Unidad 8 Dinámica de la economía: crisis financieras y ambientales

8.11 Un modelo de colapso medioambiental: la desaparición del hielo ártico

Una buena herramienta, por ejemplo, una taladradora eléctrica, tiene múltiples aplicaciones. Lo mismo es cierto de las herramientas que usamos los economistas, es decir, los modelos. Ahora vamos a adaptar el modelo de la curva de la dinámica de precios (CDP) y los puntos de inflexión del ejemplo del precio de la vivienda para desarrollar la curva de la dinámica medioambiental (CDM) y el punto de inflexión medioambiental que son resultado del efecto del calentamiento de la Tierra sobre la extensión del hielo marino en el océano Ártico al final del verano. Vamos a mostrar el proceso por el que la CDM es útil para una variedad de problemas ambientales.

Procesos de retroalimentación positiva y la perspectiva de un cambio climático desbocado

El cambio climático podría ser un caso de retroalimentación positiva e inestabilidad a una escala mucho mayor que el mercado de la vivienda. Vamos a examinar el proceso por el que la interacción de la economía y la biosfera, en lugar de estabilizar un medio ambiente sostenible por medio de retroalimentaciones negativas, puede dar lugar a retroalimentaciones positivas que alejan al planeta de un equilibrio sostenible. El resultado puede ser un proceso de colapso medioambiental desenfrenado.

Mucho antes de que los humanos tuvieran un efecto considerable sobre el resto de la biosfera, el medio ambiente natural ya estaba en constante cambio como resultado de los procesos físicos y químicos que constituyen la biosfera. Durante decenas de miles de años, una glaciación daba paso a un periodo de calentamiento en el que los glaciares y las capas de hielo marino, o banquisa, retrocedían hacia los polos, a lo que seguía un nuevo periodo de temperaturas frías con el avance de las capas de hielo en lo que ahora son zonas de clima templado. En escalas temporales más breves, las nubes de polvo y ceniza enviadas a la atmósfera por erupciones volcánicas masivas impedían el paso de los rayos del sol, como sucedió durante la «pequeña edad del hielo» hace 500 años (en la figura 1.2b del volumen de microeconomía se muestra la bajada de la temperatura media que se produjo en torno a la mitad del siglo xv).

Hoy día, la actividad económica del ser humano influye en gran manera en el medio ambiente; con todo, es un proceso que tiene sus propias dinámicas de cambio. Las políticas medioambientales se enfrentan a la dificultad de que cualquier variación en el entorno puede poner en marcha procesos de retroalimentación (positiva) descontrolados, por lo que un pequeño cambio inicial puede acabar causando efectos mucho mayores, con el consiguiente deterioro acelerado del medio ambiente.

En el Amazonas, por ejemplo, la deforestación ya se ha convertido en un proceso de retroalimentación positiva que ha llevado a que superficies cada vez más grandes de lo que antaño fue una región frondosa se hayan convertido en pastizales secos. La deforestación debida a la transformación de tierras para la agricultura y la ganadería reduce la pluviosidad. Las condiciones resultantes de mayor sequía aumentan, a su vez, la probabilidad de incendios forestales, que disminuyen aún más la extensión boscosa, lo cual desencadena un círculo vicioso. A partir de cierto nivel de deforestación, el proceso de retroalimentación positiva se vuelve imparable y continuará por sí solo incluso sin que haya más aumento de la actividad agropecuaria.

Pero hay más ejemplos. En 2023 hubo unos incendios devastadores sin precedentes históricos en Canadá que liberaron cantidades enormes de carbono a la atmósfera, lo que aceleró el calentamiento global, lo que a su vez aumentó la probabilidad de incendios masivos. Al igual que en el Amazonas y en los bosques canadienses, muchos sistemas de agua dulce como lagos y ríos están sometidos a círculos viciosos de deterioro y colapso. Otro conjunto de procesos de retroalimentación positiva es el del aumento de las temperaturas en las regiones más cálidas del planeta, que provoca un mayor uso del aire acondicionado en las viviendas y los edificios públicos, con las consiguientes emisiones de CO₂ que aceleran el calentamiento.

La figura 8.26 describe estos y otros casos de retroalimentación positiva que amenazan con desestabilizar nuestro entorno. Lo que tienen en común es que un clima más cálido da lugar a otros cambios —en la naturaleza o en el comportamiento humano— que contribuyen a aumentar el calentamiento.

El caso del hielo marino del Ártico es un ejemplo de un sistema natural que, debido al cambio climático, puede haberse alejado ya irreversiblemente del equilibrio sostenible. La figura 8.25 muestra que, durante los 50 últimos años, la extensión del hielo marino al final del verano viene disminuyendo a un ritmo cada vez mayor. Las imágenes satelitales incluidas en la figura ilustran la variación que se ha producido en las últimas décadas.

