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Sunday, January 22, 2017

The tipping point

The global problems that will define the twenty-first century are already taking form.

Overpopulation and the poor living conditions associated with it are already a major problem in many regions. (Credit: Alicia Nijdam/Wikipedia)

THE LAST HALF-CENTURY has brought what is perhaps the greatest transformation in our history. We now live in a world that our grandparents could never have imagined, where things like clean water, safe electricity, heating, cheap goods, effective medicines, fast transport, instant access to information, and political stability are taken for granted by billions of people. On the other hand, besides the age-old threats of discrimination, poverty, injustice, violence and inequality, the twenty-first century is to be shaped by novel challenges that are already beginning to loom before us. Humanity has been thrown into — or rather created — a global picture unlike any seen before; human populations have grown so large that our impact on the planet is now undeniable, and our expansion is only expected to accelerate. Although living standards have improved spectacularly (yet unequally), the effects of our industrialised lifestyle on this planet are not only unprecedented, but have already escaped our own control, as reflected by the seemingly unstoppable rise in atmospheric and sea temperatures. These two fundamental threats — overpopulation and climate change — will thus be the root of the major challenges facing the generations to come over this century.

Global overpopulation is a relatively new concept for our species. If mankind’s presence on Earth was nearly insignificant only some centuries ago, now populations around the globe are experiencing lightning-speed expansion, which often comes hand-in-hand with the invasion of every available natural habitat. It is expected that there will be more than eleven billion people living on this planet at the turn of the twenty-second century, compared to today’s seven billion. However, this change is expected to occur unequally, with the least developed countries bearing the weight of population explosion, while developed regions may witness their citizens grow older and numbers decline.

Rapid population growth has notable negative consequences on both society and the environment, resulting from the higher economic needs of larger families, increased levels of consumption and waste, and tighter competition for jobs, which in turn opens the door to poor working conditions and meagre salaries. Thus, many countries would surely enjoy higher living standards and faster development, were they able to lower their birth rates. Remarkable examples of this are South Korea and Taiwan, both of which have experienced sustained economic growth and improvements in quality of life over recent decades, following declines in birth rate.

The best way to prevent widespread poverty and the exhaustion of natural resources as a result of unsustainably large populations is to implement measures aimed to provide long-term access to contraceptive methods in developing countries around the globe, as well as to educate societies about the benefits of having less children, which often goes against cultural norms. This can be achieved by means of voluntary family-planning programmes, which inform societies and families and help to avoid unwanted pregnancies. Because the reasons for this kind of pregnancies include the lack of information and access to contraceptives, unfounded fears about side effects and adamant opposition from husbands and social or religious leaders, family-planning programmes should concentrate much of their effort in outreach tasks, directed towards shifting reactionary views about contraception and small families. This kind of intervention has repeatedly proved successful in field experiments, with increases in contraceptive use leading to lower birth rates, which in turn yielded long-term benefits such as better-educated children and improved economic perspectives for their families. Crucially, the education of women is just as important a factor as ready access to contraceptives, since educated women tend to stand up for their reproductive rights more resolutely, marry later and have less children. It is also imperative that family-planning programmes be directed toward informing families about their reproductive alternatives and offering them the possibility to use contraception, but without ever forcing them to do so. Freedom of choice is key for success.

Some, on the other hand, may consider that developed countries should be more concerned about their own demographic issues than about the future of populations in developing regions. However, widespread poverty and conflict arising from overpopulation will inevitably trigger large-scale migrations toward developed countries, putting the latter under huge socioeconomic stress. There can be no doubt that the future of developing nations will profoundly affect developed ones, as our world becomes ever more globalised.

The second unprecedented challenge lying ahead is mankind’s growing impact on our planet as a whole, best depicted by the currently escalating rise in temperatures around the globe. So novel is this challenge that climate scientists and activists have found it very hard to overcome scepticism about climate change — not to mention media manipulation by parties with commercial interests in fossil fuels. A largely celebrated step forward was the recent Paris Agreement, signed in December 2015 by the parties to the United Nations Framework Convention on Climate Change, which set the goal of keeping the global rise in temperature below 2°C above the temperatures measured before the Industrial Revolution. However, such an aim can no longer be achieved solely through a reduction in greenhouse-gas emissions; the solution is supposed to rely on the development and application, over the second half of this century, of ‘carbon capture and storage’ technologies, which are able to permanently remove carbon dioxide from the atmosphere. This kind of technology is not only still in development but, surprisingly, was not even discussed at the Paris meeting. In light of this, some have claimed that the Paris agreement is not a successful step toward tackling climate change, but rather a spectacular procrastination exercise: today, we wait for nonexisting technologies to be developed in the future and solve what is already one of the biggest threats to human populations worldwide. And we pat ourselves on the back for such an imaginary victory.

