Límites planetarios

Los autores de este marco fueron un grupo de científicos del sistema terrestre y del medio ambiente , liderados en 2009 por Johan Rockström del Centro de Resiliencia de Estocolmo y Will Steffen de la Universidad Nacional de Australia . Colaboraron con 26 académicos destacados, entre ellos el premio Nobel Paul Crutzen , el climatólogo del Instituto Goddard de Estudios Espaciales James Hansen , la oceanógrafa Katherine Richardson , la geógrafa Diana Liverman y el principal asesor climático de la Canciller alemana , Hans Joachim Schellnhuber .

La mayoría de los científicos participantes estuvieron involucrados en la definición de la estrategia de la Alianza para la Ciencia del Sistema Terrestre , precursora de la red internacional de investigación sobre el cambio global Future Earth . El grupo buscaba definir un "espacio operativo seguro para la humanidad" para la comunidad científica en general, como condición previa para el desarrollo sostenible .

El estudio de 2009 identificó nueve límites planetarios con cuantificaciones para siete de ellos; ocho de ellos se están cuantificando actualmente en 2025. Estos son:

1. cambio climático ( concentración de CO ₂ en la atmósfera <  350  ppm y/o un cambio máximo de +1  W/m ² en el forzamiento radiativo );
2. cambio en la integridad de la biosfera (una tasa anual de pérdida de diversidad biológica de < 10 extinciones por millón de especies).
3. cambio en el sistema terrestre (<  15 % de la superficie terrestre libre de hielo convertida en tierras de cultivo);
4. cambio de agua dulce (<  4000  km ³ /año de uso consuntivo de los recursos de escorrentía);
5. modificación de los flujos biogeoquímicos en el ciclo del nitrógeno (N) (limitar la fijación industrial y agrícola de N2 _a 35  Tg N/año) y el ciclo del fósforo (P) (la entrada anual de P a los océanos no debe exceder 10 veces la meteorización natural de fondo del P);
6. acidificación de los océanos (estado medio de saturación del agua de mar superficial con respecto a la aragonita ≥ 80 % de los niveles preindustriales ) ;
7. aumento de la carga de aerosoles atmosféricos (para este proceso en el marco de los límites planetarios, los científicos no han especificado una cuantificación de límites globales);
8. agotamiento del ozono estratosférico (reducción inferior al 5 % del O3 atmosférico total _con respecto a un nivel preindustrial de 290 unidades Dobson );
9. introducción de nuevas entidades en el medio ambiente ( contaminación química ).

La cuantificación de los límites planetarios individuales se basa en la dinámica observada de los procesos del sistema terrestre que interactúan, incluidos en el marco de análisis. Las variables de control se eligieron porque, en conjunto, proporcionan una forma eficaz de rastrear el cambio provocado por el ser humano con respecto a las condiciones del Holoceno.

Para algunos de los procesos dinámicos de la Tierra, los datos históricos muestran umbrales claros entre condiciones relativamente estables. Por ejemplo, las glaciaciones pasadas indican que, durante el pico de las condiciones glaciales, la concentración atmosférica de CO₂ _era de aproximadamente 180-200 ppm. En los periodos interglaciales (incluido el Holoceno), la concentración de CO₂ _fluctuó alrededor de 280 ppm. Para saber cómo eran las condiciones climáticas pasadas con una atmósfera con más de 350 ppm de CO₂ _, los científicos deben remontarse unos 3 millones de años. El registro paleoclimático de los cambios climáticos, ecológicos y biogeoquímicos muestra que el sistema terrestre ha experimentado puntos de inflexión , en los que un incremento muy pequeño de una variable de control (como el CO₂ ₎ desencadena un cambio mayor, posiblemente catastrófico, en la variable de respuesta (calentamiento global) a través de retroalimentaciones en el propio sistema terrestre.

Para varios de los procesos del marco de límites planetarios, es difícil localizar puntos individuales que marquen el cambio de umbral respecto a las condiciones del Holoceno. Esto se debe a que el sistema terrestre es complejo y la base de evidencia científica aún es parcial y fragmentada. En cambio, el marco de límites planetarios identifica muchos umbrales del sistema terrestre en múltiples escalas que se verán influenciados por aumentos en las variables de control. ^{[ 6 ]} Algunos ejemplos incluyen cambios en el comportamiento del monzón vinculados a la carga de aerosoles y los límites planetarios del uso de agua dulce .