El estudio del clima ha revelado el mecanismo que estabilizaba la amplia cobertura de hielo marino al final del verano antes de los años setenta. Al reflejar la radiación del sol, la extensa lámina de hielo reduce la temperatura y mantiene el hielo durante el verano. Pero si la temperatura terrestre se incrementa lo suficiente, las retroalimentaciones negativas que estabilizan el hielo marino se ven desbordadas y ocurre lo contrario. Las retroalimentaciones positivas refuerzan que el equilibrio esté cada vez más lejos. En este caso, partiendo de una extensa capa de hielo marino, su reducción provoca la disminución del reflejo de los rayos del sol, por lo que el hielo marino se reduce aún más, y así sucesivamente.

La figura 8.26 reúne canales y procesos de retroalimentación que aceleran el cambio climático, y también presenta posibles mecanismos estabilizadores.

Ahora vamos a usar nuestro modelo de retroalimentación positiva, bloqueo, puntos de inflexión y equilibrios para comprender mejor las crisis medioambientales. Como en el caso del precio de la vivienda, una situación aparentemente estable, considerada normal durante mucho tiempo, puede verse alterada, con la consecuencia de variaciones que son muy grandes y difíciles de revertir.

Modelización de una crisis ambiental

Para realizar un modelo que explique por qué sería de esperar una gran extensión de hielo marino al final del verano o su ausencia, combinamos los conceptos climáticos resumidos más arriba y un modelo gráfico de los procesos dinámicos. Observarás que hay cierta similitud entre la figura 8.27 y la figura 8.14 de auge y caída del mercado inmobiliario. Pero ahora, en lugar de que los ejes del gráfico sean el precio de la vivienda este año y el siguiente, situamos en el eje horizontal la extensión del hielo marino hoy (el periodo \(t\) hace referencia a la situación este año). El eje vertical es el hielo marino el año próximo. Esta figura muestra cómo la extensión del hielo marino actual se corresponde con la del futuro. Adaptamos el modelo para examinar el alejamiento del equilibrio sostenible con un extenso hielo marino y el proceso de colapso medioambiental, igual que hicimos en la sección 8.5 para estudiar una burbuja en el precio de la vivienda y su posterior estallido.

La línea de 45 grados de la figura 8.27 ilustra cómo sería un medio ambiente sin cambios, ya que a lo largo de esa línea cualquier valor de hielo marino en este periodo en el eje horizontal es el mismo en el siguiente periodo en el eje vertical. La curva con forma de S es la «curva de la dinámica medioambiental», abreviada CDM, y refleja el importante hecho geológico de que, si se mantienen constantes otras influencias ambientales (como la presencia de gases de efecto invernadero en la atmósfera), la cantidad de hielo que hay el año próximo depende de la que hay este.

La CDM tiene forma de S por varias razones. En primer lugar, cuando hay escaso hielo marino (como en el punto B, que identifica la intersección inferior con la línea de 45 grados) en la figura 8.27, un pequeño incremento del hielo marino en un año tiene muy poco efecto sobre la temperatura y, por consiguiente, sobre la cantidad de hielo del año siguiente. Por lo tanto, la CDM se acerca a la horizontal (más plana que la línea de 45 grados). La temperatura de la superficie en invierno y en primavera se mantiene alta y hay escaso hielo marino el siguiente verano. Se trata de un proceso de retroalimentación negativa y de un círculo vicioso en la dinámica del clima. Así que es difícil salir de este equilibrio con escaso hielo.

De forma parecida, cuando el hielo marino es muy extenso un año (intersección superior en el punto G, donde el hielo llega hasta zonas relativamente templadas), una disminución pequeña del hielo marino no tendrá suficiente efecto (absorbiendo la radiación en lugar de reflejarla) para reducir en mucho la extensión del hielo marino el siguiente año. De nuevo, existe un proceso de retroalimentación negativa y la CDM es casi plana: un círculo virtuoso en la dinámica del clima. Si existe uno de los dos equilibrios, se mantendrá. Estas retroalimentaciones negativas se resumen en la figura 8.28.

Si el mundo está en el «equilibrio bueno» con extenso hielo marino (punto G), hay dos cosas que podrían perturbarlo:

• Shocks (movimientos a lo largo de la CDM): ocurren cuando hay una variación de la extensión del hielo marino. Si se genera un shock por razones ajenas al modelo (por ejemplo, un año muy cálido o muy frío), la extensión del hielo marino será mayor o menor que en el punto G.
• Desplazamientos (movimientos de toda la CDM): ocurren cuando hay una variación en el proceso de calentamiento por todo el mundo por razones que no sean la extensión del hielo marino. Por ejemplo, un aumento del calentamiento global desplazará la CDM hacia abajo, lo que implica que, para cierta cantidad de hielo marino este año, el año siguiente la cantidad será menor.

Tanto los shocks como los desplazamientos se dice que son exógenos porque sus causas son externas al modelo. Ahora vamos a estudiar cómo los shocks y luego los desplazamientos pueden perturbar el equilibrio bueno con extenso hielo marino (el análisis se asemeja al de los shocks y desplazamientos del precio de la vivienda).