Bioenergy crops are a popular potential technique for removing dioxide carbon from the atmosphere. (Credit: L. Brian Stauffer/University of Illinois.)

The problem with carbon capture technologies is not just that they will require extensive development before becoming an effective tool against climate change, but that, in order to this, they will need to be applied on such a massive scale that their environmental and socioeconomic cost may turn astonishingly high. For instance, one popular potential technology is called ‘bioenergy with carbon capture and storage’. It is based on bioenergy crops: crops grown explicitly to extract carbon dioxide from the air naturally. The plants are then burnt to produce energy in power stations, and the resulting carbon dioxide is captured and stored (for example, in liquid form). This method sounds feasible in theory, unless we consider that, in order to achieve the goal of the Paris agreement, around six hundred billion tonnes of CO2 will have to be removed from the atmosphere before the end of this century. Trying to achieve this with bioenergy crops alone would require about one-third of the total arable land on Earth. However, given the present exponential rate of human population growth, the land demands of bioenergy crops will stand in the way of the imperative need for increased food production. Moreover, putting such an extent of land into bioenergetic use would imply the destruction of very large expanses of wild forest and the use of huge quantities of fertilizer, which would themselves entail a considerable carbon footprint. Thus, likelihood is that bioenergy crops will be an insufficient means of repressing the rise in atmospheric CO2 levels.

This does not mean that the idea of bioenergy crops (or any other proposed carbon capture technology) should be abandoned from the outset. It rather illustrates that these technologies need to be put into context now, before they are implemented, and that much work still needs to be done toward accurately assessing each option’s potential for carbon removal and its possible effects on societies and ecosystems.

One of the main hurdles in addressing future problems, such as the aforementioned, is the human tendency to subconsciously downplay both future risks and benefits, as opposed to more immediate ones. Hence, the costs of transitioning to a sustainable low-carbon economy seem much greater to us than the future costs of extreme change in weather patterns, destructive atmospheric events and rising sea levels, even when these costs include not only economic losses, but also war, misery and the disruption of billions of lives. Several psychological studies have demonstrated such a proclivity to emphasise short-term benefits over long-term ones, as well as to settle for the status quo, instead of actively working for a change. However, these aspects of human nature can be harnessed as a tool for shifting public opinion on imperative problems including overpopulation and climate change. For instance, parallels could be drawn between predicted future situations and present ones, such as the tensions produced by the ongoing large-scale migration of Middle Eastern refugees to European nations. People may then visualise the consequences of millions of people simultaneously fleeing from countries struck by overpopulation, widespread conflict, desertification or rising sea levels in the near future. Resistance to actively change our high-carbon economy into a low-carbon one can be overcome by committing to a near-future deadline by which this transition must be accomplished — thereby diminishing our relative perception of the associated costs by shifting them toward the future — and making low-carbon technologies, such as renewable energies and electric cars, the default rather than the alternative — thus harnessing people’s reluctance to change for the greater good.

Needless to say, the defining challenges of the twenty-first century will not be easily addressed, given their unparalleled complexity and colossal scale. The great accomplishments of science and engineering witnessed in recent times, including the exploration of space, fundamental discoveries in physics, the tailoring of novel super-materials, and the understanding of the molecular basis of life, all pale in comparison to those problems which are indeed truly difficult: social injustice, discrimination, poverty, violations of human rights, and the ceaseless ravaging of our own home world. Addressing such issues and their roots will not only demand unprecedented degrees of will and commitment from the world’s most developed nations, but also active cooperation and dialogue between these and developing countries, which are most imperilled. Collaboration between governments, scientists, policymakers, demographists, engineers, economists, non-profit organisations and others parties involved is doubtlessly warranted, if mankind as a whole is to have any chance of ending the twenty-first century better off than we have started it.

Special thanks are due to Isobelle Bolton for her invaluable help with composition.