El marco de límites planetarios propone un rango de valores para sus variables de control. Se supone que este rango abarca el umbral entre un «espacio operativo seguro», donde se pueden mantener dinámicas similares a las del Holoceno, y un mundo altamente incierto y difícil de predecir, donde los cambios en el sistema terrestre probablemente aumenten los riesgos para las sociedades. El límite se define como el extremo inferior de ese rango. Si se traspasan persistentemente los límites, el mundo se adentra aún más en una zona de peligro. ^{[ 6 ]}

Resulta difícil restablecer un «espacio operativo seguro» para la humanidad, tal como lo describe el concepto de límites planetarios. Incluso si se pudieran mitigar los cambios biofísicos del pasado, los paradigmas predominantes del desarrollo social y económico parecen, en gran medida, indiferentes a las inminentes posibilidades de desastres ambientales a gran escala provocados por las acciones humanas. ^{[ 10 ] [ 13 ]} Los límites legales pueden contribuir a controlar las actividades humanas, pero su eficacia depende de la voluntad política para establecerlos y hacerlos cumplir. ^{[ 14 ]}

Comprender el sistema terrestre implica fundamentalmente comprender las interacciones entre los procesos de cambio ambiental. Los límites planetarios se definen en función de las condiciones dinámicas del sistema terrestre, pero los debates científicos sobre cómo se relacionan entre sí suelen ser confusos desde el punto de vista filosófico y analítico. Definir con mayor claridad los conceptos y términos básicos podría contribuir a esclarecerlos.

Existen numerosas interacciones entre los procesos del marco de los límites planetarios. ^{[ 7 ] [ 3 ]} Si bien estas interacciones pueden generar retroalimentaciones tanto estabilizadoras como desestabilizadoras en el sistema terrestre, los autores sugieren que la transgresión de un límite planetario reducirá el espacio operativo seguro para otros procesos del marco, en lugar de expandirlo desde los niveles de límite propuestos. ^{[ 3 ]} Dan el ejemplo de que el límite del uso de la tierra podría "desplazarse hacia abajo" si se rompe el límite del agua dulce, lo que provocaría que las tierras se volvieran áridas e inaccesibles para la agricultura. A nivel regional, los recursos hídricos podrían disminuir en Asia si continúa la deforestación en el Amazonas . Esta forma de enmarcar las interacciones cambia la definición biofísica de los límites del marco, basada en condiciones similares a las del Holoceno, a una definición antropocéntrica (demanda de tierras agrícolas). A pesar de este deslizamiento conceptual, las consideraciones sobre las interacciones conocidas del sistema terrestre a través de diferentes escalas sugieren la necesidad de "extrema precaución al acercarse o transgredir cualquier límite planetario individual". ^{[ 3 ]}

Otro ejemplo tiene que ver con los arrecifes de coral y los ecosistemas marinos : en 2009, los investigadores demostraron que, desde 1990, la calcificación en los arrecifes de la Gran Barrera que examinaron disminuyó a un ritmo sin precedentes en los últimos 400 años (14 % en menos de 20 años). ^{[ 15 ]} Su evidencia sugiere que el aumento del estrés térmico y la disminución del estado de saturación oceánica de aragonita dificultan que los corales de arrecife depositen carbonato de calcio. Múltiples factores de estrés, como el aumento de la carga de nutrientes y la presión pesquera , llevan a los corales a estados ecosistémicos menos deseables. ^{[ 16 ]} La acidificación oceánica cambiará significativamente la distribución y abundancia de una amplia gama de vida marina, en particular las especies "que construyen esqueletos, conchas y caparazones de carbonato de calcio biogénico. El aumento de las temperaturas, los niveles de radiación UV superficial y la acidez oceánica estresan a la biota marina , y la combinación de estos factores de estrés bien puede causar perturbaciones en la abundancia y diversidad de los sistemas biológicos marinos que van mucho más allá de los efectos de un solo factor de estrés actuando por sí solo". ^{[ 17 ] [ 18 ]}

En 2012, Steven Running sugirió un décimo límite, la producción primaria global neta anual de todas las plantas terrestres , como una medida fácilmente determinable que integra muchas variables y que dará "una señal clara sobre la salud de los ecosistemas". ^{[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]}

En 2015, se publicó un segundo artículo en Science para actualizar el concepto de Límites Planetarios. ^{[ 7 ]} La actualización concluyó que se habían transgredido cuatro límites: el clima, la biodiversidad, el uso de la tierra y los ciclos biogeoquímicos. El artículo de 2015 enfatizó las interacciones de los nueve límites e identificó el cambio climático y la pérdida de la integridad de la biodiversidad como «límites centrales» de importancia fundamental para el marco, ya que las interacciones del clima y la biosfera son las que definen científicamente las condiciones del sistema terrestre. ^{[ 22 ]}

