La curva de Keeling es un gráfico de la acumulación de dióxido de carbono en la atmósfera terrestre basado en mediciones continuas tomadas en el Observatorio de Mauna Loa en la isla de Hawái desde 1958 hasta la actualidad. La curva recibe su nombre del científico Charles David Keeling , quien inició el programa de monitoreo y lo supervisó hasta su muerte en 2005.
Las mediciones de Keeling mostraron la primera evidencia significativa de un rápido aumento de los niveles de dióxido de carbono (CO 2 ) en la atmósfera. [1] Según Naomi Oreskes , profesora de Historia de la Ciencia en la Universidad de Harvard , la curva de Keeling es uno de los trabajos científicos más importantes del siglo XX. [2] Muchos científicos atribuyen a la curva de Keeling el mérito de haber llamado la atención del mundo sobre el aumento actual del CO 2 en la atmósfera. [3]
Antes de la década de 1950, se habían tomado mediciones de concentraciones atmosféricas de CO 2 de forma ad hoc en una variedad de lugares. En 1938, el ingeniero y meteorólogo aficionado Guy Stewart Callendar comparó conjuntos de datos de CO 2 atmosférico de Kew en 1898-1901, que promediaron 274 partes por millón en volumen ( ppmv ), [4] y del este de los Estados Unidos en 1936-1938, que promediaron 310 ppmv , y concluyó que las concentraciones de CO 2 estaban aumentando debido a las emisiones antropogénicas . [5] Sin embargo, los hallazgos de Callendar no fueron ampliamente aceptados por la comunidad científica debido a la naturaleza irregular de las mediciones. [6] [7]
Charles David Keeling , del Instituto Scripps de Oceanografía de la Universidad de California en San Diego , fue la primera persona en realizar mediciones regulares y frecuentes de las concentraciones atmosféricas de CO 2 en la Antártida y en Mauna Loa , Hawái , desde marzo de 1958 en adelante. [8] Keeling había probado y empleado previamente técnicas de medición en lugares como Big Sur cerca de Monterey , selvas tropicales de la península Olímpica en el estado de Washington y bosques de alta montaña en Arizona . [1] Observó un fuerte comportamiento diurno del CO 2 , con exceso de CO 2 por la noche debido a la respiración de las plantas y los suelos, y valores vespertinos representativos de la "atmósfera libre" sobre el hemisferio norte . [1]
En 1957-1958, el Año Geofísico Internacional , Keeling obtuvo financiación de la Oficina Meteorológica para instalar analizadores de gases infrarrojos en lugares remotos, incluido el Polo Sur y en el volcán de Mauna Loa en la isla de Hawái . Mauna Loa fue elegido como un sitio de monitoreo a largo plazo debido a su ubicación remota lejos de los continentes y su falta de vegetación. Keeling y sus colaboradores midieron la brisa oceánica entrante por encima de la capa de inversión térmica para minimizar la contaminación local de los respiraderos volcánicos. [8] Los datos se normalizaron para eliminar cualquier influencia de la contaminación local. Debido a los recortes de financiación a mediados de la década de 1960, Keeling se vio obligado a abandonar los esfuerzos de monitoreo continuo en el Polo Sur, pero reunió suficiente dinero para mantener las operaciones en el Observatorio de Mauna Loa , que han continuado hasta el día de hoy. [9]
El artículo de Keeling en Tellus de 1960 presentó los primeros registros mensuales de CO2 de Mauna Loa y la Antártida (1957 a 1960), encontrando un "ciclo estacional distintivo... y posiblemente, un aumento mundial del CO2 de año en año". [10] [9] : 41–42 En la década de 1970, estaba bien establecido que el aumento del dióxido de carbono atmosférico era continuo y se debía a las emisiones antropogénicas. [11] [12]
Las mediciones de dióxido de carbono en el Observatorio de Mauna Loa en Hawái se realizan con un tipo de espectrofotómetro infrarrojo , ahora conocido como sensor infrarrojo no dispersivo , que se calibra utilizando los estándares de la Organización Meteorológica Mundial . [13] Este tipo de instrumento, originalmente llamado capnógrafo , fue inventado por primera vez por John Tyndall en 1864 y registrado por trazos de lápiz en un registrador de gráfico de banda. [14] Actualmente, se están agregando varios sensores basados en láser para que funcionen simultáneamente con el espectrofotómetro infrarrojo en el Instituto Scripps de Oceanografía , mientras que las mediciones de la NOAA en Mauna Loa todavía usan el sensor infrarrojo no dispersivo .
