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¿Cuánto CO2 emite un volcán?

Cuando un volcán entra en erupción, una gran cantidad de materiales son liberados a la atmósfera desde el interior de la Tierra, incluidas extraordinarias cantidades de CO2.
Cada erupción volcánica que ocurre en el planeta Tierra está llena de contaminantes. No solo cenizas y polvo, sino también dióxido de carbono, uno de los principales gases de efecto invernadero. En las erupciones más intensas, una sola pluma volcánica, que dura solo horas, podría agregar muchos millones de toneladas de dióxido de carbono a la atmósfera. ¿Podría ser el caso, entonces, de que los volcanes, considerados de forma individual, agregasen más dióxido de carbono a nuestra atmósfera que la actividad humana? Para encontrar la respuesta, tenemos que mirar los datos científicos.


Visto desde el espacio, de inmediato queda claro que la Tierra es un planeta verdaderamente vivo, distinto de cualquier otro mundo conocido en el Sistema Solar. Con continentes, océanos líquidos, capas de hielo, patrones de nubes cambiantes y una atmósfera delgada pero sustancial, nuestro planeta está lleno de vida, cambiando de día a día y de estación a estación. Sin la atmósfera, nuestro mundo sería de unos 33º C (59º F) más frío, sería incapaz de tener agua líquida en la superficie, y vería que la parte más importante de nuestro mundo, la superficie, cambia irrevocablemente. 
A pesar de que es solo alrededor del 0,0001% de la masa de nuestro planeta, la atmósfera hace que nuestro mundo sea habitable.
La presión permite que exista agua en la fase líquida, y las nubes y gases que atrapan el calor como el vapor de agua, el metano y el dióxido de carbono nos brindan la calidez necesaria para tener océanos. El carbono en particular es una tremenda parte de nuestro planeta; es el cuarto elemento más abundante en el Universo, el elemento esencial para la materia orgánica y, además del Sol, es el factor más importante para determinar la temperatura de la Tierra. También es el elemento esencial en dos de los tres principales gases de efecto invernadero que intervienen en nuestra temperatura, y el vapor de agua varía enormemente en función de otros factores. Pero la mayor parte de ese carbono está secuestrado, no en la corteza terrestre, sino en lo profundo del manto.

La erupción del Novarupta-Katmai en 1912 fue la mayor del siglo XX. En base a erupciones comparables y bien medidas, probablemente solo añadió menos de 200 millones de toneladas de CO2  a la atmósfera.
Durante miles de millones de años, los procesos geológicos como las erupciones volcánicas controlaron la concentración de carbono en la atmósfera, ya que el vulcanismo es la principal forma en que el carbono asciende desde el manto a la atmósfera. La mayor parte del carbono almacenado en el manto se encuentra en forma de carbonato (una sal de ácido carbónico), pero también hay grandes depósitos de dióxido de carbono real secuestrado en las profundidades del manto como gas disuelto dentro de la roca líquida. La investigación reciente sobre las reservas de carbono descubiertas debajo de los Estados Unidos ha llevado a una nueva estimación de la cantidad de carbono en el manto superior de la Tierra: aproximadamente 100 billones de toneladas. Por el contrario, en la atmósfera solo hay alrededor de 3,2 billones de toneladas de CO2 (que contienen aproximadamente 870 mil millones de toneladas de carbono real) en la atmósfera.

Sí, hemos medido y estimamos con precisión la cantidad de dióxido de carbono que los seres humanos hemos estado agregando a la atmósfera mediante la quema de combustibles fósiles, pero es vital saber cuál es la tasa natural de emisión de CO2 para comprender el impacto que están teniendo los humanos. 
Los seres humanos emiten alrededor de 29 mil millones de toneladas de CO2 cada año: un poco menos del 1% del CO2 atmosférico presente. 
Tendemos a pensar en volcanes en erupción con penachos activos y humeantes como la mayor fuente de dióxido de carbono, y el Monte Etna no es solo un ejemplo clásico, es uno de los volcanes más confiables de todos. Si un volcán importante pudiera estallar en cualquier momento, apostaríamos por el Etna.