En 2017, algunos autores argumentaron que los sistemas marinos están subrepresentados en el marco. Su solución propuesta fue incluir el lecho marino como un componente del límite de cambio de la superficie terrestre. También escribieron que el marco debería tener en cuenta "los cambios en la mezcla vertical y los patrones de circulación oceánica ". ^{[ 22 ]}

Los trabajos posteriores sobre los límites planetarios comienzan a relacionar estos umbrales a escala regional. ^{[ 23 ]}

La integridad planetaria también se denomina sistemas de soporte vital de la Tierra o integridad ecológica . ^{[ 51 ] : 140} Los estudiosos han señalado que la integridad planetaria "debe mantenerse para la sostenibilidad a largo plazo ". ^{[ 51 ] : 140} El término integridad se refiere a la salud ecológica en este contexto. ^{[ 52 ]} El concepto de integridad planetaria está interrelacionado con el concepto de límites planetarios. ^{[ 53 ]}

Un panel de expertos en integridad ecológica definió la integridad ecológica en 1998 de la siguiente manera: "Los ecosistemas tienen integridad cuando sus componentes nativos (plantas, animales y otros organismos) y procesos (como el crecimiento y la reproducción) están intactos". ^{[ 54 ]}

Existen numerosos impactos humanos negativos sobre el medio ambiente que están provocando una reducción de la integridad planetaria. ^{[ 51 ] : 142} Por ejemplo, la actual pérdida de biodiversidad amenaza la integridad ecológica a escala global. ^{[ 51 ] : 140} Los Objetivos de Desarrollo Sostenible podrían actuar como mecanismo de orientación para abordar la actual pérdida de integridad planetaria. ^{[ 51 ] : 142}

La idea de que existen límites a la carga que las actividades humanas imponen a nuestro planeta ha existido desde hace mucho tiempo. El marco de los Límites Planetarios reconoce la influencia del estudio de 1972, Los Límites del Crecimiento , que presentó un modelo en el que el crecimiento exponencial de la población mundial , la industrialización , la contaminación , la producción de alimentos y el agotamiento de los recursos superan la capacidad de la tecnología para aumentar la disponibilidad de recursos. ^{[ 55 ]} Posteriormente, el informe fue ampliamente rechazado, particularmente por economistas y empresarios, ^{[ 56 ]} y a menudo se ha afirmado que la historia ha demostrado que las proyecciones son incorrectas. ^{[ 57 ]} En 2008, Graham Turner de la Organización de Investigación Científica e Industrial de la Commonwealth (CSIRO) publicó "Una comparación de Los Límites del Crecimiento con treinta años de realidad". ^{[ 58 ]} El informe Los límites del crecimiento ha sido ampliamente debatido, tanto por los críticos del enfoque de modelización y sus conclusiones ^{[ 59 ] [ 60 ]} como por analistas que argumentan que la idea de que las sociedades no viven en un mundo ilimitado y que los datos históricos desde la década de 1970 respaldan los hallazgos del informe. ^{[ 61 ] [ 62 ]} El enfoque de Los límites del crecimiento explora cómo la dinámica sociotécnica de la economía mundial puede limitar las oportunidades de la humanidad e introducir riesgos de colapso. En contraste, el marco de los límites planetarios se centra en la dinámica biofísica del sistema terrestre. ^{[ 7 ]}

Nuestro Futuro Común fue publicado en 1987 por la Comisión Mundial de Medio Ambiente y Desarrollo de las Naciones Unidas . ^{[ 63 ]} Intentó recuperar el espíritu de la Conferencia de Estocolmo . Su objetivo era vincular los conceptos de desarrollo y medio ambiente para futuros debates políticos. Introdujo la famosa definición de desarrollo sostenible : «Desarrollo que satisface las necesidades del presente sin comprometer la capacidad de las generaciones futuras para satisfacer sus propias necesidades». ^{[ 63 ]}

