para ellos y sus familias y un 93% piensan que lo será para las generaciones futuras. El 72% de los ciudadanos afirman estar dispuestos a introducir cambios en su modo de vida para combatir el calentamiento global. Encuesta FBBVA ¿Como aprovechar esa disposición?
52 Acción Necesaria Una sociedad con ciudadanos mejor informados -> una sociedad más responsible. Mitigar el Cambio Global genera oportunidades. Una sociedad más sana, más justa y más solidaria.
53 El Papel de los Científicos Publicaciones científicas españolas Divulgadores Científicos Publicacione s especializad as Periodistas y Agencias de prensa Medios de comunicaci ón Sociedad
54 Científicos Publicaciones especializadas Periodistas y Agencias de prensa Medios de comunicación Divulgadores Sociedad Cultura Científica Carencia fundamental de cultura científica en nuestra sociedad. Desconexión entre sociedad y científicos. Intrusismo: ante la inhibición de los científicos en el debate público, y el desconocimiento de cuáles son las señas de identidad de la ciencia, el espacio de comunicación es ocupado por oráculos, oportunistas y frikis, que acaban por presentarse ante la sociedad como científicos Fraude: la falta de cultura científica facilita la manipulación y la confusión
55 Responsabilidad social de los científicos La reducción de la distancia entre ciencia y sociedad es una responsabilidad compartida
56 ¿Existen oportunidades de negocio? ENERGÍA: Energías renovables (e.g. planta energía mareomotriz en Portugal); Captura de CO 2 ; Geoingeniería; Sistemas Eficientes (edificios, transporte, etc.); Mercado de derechos de emisiones (todas ellas impulsadas por un barril de petróleo cercano 100 $). AGUA: Tecnologías eficientes (e.g. irrigación), Potabilización, Depuración, Desalinización. ALIMENTO: Acuicultura marina, Nuevos cultivos y prácticas adaptativas.
57 Sky Sails TMSky Sails TM Disminuye el consumo un 15- 20% El próximo buque oceanográfico español (del IEO) portará este sistema
58 Nuevos Negocios Asesoramiento Financiero: Climate Change Capital asociada a Banco de Santander (entidad financiera especializada en sectores afectados por el cambio climático). Fondos de Inversión “verdes” fueron los mas rentables del mercado en 2007, con un 16% de rentabilidad. Tecnologías eficientes: e.g. Toyota y vehículos híbridos. Conocimiento: Valor Estratégico
59 Presente20202040206020802100 Incertidumbre Agotamiento de Recursos Naturales Cambio Climático Cambios Sociales (actitudes, valores, demografía, etc.) Contingencias (nuevas tecnologías, conflictos armados, pestes, etc.) Mercado de Valores Sector Financiero (Créditos hipotecarios y Seguros) Infraestructuras Civiles Estrategias Corporativas Estrategias Agrícolas (e.g. vino, madera, aceite)
60 Conclusiones El Cambio Global es consecuencia del crecimiento de la población humana combinado con el aumento en el usso de recursos per cápita. El Énfasis en el Cambio Climático, olvidando sus interacciones con otros componentes del Cambio Global, puede hacernos tomar decisiones con importantes consecuencias negativas. Hemos de confrontar el Cambio Global mediante una combinación de investigación, actuaciones políticas, cooperación internacional y educación/concienciación.
61 Conclusión: “Nuestros resultados sugieren que la preocupación actual sobre el impacto de la actividad humana sobre el clima es infundado.” ¿Cómo informar al público sobre la credibilidad de la información científica?
62 Thomas Malthus An Essay on the Principle of Population (1798) Malthus predijo que la población humana llegaría en breve a un máximo porque aumenta geométricamente mientras que la producción de alimento aumenta de forma linear Se equivocó…
63 La producción de alimento ha de aumentar para alimentar 3 mil millones de personas más en los próximos 50 años El Cambio Climático disminuirá la producción agrícola en los trópicos
64 Water Services Ona tercera parte de la población humana sufre déficit de agua La población en esta situación se duplicará en los próximos 30 años El Cambio Global disminuirá los recursos hídricos en los páises en zonas áridas y semi-áridas
65 ¿Se volverá a equivocar Malthus? Desafíos: Agua, Energía limpia y Alimento: ¿Estará en el Océano el Futuro de la Humanidad?
66 Agua El Océano es un inagotable reservorio de agua. Las tecnologías de desalinización están mejorando y extendiéndose en cantidad a la vez que reducen sus costes. Una fracción de la población ya importante satisface sus necesidades de agua del océano
67 Energía Las mareas y el oleaje son fuentes de energía aún por eplotar. El océano, que ocupa las 3/4 partes de la superficie del planeta es un reservorio aún por explotar de energías limpias. Se están desarrollando ya plantas eólicas marinas que generan la energía necesaria para desalinizar el agua, generando incluso excedentes de energía.
68 Alimento La producción de alimento en el océano (acuicultura) es el único sector de producción de alimento que no consume agua dulce. La acuilcultura es el área del sector de alimentación con el crecimiento más rápido. El consumo per capita de alimento de origen marino ha aumentado globalmente en un 50 % en las últimas 4 décadas
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70 Limitaciones de la Acuicultura (1) Los aportes de energía no es luz solar sino en forma de plantas y animales; (2) El pescado es vulnerable a infecciones (virales, hongos, etc.); (3) La alimentación, uso de antibióticos y las heces generan contaminación y deterioro de la calidad del agua y los ecosistemas; (4) Los ecosistemas marinos se dañan localmente (praderas submarinas) o se erradican (e.g. mangroves); (5) Los stocks de peces de acuicultura pueden contaminar genéticamente a los stocks salvajes (e.g. Salmón) o generar episodios invasivos (e.g. Chile).
71 Conclusiones El Cambio Global es consecuencia del crecimiento de la población humana combinado con el aumento en el usso de recursos per cápita. El Cambio Climático no es un problema del futuro, estamos inmersos en él. Hemos de confrontar el Cambio Global mediante una combinación de investigación, actuaciones políticas, cooperación internacional y educación/concienciación. El futuro de la humanidad podría encontrarse en el océano: ¿cuál será nuestro próximo techo?