 En esta sección hablaremos del efecto invernadero y de su importancia en el calentamiento global. La atmósfera de nuestro planeta nos permite respirar, nos protege de la radiación cósmica y produce lo que llamamos el efecto invernadero natural. Como hemos visto en la sección anterior, la Tierra emite energía devuelta al espacio en forma de radiación infrarroja. Los gases de efecto invernadero como el vapor de agua, el dióxido de carbono o el metano absorben esta radiación y la devuelven a la superficie terrestre. Este efecto invernadero natural es esencial para que la temperatura en nuestro planeta sea compatible con la vida como la conocemos. Sin embargo, las altas concentraciones de gases de efecto invernadero producidas por la actividad humana desde la revolución industrial alteran este efecto invernadero natural y lo amplifican, impidiendo la salida de la radiación infrarroja. Estas alteraciones del flujo de salida de energía son las responsables del aumento de la temperatura y el cambio climático. El efecto invernadero amplificado relaciona de forma directa las emisiones de estos gases producto de la actividad humana con el cambio climático que observamos y por lo tanto son una evidencia de la origen antropomórfico de este fenómeno. La temperatura del planeta está determinada por el balance energético que es el equilibrio entre la energía que llega desde el Sol y la que la Tierra e irradia de acuerdo a la ley de Stefan Boltzmann. Pero si tuviéramos en cuenta sólo ese balance de energía la temperatura de la Tierra estaría por debajo de cero grados centígrados y no habría vida tal como la conocemos. Para que se dé la vida, existe en la Tierra otro mecanismo que regula la temperatura el efecto invernadero natural. Sin el efecto invernadero, la Tierra sería como la Luna que sufre grandes cambios térmicos dependiendo de la exposición a la radiación solar. La atmósfera del planeta sirve para retener parte de la energía que la Tierra radia hacia el espacio. Es como un espejo selectivo que permite que la temperatura sea la adecuada para la vida. El comportamiento de los gases de la atmósfera es diferente al de los cuerpos negros. La mayor parte son gases invisibles a la radiación visible, pero algunos de ellos absorben la radiación infrarroja de forma selectiva, reflejando parte de la luz que emite a la Tierra. Para entender cómo funcionan estos gases, hay que ver cómo se comportan sus elementos. Las moléculas están formadas por átomos que se unen por medio de enlaces. Estos enlaces pueden estar en equilibrio o pueden excitarse, por ejemplo, acortándose y alargándose cuando absorben luz. La respuesta de los enlaces es selectiva. Dependiendo de su estructura, algunas moléculas de la atmósfera pueden absorber eficientemente la luz, mientras que otras casi no absorben. Las moléculas de oxígeno o nitrógeno, que son las más abundantes, son simétricas y, por tanto, no absorben eficientemente. En cambio, las moléculas asimétricas como el óxido de nitrógeno, el agua o el dióxido de carbono tienen modos asimétricos al doblarse o al estirar alguno de los enlaces, lo que hace que absorban la radiación infrarroja muy eficientemente. Esta capacidad selectiva de las moléculas de absorber y emitir radiación es crucial para entender por qué el efecto invernadero es tan efectivo. Mientras que el efecto invernadero natural es necesario para la vida, una alta concentración de gases de efecto invernadero puede provocar un aumento significativo de la temperatura del planeta. Si observamos el espectro de emisión de la Tierra, veremos qué es en el infrarrojo donde más energía se radia. Si superponemos la radiación que emite la Tierra, cuando tenemos concentraciones altas de dióxido de carbono, veremos que la región de longitudes de onda donde más emite la Tierra y donde más absorbe el dióxido de carbono coinciden. Eso significa que el proceso es eficiente y afecta de forma significativa el clima en la Tierra. El enorme volumen de emisiones de dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero por la actividad humana genera grandes concentraciones de estos gases en la atmósfera, provocando el aumento global de las temperaturas y convirtiéndose en uno de los efectos más importantes del cambio climático. La única forma de mantener la temperatura estable del planeta en las próximas décadas es reducir las emisiones y extraer dióxido de carbono de la atmósfera.