Es preocupante para los científicos y los seres racionales, en general, el negacionismo de aspectos importantes y vitales de la realidad que la ciencia ha desvelado, como negar que las vacunas sean eficaces para salvar vidas, y en su lugar causen enfermedad y muerte, o negar el cambio climático, atribuyendo oscuros objetivos políticos y apocalípticos a quienes avisan desde hace décadas de su existencia y de sus terribles consecuencias.

En mi humilde opinión, el negacionismo es favorecido por el hecho de que lo esencial es invisible a los ojos, como dijo Antoine de Saint-Exupéry en su obra El Principito. Sin duda, lo esencial en ciencia es invisible a los ojos, y solo lo hemos podido ir descubriendo al hacer uso de instrumentos de detección y medida cada vez más sofisticados y empleando nuestra razón, tanto para fabricar esos instrumentos como para interpretar los datos que nos iban desvelando. De este modo, gracias a la fabricación del microscopio, se descubrió un hecho invisible que afortunadamente nadie parece negar hoy: nuestro cuerpo está formado por la unión coordinada y organizada de diferentes tipos de células, que provienen todas, además, de una célula inicial.

Nuevos instrumentos descubrieron otros muchos hechos invisibles, esenciales para comprender el universo. Uno de ellos es que la luz también puede ser invisible. La luz está formada por radiaciones electromagnéticas de diferentes longitudes de onda, la mayoría de las cuales no las podemos ver. No podemos ver los rayos X, aunque los usamos todos los días para hacer radiografías a miles de personas. Tampoco podemos ver los rayos infrarrojos, aunque son incluso más utilizados que los rayos X para controlar el cambio de canales y encendido y apagado de las televisiones. Por ello, no creo que nadie en su sano juicio pueda negar la existencia de la radiación infrarroja, es decir, esa que posee una frecuencia por debajo de la frecuencia de la luz roja. La usamos varias veces al día, y su ausencia es muy evidente cuando el control remoto se queda sin pilas.

De la infrarroja al calor

La radiación infrarroja es la más importante para explicar el cambio climático. Es esta radiación la que causa el efecto invernadero, como seguramente sabes. Muy bien, pero ¿cómo funciona esto? ¿Cómo la invisible radiación infrarroja se convierte en calor que queda atrapado en la atmósfera, calor que aumenta la energía almacenada en ella y que se traduce en huracanes y tornados más potentes, en mayor carga de humedad y, por tanto, en lluvias más abundantes en ciertos lugares o en sequías intensas en otros?

Para comprender esto, es necesario conocer otras cosas invisibles que la ciencia ha descubierto. Una de más las importantes es que no todas las sustancias son transparentes u opacas a la luz de la misma forma. Esto quiere decir, por ejemplo, que hay materiales que podrán ser transparentes a la luz de color verde, y dejarla pasar a su través, y en cambio ser opacas a la luz azul, o a los rayos ultravioleta, o a las microondas y ondas de radio, y absorber su energía y no dejarlas pasar a su través. Ejemplos de este comportamiento son habituales, aunque no los veamos. Las ventanas de vidrio son transparentes a la luz visible de cualquier color, y también a la luz infrarroja de frecuencia corta, pero no dejan pasar la luz infrarroja de frecuencia larga, que es, en general, la emitida por los cuerpos calientes. Esta no puede entrar ni salir a través de una ventana de vidrio cuando está cerrada.

Esa es la razón por la que los invernaderos para las plantas están fabricados con ventanas de vidrio o con plásticos translúcidos, que tienen la misma propiedad que el vidrio de dejar pasar la luz visible, pero de atrapar a parte de la radiación infrarroja. Al atrapar a esta radiación infrarroja en su interior, la temperatura del invernadero aumenta. Luego veremos cómo.

Pero, un momento ¿Cómo entra la luz infrarroja de onda larga en el invernadero, si no puede atravesar desde el exterior el vidrio ni el plástico? La respuesta es que esta luz infrarroja no entra en el invernadero, se genera en su interior a partir de la luz visible.

La luz visible sí pasa a través de las ventanas de vidrio o del plástico translúcido e incide en la superficie o sobre las plantas del invernadero, donde es en parte reflejada (por eso podemos ver los objetos cuando son iluminados) y en parte absorbida. Esta absorción de parte de la luz visible se debe, claro está, a que ni las plantas ni la tierra son transparentes a ella.