Otra idea clave que influye en el marco de los Límites Planetarios es la teoría o hipótesis de Gaia . En la década de 1970, James Lovelock y la microbióloga Lynn Margulis presentaron la idea de que todos los organismos y su entorno inorgánico en la Tierra están integrados en un único sistema autorregulado. ^{[ 64 ]} El sistema tiene la capacidad de reaccionar a perturbaciones o desviaciones, de forma similar a como un organismo vivo ajusta sus mecanismos de regulación para adaptarse a cambios ambientales como la temperatura ( homeostasis ). Sin embargo, esta capacidad tiene límites. Por ejemplo, cuando un organismo vivo se somete a una temperatura inferior o superior a su rango vital, puede perecer porque su mecanismo de regulación no puede realizar los ajustes necesarios. De manera similar, la Tierra puede no ser capaz de reaccionar a grandes desviaciones en parámetros críticos. ^{[ 7 ]} En el libro de Lovelock, La venganza de Gaia , sugiere que la destrucción de las selvas tropicales y la biodiversidad, agravada por el calentamiento global resultante del aumento de los gases de efecto invernadero producidos por los humanos, podría cambiar las retroalimentaciones en el sistema terrestre, alejándolas de un equilibrio autorregulado hacia un ciclo de retroalimentación positivo (intensificador).

Los científicos han afirmado que el planeta ha entrado en una nueva época, el Antropoceno . ^{[ 65 ]} En el Antropoceno, los humanos se han convertido en los principales agentes no solo del cambio en el Sistema Terrestre ^{[ 66 ]} sino también del impulsor de la ruptura del Sistema Terrestre , ^{[ 67 ]} la interrupción de la capacidad del Sistema Terrestre para ser resiliente y recuperarse de ese cambio, lo que potencialmente amenaza en última instancia la habitabilidad del planeta . La época geológica anterior, el Holoceno, comenzó hace unos 10 000 años. Es el actual período interglacial y fue un entorno relativamente estable de la Tierra. Ha habido fluctuaciones ambientales naturales durante el Holoceno, pero los parámetros atmosféricos y biogeoquímicos clave se han mantenido dentro de límites relativamente estrechos. ^{[ 68 ]} Esta estabilidad ha permitido que las sociedades prosperen en todo el mundo, desarrollando la agricultura, asentamientos a gran escala y complejas redes comerciales. ^{[ 69 ]}

Según Rockström et al. , "ahora dependemos tanto de esas inversiones para nuestro modo de vida, y de cómo hemos organizado la sociedad, las tecnologías y las economías en torno a ellas, que debemos tomar el rango dentro del cual variaron los procesos del Sistema Terrestre en el Holoceno como un punto de referencia científico para un estado planetario deseable". ^{[ 10 ]}

Diversos procesos biofísicos importantes para mantener la resiliencia del sistema terrestre también están experimentando cambios grandes y rápidos debido a las acciones humanas. ^{[ 70 ]} Por ejemplo, desde el inicio del Antropoceno, la tasa de extinción de especies se ha incrementado más de 100 veces, ^{[ 71 ]} y los humanos son ahora la fuerza impulsora que altera los flujos fluviales globales ^{[ 72 ]} así como los flujos de vapor de agua desde la superficie terrestre. ^{[ 73 ]} La continua perturbación de los procesos del sistema terrestre por las actividades humanas plantea la posibilidad de que una mayor presión pueda ser desestabilizadora, lo que podría conducir a respuestas de cambio ambiental no lineales, abruptas, a gran escala o irreversibles por parte del sistema terrestre dentro de sistemas de escala continental a planetaria. ^{[ 7 ]}

Varios estudios han evaluado las huellas ambientales de las naciones basándose en los límites planetarios: para Portugal, ^{[ 79 ]} Suecia, ^{[ 80 ]} Suiza, ^{[ 81 ]} los Países Bajos, ^{[ 82 ]} la Unión Europea, ^{[ 83 ]} India, ^{[ 84 ] [ 85 ]} muchos de los países de la Iniciativa de la Franja y la Ruta ^{[ 86 ]} así como para las economías más importantes del mundo. ^{[ 87 ] [ 88 ]} Si bien las métricas y los enfoques de asignación aplicados variaron, existe un resultado convergente: el uso de recursos de las naciones más ricas, si se extrapola a la población mundial, no es compatible con los límites planetarios.

Las actividades humanas relacionadas con la agricultura y la nutrición a nivel mundial contribuyen a la transgresión de cuatro de los nueve límites planetarios. Los flujos excedentes de nutrientes (N, P) hacia los ecosistemas acuáticos y terrestres son de suma importancia, seguidos por el cambio excesivo del sistema terrestre y la pérdida de biodiversidad. Mientras que en el caso de la pérdida de biodiversidad, el ciclo del P y el cambio del sistema terrestre, la transgresión se encuentra en la zona de incertidumbre, lo que indica un riesgo creciente (círculo amarillo en la figura), el límite del N relacionado con la agricultura se transgrede en más del 200%, lo que indica un alto riesgo (círculo rojo en la figura). Aquí, la nutrición incluye el procesamiento y el comercio de alimentos, así como el consumo de alimentos (preparación de alimentos en los hogares y gastronomía). Los impactos ambientales relacionados con el consumo no se cuantifican a nivel global para los límites planetarios del uso del agua dulce, la carga de aerosoles atmosféricos ( contaminación del aire ) y el agotamiento del ozono estratosférico. ^{[ 89 ]}

