Un ataque de migraña, una crisis bancaria o el punto de no retorno para el cambio climático. Todos estos fenómenos aparentemente diferentes tienen al menos una cosa importante en común. Suponen el paso de un estado estable a otro. El clima o el sistema bancario pueden parecer estables y capaces de resistir pequeñas o grandes crisis. Sin embargo, se pueden deteriorar progresivamente hasta alcanzar un punto de inflexión, como una silla que se mantiene de pie sobre dos patas pero hasta que, con un empujón ligerísimo, cae de uno de los lados. En ese punto, en un ecosistema al borde del colapso, algo tan insignificante como "la cagada de un pájaro puede producir un cambio de estado de grandes consecuencias".

El padre de este marco teórico para comprender cómo cambian esos sistemas complejos tan diversos es Marten Scheffer, catedrático de la Universidad de Wageningen, en los Países Bajos. La pasada semana, en Madrid, Scheffer hablaba de la teoría matemática que le inspiró. “Fue desarrollada en los años sesenta por René Thom, un matemático francés que inspiró a Salvador Dalí”, apuntaba. “Cuando estaba en la universidad, yo tenía la reproducción de la última fotografía de Dalí posando delante de su última pintura [La cola de la golondrina], que es un dibujo matemático”, continuaba. La teoría, sin embargo, perdió popularidad porque nadie fue capaz de relacionarla con fenómenos reales.

Años después, Scheffer estaba comenzando su trabajo en un instituto del gobierno holandés para la gestión del agua. Tenían un problema con los lagos, que debido a la acumulación de fertilizantes agrícolas estaban turbios. “Intentábamos hacer algo con ese problema, reduciendo la polución de los lagos, pero permanecían verdes y no entendíamos qué sucedía”, cuenta. Entonces escucharon hablar sobre un curioso fenómeno. Cuando se sacaban todos los peces de un estanque, algo pasaba en ese pequeño ecosistema para que el agua quedase muy clara. Ellos probaron a hacer lo mismo en lagos y vieron que por primera vez consiguieron que el agua dejase de estar verde. Además, una vez que el lago pasaba del estado turbio al diáfano, aunque volviesen a reintroducir los peces, la claridad permanecía. “Demostramos que con aquella terapia de choque podíamos hacer pasar un sistema de un estado estable, en aquel casi turbio, a otro estado estable distinto”.

A partir de ahí, Scheffer comenzó a aplicar su teoría a muchos otros sistemas complejos. Por ese trabajo recibió el jueves 16 de junio el premio Fronteras del Conocimiento de la Fundación BBVA en la categoría de Ecología y Biología de la Conservación.

Pregunta. ¿En qué campos ha aplicado esta teoría de los puntos de inflexión?

Respuesta. He trabajado en bosques tropicales y arrecifes de coral, pero también en el estudio de la caída en depresión como un punto de inflexión. Sistemas muy distintos. Nuestro interés original está en entender cómo estos sistemas se pueden restaurar a un punto anterior y entender la resiliencia, pero solo en la última década hemos encontrado formas de medir la resistencia sin destruir el sistema.

Hemos mostrado que hay indicadores universales genéricos. La razón por la que un indicador existe es una razón matemática fundamental. Por eso es válido para la depresión en humanos, para lagos o para el clima.

P. Es sorprendente que se pueda aplicar esta teoría a sistemas aparentemente tan distintos.

R. Todos estos sistemas son muy distintos en los detalles, pero son similares en una cosa y eso es el punto de inflexión, en qué sucede cuando lo superas. El sistema cae en otro estado y eso sucede porque el cambio se empieza a amplificar a sí mismo. Piensa en un pánico en los mercados. Tú estás pensando si debes vender tus acciones y alguien a tu lado vende las suyas. Entonces piensas que sabe algo que tú no sabes, y también vendes, y el de al lado piensa lo mismo, porque cada vez hay más gente vendiendo y se desata el pánico. Es un ejemplo de esta realimentación positiva, hacia el hundimiento del mercado, que acaba imponiéndose a la negativa, que ejerce una resistencia ante este hundimiento.

Cuando te estás acercando al punto de inflexión lo notas porque cada vez que hay una realimentación positiva, la recuperación de la estabilidad del sistema es más lenta. Eso es una mala señal. En la depresión, hemos analizado series temporales de los estados de ánimo. Cuando miras esas series, cuando te sucede algo malo, una llamada de teléfono desagradable o lo que sea, te quedas mal, pero una hora después lo olvidas y estás bien de nuevo. En una persona que se está acercando a la depresión esa recuperación es más lenta y llega un momento en que la recuperación ni siquiera sucede y pasas a otro estado de equilibrio, el de la depresión. El tiempo de recuperación es clave para saber si te estás acercando al punto de inflexión.