La atmósfera terrestre (apenas un 0.0001% de la masa de la Tierra) juega un papel importante al definir las propiedades de la superficie de nuestro planeta.
Podemos medir la desgasificación de Mt. Etna extremadamente bien y descubrir que agrega alrededor de 16.000 toneladas de CO2 a la atmósfera cada día, o 5,8 millones de toneladas por año. Esto puede no sonar impresionante, pero es solo un volcán. Curiosamente, no se trata solo de fumarolas, de volcanes en erupción activa que emiten CO2, sino de volcanes aparentemente inactivos alrededor de arcos y zonas de ruptura en la corteza. 
La desgasificación persistente todavía ocurre alrededor de una gran cantidad de volcanes en todo el mundo, de forma continua.
Billones de toneladas de carbón fundido han sido descubiertas bajo la corteza terrestre (incluso en forma de carbonatos), bajo amplias zonas del oeste de EE.UU. (en color rojo en la imagen).
Una gran síntesis de información tuvo lugar en 2013, revelando nuestra mejor estimación relativa a la cantidad total de CO2 emitida por los eventos de liberación natural dentro de la Tierra. Los resultados fueron los siguientes:

• 33 volcanes de desgasificación medidos emiten un total de 60 millones de toneladas de CO2 por año.
• Hay un total de ~ 150 volcanes de desgasificación conocidos, lo que implica (basado en los medidos) que un total de 271 millones de toneladas de CO2 se liberan anualmente.
• Se miden 30 volcanes históricamente activos para emitir un total de 6.4 millones de toneladas de CO2 por año.
• Con ~ 550 volcanes históricamente activos en total, extrapolan esta clase de objetos que contribuyen 117 millones de toneladas por año.
• El total mundial de los lagos volcánicos es de 94 millones de toneladas de CO2 por año.
• Las emisiones adicionales de las áreas volcánicas tectónicas, hidrotermales e inactivas contribuyen con un estimado de 66 millones de toneladas de CO2 por año, aunque se desconoce el número total de áreas tectónicas emisoras.
• Y, por último, las emisiones de las dorsales oceánicas se estiman en 97 millones de toneladas de CO2 al año.

Sume todos estos datos y obtendrá una estimación de alrededor de 645 millones de toneladas de CO2 por año. Sí, hay incertidumbres; sí, hay variación anual; sí, es fácil desviarse si piensa que el monte Etna es ejemplo típico, más que como el emisor de CO2 inusualmente grande que es. Cuando se da cuenta de que el vulcanismo aporta 645 millones de toneladas de CO2 al año -y se vuelve más claro si lo escribe como 0.645 billones de toneladas de CO2 por año- en comparación con los 29 billones de toneladas anuales de la humanidad, es abrumadoramente claro lo que causó el aumento de dióxido de carbono en la atmósfera de la Tierra desde 1750.

GLOBALVIEW-CO2 (1974-2014). www.esrl.noaa.gov
De hecho, incluso si incluimos las erupciones volcánicas raras, muy grandes, como la del Monte Santa Elena de 1980 o la erupción del Monte Pinatubo de 1991, solo emitieron 10 y 50 millones de toneladas de CO2 cada una, respectivamente. 

Necesitamos erupciones de tres montes Santa Elena y una erupción del Pinatubo todos los días para igualar la cantidad de CO2 que la humanidad está emitiendo actualmente.

El manto terrestre está lleno de trillones de toneladas de carbono, y si un pequeño porcentaje de él se agregase a la atmósfera, tiene el potencial de ser absolutamente catastrófico para el planeta. Pero dadas las escalas de las erupciones que realmente tenemos, se emiten menos de mil millones de toneladas por año gracias a la actividad volcánica: una cantidad lo suficientemente pequeña como para que nuestro planeta pueda capturar aproximadamente la misma cantidad cada año.

Si no fuera por la influencia de los humanos, el clima y las concentraciones de dióxido de carbono serían estables. El aumento de CO2 es un problema que estamos causando activamente, y si queremos arreglarlo, eso depende de nosotros también.

Para que la temperatura de la Tierra no exceda los 2ºC (límite de retroalimentación), cada uno de nosotros no debería emitir más de 2,1 toneladas equivalentes de CO2, cuando la media europea actual es de 6,7 tCO2e, y la americana supera las 13tCO2e.



Fuente: Astrophysicist and author Ethan Siegel is the founder and primary writer of Starts With A Bang! 

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