Las mediciones recogidas en el Observatorio de Mauna Loa muestran un aumento constante de la concentración media de CO2 atmosférico de 313 partes por millón en volumen ( ppmv ) en marzo de 1958 a 406 ppmv en noviembre de 2018, [15] con un aumento actual de 2,48 ± 0,26 (media ± 2 desviación estándar) ppmv de CO2 por año. [16] Este aumento del CO2 atmosférico se debe a la combustión de combustibles fósiles y se ha ido acelerando en los últimos años. Dado que el CO2 es un gas de efecto invernadero , esto tiene implicaciones significativas para el calentamiento global . Las mediciones de la concentración de CO2 en antiguas burbujas de aire atrapadas en núcleos de hielo polar muestran que la concentración media de CO2 atmosférico estaba entre 275 y 285 ppmv durante la época del Holoceno (9000 a. C. en adelante), pero empezó a aumentar bruscamente a principios del siglo XIX. [17]
La curva de Keeling también muestra una variación cíclica de aproximadamente 6 ppmv cada año, correspondiente al cambio estacional en la absorción de CO2 por la vegetación terrestre del mundo. La mayor parte de esta vegetación se encuentra en el hemisferio norte , donde se encuentra la mayor parte de la tierra. A partir de un máximo en mayo, el nivel disminuye durante la primavera y el verano del norte a medida que el crecimiento de nuevas plantas extrae CO2 de la atmósfera a través de la fotosíntesis . Después de alcanzar un mínimo en septiembre, el nivel aumenta nuevamente en el otoño y el invierno del norte a medida que las plantas y las hojas mueren y se descomponen, liberando CO2 nuevamente a la atmósfera. [10] [12]
Debido en parte a la importancia de los hallazgos de Keeling, [9] la NOAA comenzó a monitorear los niveles de CO2 en todo el mundo en la década de 1970. [18] Hoy, los niveles de CO2 atmosférico se monitorean en alrededor de 100 sitios en todo el mundo a través de la Red Mundial de Referencia de Gases de Efecto Invernadero. [19] Las mediciones en muchos otros sitios aislados han confirmado la tendencia a largo plazo mostrada por la Curva de Keeling, [20] aunque ningún sitio tiene un registro tan largo como Mauna Loa . [21]
Desde la muerte de Charles David Keeling en 2005, la responsabilidad y supervisión del proyecto se transfirió al hijo de Keeling, Ralph Keeling . En el quincuagésimo aniversario del inicio del proyecto, el joven Keeling escribió un artículo en la revista Science en el que describía la vida y el trabajo de su padre, junto con la forma en que el proyecto había crecido y evolucionado con el tiempo. [22] Junto con materiales de medición más precisos y fondos para el proyecto de monitoreo de los niveles de CO2 de la Tierra , Keeling escribió sobre su orgullo por el trabajo de su padre y cómo lo ha continuado en su memoria.
En 2015, la Curva Keeling fue designada Monumento Químico Histórico Nacional por la Sociedad Química Estadounidense . [23] Se instalaron placas conmemorativas en el Observatorio Mauna Loa y en la Institución Scripps de Oceanografía de la Universidad de California en San Diego .
El 9 de mayo de 2013, la concentración media diaria de CO 2 en la atmósfera medida en Mauna Loa superó las 400 partes por millón ( ppmv ). [24] Las estimaciones de CO 2 durante eras geológicas anteriores sugieren que el CO 2 no ha alcanzado este nivel desde mediados del Plioceno , hace 2 a 4 millones de años. [25] Este nivel de dióxido de carbono, causante del cambio climático , sugiere un empeoramiento continuo de los desastres naturales y ecológicos, que amenazan cada vez más los hábitats humanos y animales en la Tierra, si las emisiones de gases de efecto invernadero no se reducen significativamente.