La luz visible absorbida consigue que los átomos de las moléculas vibren con más energía, sin llegar a separarse. Esta energía es transmitida por colisiones a las moléculas vecinas, que adquieren mayor velocidad, es decir, adquieren mayor energía calorífica, puesto que la temperatura está directamente relacionada con la velocidad de las moléculas y con las frecuencias de vibración de los átomos que las constituyen, unidos entre sí mediante enlaces químicos. Sí, la temperatura no es otra cosa que energía en movimiento de las moléculas o de los átomos.

Los enlaces químicos están formados por electrones compartidos entre los diversos átomos que componen las moléculas. Estos enlaces vibran más rápido o menos dependiendo de la energía contenida por los electrones que los forman. Una cuerda de una guitarra o de un piano al vibrar pierde su energía comunicándola a las moléculas de aire que la rodean, que chocan con ella y que se ponen también a vibrar, lo que produce el sonido que podemos oír. Del mismo modo, los electrones que vibran en los enlaces químicos se encuentran en distintos niveles energéticos y suelen tender a perder la energía absorbida emitiendo energía en forma de radiación electromagnética de una frecuencia concreta, la cual corresponde al nivel energético en el que están. Al aumentar la temperatura debido a la absorción de luz visible (lo que podemos comprobar que sucede si caminamos un día soleado de verano descalzos por una playa), las moléculas calentadas se enfrían en parte emitiendo la energía absorbida no como luz visible, sino en forma de radiación infrarroja de onda larga.

Es esta radiación infrarroja generada como resultado de la absorción de la luz visible la que queda parcialmente atrapada en el invernadero por las ventanas de vidrio o los plásticos que lo delimitan. Esto evita que los materiales y plantas dentro del invernadero se enfríen a la misma velocidad que lo harían de no estar rodeados por esa barrera para la luz infrarroja que supone el vidrio o el plástico. Por supuesto, el hecho de que el aire no pueda escaparse del invernadero, al estar cerrado, también contribuye a que la temperatura de este aumente.

Niebla para un invernadero global

Muy bien, pero la atmósfera no está rodeada de vidrio o de plásticos, entonces ¿qué sucede para que la radiación infrarroja que genera la luz visible del sol al incidir sobre la superficie de la Tierra y calentarla no pueda atravesarla normalmente y sea enviada hacia el espacio exterior, enfriándola?

Para comprender esto, es conveniente imaginar un día de niebla. Como sabemos, la niebla está formada por minúsculas gotitas de agua en suspensión en el aire. Estas gotitas de agua tienen la propiedad de absorber la luz visible y de dispersarla en todas direcciones. En otras palabras, la presencia de las gotitas de agua hace que la atmósfera sea menos transparente a la luz visible. Esta no puede atravesar bien la niebla, y por eso cuando estamos en un banco de niebla no podemos ver con claridad los objetos que reflejan la luz que les llega del sol. La niebla, sin ser del todo opaca, aumenta la opacidad de la atmósfera.

Pues bien, lo que hemos estado haciendo desde la revolución industrial al quemar combustibles fósiles, como carbón y petróleo, es generar una niebla no para la luz visible, sino para la luz infrarroja. Puesto que esa niebla solo impide el paso de la luz infrarroja, que no podemos ver, tampoco podemos ver la propia niebla, que es transparente a la luz visible. Parece que no está ahí, pero está. Nada parece haber sucedido, pero si pudiéramos ver la luz infrarroja con nuestros propios ojos veríamos esa niebla y veríamos que la atmósfera se ha hecho más opaca con ella.

De acuerdo, pero ¿de qué está hecha esa niebla que no vemos? Pues está hecha de moléculas que absorben la luz infrarroja, en particular de moléculas de dióxido de carbono, el gas producido tras la combustión, formado por un átomo de carbono unido a dos átomos de oxígeno. También el metano, en este caso producido por ciertas bacterias, y formado por un átomo de carbono unido a cuatro átomos de hidrógeno, puede participar en la generación de esa niebla invisible. Existen también otras moléculas gaseosas con esa propiedad, pero su cantidad es poco importante, como también de momento es la cantidad de metano.