Los enfoques basados ​​en un marco general de límites ecológicos incluyen asignaciones personales de carbono (transferibles) y límites nacionales de emisiones de gases de efecto invernadero "legislados". ^{[ 90 ]} Los consumidores tendrían libertad en su elección (informada) dentro de los límites (colectivos). ^{[ 91 ]}

El secretario general de las Naciones Unidas, Ban Ki-moon, respaldó el concepto de límites planetarios el 16  de marzo de 2012, cuando presentó los puntos clave del informe de su Grupo de Alto Nivel sobre Sostenibilidad Global ante una sesión plenaria informal de la Asamblea General de la ONU. ^{[ 92 ]} Ban declaró: «La visión del Grupo es erradicar la pobreza y reducir la desigualdad, lograr un crecimiento inclusivo y una producción y un consumo más sostenibles, al tiempo que se combate el cambio climático y se respetan otros límites planetarios». ^{[ 93 ]} El concepto se incorporó al llamado "borrador cero" del resultado de la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Desarrollo Sostenible que se celebraría en Río de Janeiro del 20 al 22 de junio de 2012. ^{[ 94 ]} Sin embargo, el uso del concepto se retiró posteriormente del texto de la conferencia, "en parte debido a la preocupación de algunos países más pobres de que su adopción pudiera llevar a relegar a un segundo plano la reducción de la pobreza y el desarrollo económico. También se debe, según los observadores, a que la idea es simplemente demasiado nueva para ser adoptada oficialmente, y necesitaba ser cuestionada, probada y analizada para comprobar su solidez antes de tener alguna posibilidad de ser aceptada internacionalmente en las negociaciones de la ONU". ^{[ 95 ]}

En 2011, en su segunda reunión, el Panel de Alto Nivel sobre Sostenibilidad Global de las Naciones Unidas incorporó el concepto de límites planetarios a su marco, declarando que su objetivo era: "Erradicar la pobreza y reducir la desigualdad, lograr un crecimiento inclusivo y hacer que la producción y el consumo sean más sostenibles, combatiendo al mismo tiempo el cambio climático y respetando la gama de otros límites planetarios". ^{[ 96 ]}

En otras partes de sus deliberaciones, los miembros del panel expresaron reservas sobre la eficacia política del concepto de "límites planetarios": "Los límites planetarios son todavía un concepto en evolución que debe usarse con cautela [...] La cuestión de los límites planetarios puede ser divisiva, ya que puede percibirse como una herramienta del "Norte" para decirle al "Sur" que no siga la senda de desarrollo intensivo en recursos y ambientalmente destructiva que ellos mismos tomaron los países ricos... Este lenguaje es inaceptable para la mayoría de los países en desarrollo, ya que temen que un énfasis en los límites imponga frenos inaceptables a los países pobres." ^{[ 97 ]}

Sin embargo, el concepto se utiliza habitualmente en los procedimientos de las Naciones Unidas ^{[ 98 ]} y en el Diario de la ONU . Por ejemplo, el Director Ejecutivo del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA), Achim Steiner, afirma que el reto de la agricultura es «alimentar a una población mundial en crecimiento sin extender la huella de la humanidad más allá de los límites planetarios». ^{[ 99 ]} El Anuario del PNUMA de 2010 también reiteró el mensaje de Rockström, vinculándolo conceptualmente con la gestión de los ecosistemas y los indicadores de gobernanza ambiental . ^{[ 100 ]}

En su informe de 2012 titulado «Personas resilientes, planeta resiliente: un futuro que vale la pena elegir», el Panel de Alto Nivel sobre Sostenibilidad Global hizo un llamamiento a realizar esfuerzos globales audaces, «incluido el lanzamiento de una importante iniciativa científica mundial, para fortalecer la interfaz entre la ciencia y la política. Debemos definir, a través de la ciencia, lo que los científicos denominan “límites planetarios”, “umbrales ambientales” y “puntos de inflexión”». ^{[ 101 ]}

El concepto de límites planetarios también se utiliza en los procedimientos de la Comisión Europea , ^{[ 102 ] [ 103 ]} y se hizo referencia a él en el informe de síntesis de la Agencia Europea de Medio Ambiente El medio ambiente europeo: estado y perspectivas 2010. ^{[ 104 ]}