Bongaarts, J. Slow down population growth. Nature (2016).
Williamson, P. Scrutinize CO2 removal methods. Nature (2016).
Fehr-Duda, H., Fehr, E. Game human nature. Nature (2016).

El punto crítico

Los problemas globales que definirán el siglo XXI ya han comenzado a tomar forma.

La sobrepoblación y las malas condiciones de vida asociadas a ésta son ya un grave problema en muchas regiones. (Imagen: Alicia Nijdam/Wikipedia)

LA ÚLTIMA MITAD de siglo ha traído la que quizá sea la mayor transformación de nuestra historia. Hoy, vivimos en un mundo que nuestros propios abuelos jamás podrían haber imaginado, donde miles de millones de personas dan por sentadas cosas tales como agua limpia, electricidad segura, calefacción, productos baratos, medicamentos efectivos, transporte rápido, acceso inmediato a la información, o estabilidad política. Por otra parte, junto a las amenazas intemporales de la discriminación, la pobreza, la injusticia, la violencia y la desigualdad, el siglo XXI habrá de ser moldeado por nuevos y enormes desafíos que comienzan ya a cernirse sobre nosotros. La humanidad se ha visto precipitada a —o, más bien, generado— un panorama global como nunca se haya visto; nuestra población se ha expandido hasta un punto en el que nuestro impacto en el planeta es innegable, en una explosión demográfica que, según toda predicción, no hará sino acelerarse. A pesar de que los niveles de vida medios han mejorado espectacularmente (aunque también desigualmente), los efectos de nuestro estilo de vida industrializado en el planeta no sólo no tienen precedente, sino que han escapado ya a nuestro propio control, como refleja el aparentemente imparable ascenso de las temperaturas atmosféricas y marítimas a nivel global. Estas dos amenazas —sobrepoblación y cambio climático— serán, por tanto, responsables de los mayores desafíos a afrontar por las nuevas generaciones del siglo XXI.

La sobrepoblación mundial es un concepto relativamente nuevo para nuestra especie. Si la presencia humana en la Tierra era casi insignificante hace sólo unos siglos, hoy poblaciones de todo el mundo están experimentando una expansión vertiginosa, la cual viene normalmente acompañada de la invasión de cualquier hábitat natural disponible. Se espera que haya más de once mil millones de personas viviendo en este planeta a comienzos del siglo XXII, en comparación con las siete mil millones que lo habitan hoy. No obstante, se prevé que el cambio será desigual, con los países menos desarrollados soportando el peso de la explosión demográfica, mientras que muchas regiones desarrolladas podrían presenciar una reducción y un envejecimiento de sus poblaciones.

Un crecimiento acelerado de la población acarrea notables consecuencias negativas, tanto para la sociedad como para el medio ambiente, derivadas de las mayores necesidades económicas de familias más grandes, niveles más elevados de consumo y producción de residuos, y una mayor competición por puestos de trabajo, la cual, a su vez, conduce a condiciones de trabajo precarias y salarios exiguos. Debido a esto, muchos países disfrutarían de mejores niveles de vida y de un desarrollo más acelerado, si pudieran moderar su tasa de crecimiento. Ejemplos destacables son Corea del Sur y Taiwán, las cuales han experimentado un desarrollo económico sostenido y una mejora en la calidad de vida en las últimas décadas, tras el declive de sus índices de natalidad.

La mejor manera de prevenir la pobreza generalizada y el agotamiento de los recursos naturales causados por poblaciones de tamaño insostenible es implementar medidas dirigidas a ofrecer acceso continuo a métodos anticonceptivos en países en desarrollo, así como educar a las sociedades acerca de los beneficios económicos y sociales de tener menos hijos, lo cual a menudo va en contra de la norma cultural. Este objetivo puede lograrse por medio de programas voluntarios de planificación familiar, los cuales contribuyen a informar a sociedades y familias y a evitar embarazos no deseados. Dado que entre las razones para este tipo de embarazos destacan la falta de información y acceso a anticonceptivos, el miedo infundado a posibles efectos secundarios de los mismos, y la oposición férrea de maridos y líderes sociales, los programas de planificación familiar deben concentrar muchos de sus esfuerzos en tareas de difusión y concienciación, dirigidas a cambiar las visiones más tradicionales sobre la contracepción. Intervenciones de este tipo han demostrado repetidamente tener éxito en experimentos demográficos, donde el aumento en el uso de anticonceptivos resultó en tasas más bajas de natalidad, que a su vez trajeron beneficios duraderos, tales como hijos mejor educados y mejores perspectivas económicas para sus familias. De forma destacable, la educación de las mujeres ha resultado ser un factor tan importante para el éxito como el acceso a métodos anticonceptivos, dado que las mujeres con un mayor nivel de educación tienden a defender sus derechos reproductivos más resueltamente, casarse más tarde y tener menos hijos. Es también fundamental que los programas de planificación familiar vayan dirigidos a informar a las familias acerca de sus opciones reproductivas, y a proporcionarles la posibilidad de emplear anticonceptivos, pero sin forzarles nunca a ello. La libertad de elección es clave para el éxito.