Shocks y el punto de inflexión

En cualquier punto situado entre los dos equilibrios estables de G y B, de un año a otro la capa de hielo marino aumentará hacia el equilibrio virtuoso de G o menguará hacia el equilibrio vicioso con escaso hielo de B. Supón que el hielo marino es tan extenso que el sistema se encuentra cerca de G, pero por alguna razón —tal vez un año inusualmente cálido, por ejemplo— la extensión del hielo marino es igual a E₀, en la figura 8.29, o sea, menor que el nivel de equilibrio de B. La CDM muestra que la extensión de hielo será mayor que E₀ el año siguiente y las flechas indican el ajuste hasta el equilibrio en el punto G.

Eso ocurre porque la CDM está por encima de la línea de 45 grados. Cuando el hielo es extenso, la retroalimentación en la dirección de mantener la capa de hielo es fuerte, y tendemos a quedarnos ahí aunque las variaciones de temperatura (por las oscilaciones de las corrientes oceánicas de carácter estacional o plurianual) causen calentamiento pasajero o disminuciones temporales del hielo marino. La extensión del hielo implica que el sistema «rebota» hacia el equilibrio superior, como sucedió en la figura 8.25 antes de 1970.

Ese es un ejemplo de un proceso de retroalimentación negativa en el que un shock inicial que aleja al sistema del punto de equilibrio se amortigua para que las posteriores variaciones sean en la dirección opuesta, contrarrestando el shock inicial. Si hay un pequeño shock negativo que se aleja del punto G —una ligera reducción de la cantidad de hielo—, en periodos posteriores se recuperará la extensión inicial del hielo si no hay más shocks. Pero ¿qué sucede si el shock es demasiado grande?

Además de los dos equilibrios estables de B y G, en la figura 8.29 también existe un equilibrio inestable en T (el punto de inflexión). Si por alguna razón —una sucesión fortuita de años inusualmente cálidos, por ejemplo— la extensión del hielo marino se reduce por debajo del nivel del punto de inflexión, el proceso funciona en la dirección contraria.

El proceso amplifica el shock inicial (reducción del hielo marino) en lugar de amortiguarlo. En ese momento, la retroalimentación positiva reduce la capa de hielo, lo que lleva al sistema al estado de escasez de hielo en el Ártico al final del verano. La capacidad de recuperación del sistema se habría visto desbordada. Los científicos que estudian el medio ambiente señalan cada vez más la existencia de importantes puntos de inflexión en los sistemas medioambientales, los cuales representan límites que, si se superan, ponen en marcha procesos que conducen a la destrucción abrupta y difícilmente reversible de un recurso natural.

Desplazamientos en la CDM por el cambio climático

¿Qué papel juega el cambio climático en todo esto? Para analizarlo, necesitamos explicar por qué la curva de la dinámica medioambiental con forma de S puede desplazarse hacia abajo. Si se aleja lo suficiente, el sistema ya no se estabilizará en torno a G, que es el equilibrio con hielo extenso al final del verano.

Para entender esos efectos, fíjate en la figura 8.30. Un clima más cálido significa que, para cualquier cantidad de hielo marino que haya este año, el próximo la cantidad será menor. G ya no es un equilibrio. No estamos ante un movimiento a lo largo del eje horizontal, sino que fija un punto verticalmente debajo de G en la nueva CDM, etiquetada CDM′ y mostrada en el panel de la izquierda.

Como resultado del desplazamiento descendente de la CDM, se forma menos hielo en invierno y todo el sistema es más vulnerable al aumento de la temperatura y de la superficie sin hielo en verano.

Un clima más cálido

Partiendo del equilibrio superior, el desplazamiento hacia abajo de la CDM acerca el nuevo equilibrio virtuoso G′ y el punto de inflexión T′ entre sí y ensancha la «zona de peligro» del colapso medioambiental.

En la figura 8.30, el descenso de la CDM implica que bastará con un shock menor —tal vez un solo año excepcionalmente cálido— para que el sistema supere el punto de inflexión y se adentre en condiciones en las que las retroalimentaciones positivas se impongan y lleven al sistema hacia el equilibrio con escaso hielo marino. Y si el descenso de la CDM es suficientemente grande, cambiará el sistema de tal manera que desaparecerá el equilibrio con extenso hielo marino al final del verano, como se muestra en el panel derecho de la figura 8.30.

Si juntamos el modelo y los datos disponibles, cabe decir que ya ha comenzado el cambio de un Ártico con gran cantidad de hielo en verano a tener escaso hielo. Parece que es más lento que la deforestación de la selva amazónica, pero está sucediendo. Los científicos no están seguros de en qué medida sería reversible la pérdida de hielo ártico aunque consiguiésemos revertir el calentamiento global. Es posible que hayamos cruzado un punto de no retorno. La falta de hielo marino en el Ártico, si es lo que finalmente nos aguarda, se sumará a las ya poderosas fuerzas que están creando un clima más cálido.