Todos los sistemas están fluctuando y la teoría matemática de los puntos de inflexión nos dice que, cuando nos acercamos, las fluctuaciones son mayores y más lentas.

En el pasado hemos visto que antes de fenómenos extremos del clima, como las glaciaciones, si miras al gráfico desde lejos, parece que algo brusco sucedió de repente, pero si miras con detalle, ves las fluctuaciones, ves que algo está cambiando y se está ralentizando, que cuando hay pequeñas perturbaciones el retorno al equilibrio es más lento.

P. ¿Estos cambios son lineales, se puede ir hacia adelante, pasar el punto de inflexión y luego retroceder o hay veces que un estado anterior puede ser irrecuperable?

R. Hay situaciones en las que no puedes recuperarte nunca. Algunos tipos de muerte, como un ataque al corazón, se pueden entender como puntos de inflexión. Pero también hay muchos sistemas recuperables, incluso aunque no regreses exactamente al mismo estado. Pero puede tomar mucho tiempo.

Si derrites el hielo de Groenlandia, recuperarlo requerirá miles de años. Tenemos varios proyectos intentando entender los puntos de inflexión climáticos. No es que el clima tenga un solo punto de inflexión. Tiene varios elementos de inflexión. El sistema de circulación del monzón, distintas capas de hielo... Hay veces que cuando un sistema pasa de un estado a otro hay otro que se vuelve más fuerte. Es complejo.

La otra complejidad sobre el clima es que hay escalas temporales distintas involucradas. La atmósfera opera en tiempos muy rápidos, pero el océano es mucho más lento, porque es un cuerpo mucho mayor y cambia más despacio, igual que el hielo. Además de operar en distintas escalas temporales, hay asimetrías. Un casquete polar puede derretirse o deslizarse hasta el mar relativamente rápido, quizá en un siglo o poco más, pero si quieres que se acumule una capa de hielo es necesario muchísimo más tiempo, porque necesitas que la nieve se vaya acumulando año a año, y esto requiere muchos milenios.

Nuestros nietos nos echarán en cara las estupideces que estamos haciendo ahora

Por otro lado, para recuperar una capa de hielo puedes necesitar reducir los gases de efecto invernadero a niveles mucho más bajos que para derretir la capa. Es más fácil mantener el hielo que recuperarlo. No solo porque es lento sino por el efecto albedo del hielo. Si la Tierra es blanca se enfría más porque refleja la radiación del Sol. Si tienes capas de hielo, es más difícil perderlas, pero si las pierdes y la Tierra se oscurece sucede lo contrario y eso también ralentiza la recuperación de las capas de hielo.

El cuidado del clima es difícil porque las decisiones que tomamos hoy pueden tener efectos muchos años después. Es más fácil gestionar un sistema en el que realizas un cambio y ves el efecto pronto. Eso también sucede con el nivel del mar, que sube muy lento. Si proyectas unos pocos años en el futuro no es muy espectacular, pero si avanzas unos siglos, lo es. Como los ciclos electorales son muy cortos, eso dificulta la gestión de un sistema donde los efectos se ven a tan largo plazo. Pero igual nuestros nietos nos echarán en cara las estupideces que estamos haciendo ahora.

P. ¿Sabemos si estamos llegando a un punto de inflexión con el clima de la Tierra?

R. No a un punto de inflexión general en el clima, pero seguro que estamos alcanzando puntos críticos locales. Cuando hablamos sobre estos temas, las grandes cuestiones tienen que ver con la estabilidad de las capas de hielo de Groenlandia y Antártida occidental. Si esas dos regiones pierden estabilidad, estamos asados para milenios. Será difícil recuperar eso.

No tenemos certeza sobre lo cerca que estamos. Hablamos de dos grados, pero no estamos seguros de que no sea demasiado ya. Ese es un gran reto y tiene que ver con la solidaridad intergeneracional. La gente podrá vivir en el mundo si el clima cambia, pero tendrán que esforzarse mucho más para sobrevivir. La vida en la Tierra ha superado retos mucho más graves que este, y siempre se recupera, aunque necesite un millón de años, pero ese tiempo es demasiado para nosotros y para las generaciones venideras.