Algunos, por otra parte, quizá sean de la opinión de que los países desarrollados deberían preocuparse más de sus propios problemas demográficos que del futuro de poblaciones en zonas en desarrollo. No obstante, la pobreza generalizada y los conflictos provocados por la sobrepoblación desencadenarán inevitablemente migraciones a gran escala hacia países desarrollados, poniendo a estos últimos bajo un inmenso estrés socioeconómico. No cabe duda de que el futuro de las naciones en desarrollo afectará profundamente a aquéllas más desarrolladas, a medida que nuestro mundo se torna cada vez más globalizado.

El segundo gran desafío en nuestro camino es el creciente impacto de la humanidad a nivel ecológico, tal como ilustra el actual aumento de las temperaturas en todo el mundo. Esta amenaza es tan inédita que los científicos y activistas climáticos han encontrado grandes dificultades para superar el escepticismo de la gente hacia el cambio climático —sin mencionar la manipulación mediática por parte de grupos con intereses comerciales en los combustibles fósiles—. Un celebrado paso adelante ha sido el Acuerdo de París, firmado en diciembre de 2015 por las partes de la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático, y que estableció el objetivo de mantener el aumento global de las temperaturas por debajo de 2°C sobre los niveles anteriores a la Revolución Industrial. Sin embargo, tal objetivo ya no puede alcanzarse solamente mediante reducciones en las emisiones de gases de efecto invernadero; la solución se halla, supuestamente, en el desarrollo y aplicación, a lo largo de la segunda mitad de este siglo, de tecnologías de ‘captura y almacenamiento de carbono’, las cuales ofrecen la posibilidad de extraer dióxido de carbono de la atmósfera de forma permanente. Este tipo de tecnología no sólo se encuentra aún en fase de desarrollo, sino que, sorprendentemente, no fue siquiera mencionada durante la conferencia de París. Considerando esto, algunos han declarado que el Acuerdo de París no supone un paso exitoso en la lucha contra el cambio climático, sino más bien un espectacular ejercicio de postergación: hoy, estamos esperando a que tecnologías inexistentes sean desarrolladas en el futuro, a fin de afrontar la que es ya una de las mayores amenazas a las poblaciones humanas en todo el mundo; y nos damos palmadas en la espalda por tal victoria imaginaria.

Los cultivos bioenergéticos son una popular técnica potencial para la extracción de dióxido de carbono de la atmósfera. (Imagen: L. Brian Stauffer/University of Illinois.)

El problema de las tecnologías de captura de carbono es no sólo que éstas requerirán un extenso desarrollo antes de constituir una herramienta frente al cambio climático, sino que, a fin de tener éxito, deberán ser aplicadas en una escala tan masiva que su coste medioambiental y socioeconómico podría resultar increíblemente alto. Por ejemplo, una tecnología de gran popularidad es la llamada ‘bioenergía con captura y almacenamiento de carbono’, basada en cultivos bioenergéticos: plantaciones dirigidas específicamente a extraer dióxido de carbono del aire de forma natural. Estas plantas son posteriormente incineradas para producir energía, capturando y almacenando el dióxido de carbono resultante (por ejemplo, en forma líquida). Este método parece factible, al menos si no contamos con que, a fin de alcanzar el objetivo del Acuerdo de París, cerca de seiscientos mil millones de toneladas de CO2 deberán ser extraídas de la atmósfera antes de finales de siglo. Para intentar conseguir esto exclusivamente por medio de cultivos bioenergéticos, se necesitaría alrededor de un tercio de toda la tierra cultivable del mundo. No obstante, dada la actual tasa exponencial de crecimiento de la población humana, los requerimientos agriculturales de los cultivos bioenergéticos entrarían en conflicto con la necesidad imperativa de una mayor producción de alimentos. Además, dedicar tal cantidad de tierra a un uso bioenergético implicaría la destrucción de vastas extensiones de bosque silvestre y el uso de enormes cantidades de fertilizante, los cuales conllevarían su propio impacto climático. Por tanto, es muy probable que los cultivos bioenergéticos sean un medio insuficiente para frenar el aumento en los niveles de CO2 atmosférico.