Malas vibraciones

Las propiedades de vibración de los enlaces de carbono y oxígeno y de carbono e hidrógeno convierten a las moléculas de dióxido de carbono y de metano en moléculas que absorben a la radiación infrarroja emitida por la superficie de la Tierra calentada por la luz del sol. Esto es así porque las frecuencias de vibración de esos enlaces son las adecuadas para que esa absorción se produzca. Al igual que, dependiendo de su longitud, las cuerdas de una guitarra o un piano no vibran todas con la misma frecuencia, lo mismo sucede con los enlaces químicos. Su frecuencia de vibración es fundamental para que puedan interaccionar o no con la frecuencia de las diferentes radiaciones que componen el espectro electromagnético. Pues bien, por desgracia, los enlaces carbono-oxígeno y carbono-hidrógeno vibran a la frecuencia adecuada para que puedan absorber la radiación infrarroja. Por esto, esta radiación, generada desde la superficie de la Tierra iluminada por el sol, debe, en su camino hacia el espacio exterior, atravesar una niebla formada por la acumulación de esas moléculas en la atmósfera. Tal y como puede atravesar la niebla parte de la luz visible, parte de la radiación infrarroja puede atravesar la niebla infrarroja si no choca con ninguna molécula de dióxido de carbono o de metano, y pasa entre ellas, pero otra parte no puede hacerlo. Esa parte es dispersada en todas direcciones y finalmente su energía es absorbida, queda atrapada y aumenta la temperatura de la atmósfera, como hemos explicado antes.

Pero, ¿cuánto más opaca se ha hecho esa niebla? Si comparamos los datos de concentración de dióxido de carbono que existía en la atmósfera antes de la revolución industrial, es decir, antes de comenzar a quemar carbón y petróleo en enormes cantidades, y los datos de esa misma concentración hoy, la niebla de dióxido de carbono ha aumentado un 51%. Es un 51% más espesa. No es cosa menor. Es más, la ciencia nos dice que es cosa mayor.

Al absorber la radiación infrarroja, las moléculas de dióxido de carbono y de metano se calientan, es decir, aumentan la velocidad de vibración de sus átomos. Estos pueden colisionar con otras moléculas de la atmósfera, aumentado así su energía cinética, su velocidad, lo que aumenta la temperatura global de la atmósfera. Esto es así porque, gracias de nuevo a la ciencia, hoy sabemos que la velocidad de las moléculas de aire a temperatura ambiente es fenomenal, ya que viajan a más de 400 metros por segundo, es decir, cerca de 1.500 km por hora. Por supuesto, en ese segundo en el que recorren más de 400 metros, se van a encontrar con muchas otras moléculas de aire con las que van a colisionar y a intercambiar así parte de su energía cinética con ellas. ¿De cuantas colisiones estamos hablando, cada segundo? Pues dada la densidad del aire a presión atmosférica, y dados el pequeño tamaño de las moléculas y los metros recorridos por ellas cada segundo, estamos hablando de nada menos que de más de siete mil millones de colisiones por segundo. Ese enorme número de colisiones cada segundo asegura que la energía ganada por una molécula de dióxido de carbono al absorber radiación infrarroja sea rapidísimamente comunicada al resto de las moléculas de la atmósfera, lo que al final aumenta su temperatura media con rapidez a lo largo y ancho de este mundo.

En el caso de la niebla normal esta puede aparecer en lugares concretos, pero siempre acaba por desaparecer. La luz visible vuelve a poder atravesar con normalidad la atmósfera. Sin embargo, la niebla formada por el dióxido de carbono acumulado en la atmósfera no se encuentra en un lugar concreto, y no desaparece. Al contrario, sigue aumentando a medida que quemamos más y más combustibles fósiles. Esa niebla global, permanente y cada vez más espesa para la radiación infrarroja atrapa a más y más de esta radiación cada día. La atmósfera indefectiblemente se sigue calentando, el vapor de agua que puede contener en su interior aumenta, la velocidad de los vientos, y con ellos la altura de las olas, que se pueden generar con esa mayor energía acumulada también lo hace, el clima cambia y se hace más hostil.

Supongo que lo explicado anteriormente no te habrá causado ninguna sorpresa. Mi intención no ha sido ilustrar sobre el fenómeno del calentamiento global a los oyentes de este programa, que supongo muy bien informados, conocedores de la ciencia y muy pacientes si han llegado hasta aquí. Solo he pretendido proporcionar algunas “parábolas”, como la de la niebla, y la de los objetos opacos, pero transparentes a distintos tipos de luz, para que podáis explicar el efecto invernadero lo mejor posible a quienes podáis tener cerca y que aún duden de su existencia. Es necesaria la labor de todos los amantes de la ciencia y la razón para concienciar a los incrédulos sobre este problema, explicar sus causas, y convencer a todos de su realidad y de que, como la ciencia lleva diciéndonos desde hace décadas, somos nosotros, los humanos, los culpables de incrementar esa niebla de dióxido de carbono que, aunque invisible, es cada día más espesa para la radiación infrarroja. Al menos, si no podemos hacer desaparecer la niebla de la atmósfera, luchemos por hacerla desaparecer de las mentes. Es lo que he intentado con mis palabras. Espero haber conseguido ese objetivo, aunque solo sea un poquito.

Jorge Laborda (04/12/2024)

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