Esto no quiere decir que la idea del cultivo bioenergético (o cualquier otra tecnología de captura de carbono) debería ser abandonada de inmediato. Más bien ilustra la necesidad de poner tales tecnologías en un contexto adecuado ahora, antes de su implementación, así como de dedicar muchos más recursos a la evaluación del potencial de cada alternativa y de sus posibles efectos en sociedades y ecosistemas.

Uno de los mayores obstáculos a la hora de afrontar los problemas relativos al futuro, tales como los ya mencionados, es la tendencia humana a subestimar, de forma inconsciente, los riesgos y beneficios asociados al futuro, en comparación con aquéllos más inmediatos. Por este motivo, los costes de comenzar una transición a una economía sostenible y baja en emisiones nos parecen mucho mayores que los futuros costes de un cambio extremo en los patrones climáticos globales, fenómenos atmosféricos destructivos, y aumentos en el nivel del mar; incluso cuando tales costes incluyen no sólo pérdidas económicas, sino también guerra, miseria y la disrupción de miles de millones de vidas. Varios estudios psicológicos han demostrado esta propensión a enfatizar los beneficios a corto plazo sobre aquéllos a largo plazo, así como a conformarnos con el status quo en lugar de trabajar activamente por el cambio. Sin embargo, estos aspectos de la naturaleza humana pueden ser empleados como una herramienta para desplazar la opinión pública en torno a problemas imperativos, incluyendo la sobrepoblación mundial y el cambio climático. Por ejemplo, mediante el uso de paralelismos entre predicciones futuras y situaciones actuales, tales como el clima de tensión y adversidad desencadenado por la actual migración en masa de refugiados de Oriente Medio hacia Europa, la gente podría comprender el panorama resultante de millones de personas abandonando simultáneamente países asolados por la sobrepoblación, el conflicto generalizado, la desertificación o el aumento del nivel del mar en un futuro próximo. La resistencia a cambiar activamente nuestra economía ‘alta en carbono’ por otra ‘baja en carbono’ podría ser vencida mediante un compromiso a realizar dicha transición antes de una fecha determinada —con lo cual disminuiríamos nuestra percepción relativa de los costes asociados, al desplazarlos hacia el futuro— y mediante la imposición de tecnologías de bajo impacto ambiental, tales como energías renovables y coches eléctricos, como la opción por defecto en lugar de alternativas —aprovechando así la indisposición humana al cambio para beneficio del bien global—.

Huelga decir que los desafíos que han de moldear el siglo XXI no serán fáciles de abordar, dada su inigualable complejidad y colosal escala. Los grandes triunfos de la ciencia y la ingeniería presenciados en los últimos tiempos, incluyendo la exploración del espacio, descubrimientos fundamentales en física, el desarrollo de nuevos ‘supermateriales’, y el desciframiento de las bases moleculares de la vida, palidecen en comparación con aquéllos problemas que son verdaderamente difíciles de resolver: injusticia social, discriminación, pobreza, violaciones de los derechos humanos, y la incesante devastación de nuestro propio mundo. Abordar tales cuestiones y sus causas exigirá no sólo un grado de voluntad y compromiso sin precedentes por parte de las naciones más desarrolladas del mundo, sino también una cooperación y un diálogo activos entre éstas y los países en desarrollo, los cuales se encuentran en mayor peligro. La colaboración entre gobiernos, científicos, legisladores, demógrafos, ingenieros, economistas, organizaciones sin ánimo de lucro y otras partes involucradas será sin duda indispensable, si la humanidad ha de tener alguna posibilidad de acabar este siglo mejor de lo que lo hemos empezado.

Bongaarts, J. Slow down population growth. Nature (2016).
Williamson, P. Scrutinize CO2 removal methods. Nature (2016).
Fehr-Duda, H., Fehr, E. Game human nature. Nature (2016).