Abordar la crisi climàtica des de les coves, els boscos i el cosmos

El canvi climàtic s’ha convertit en un dels reptes més grans del nostre temps i comprendre’n l’impacte i les possibles solucions requereix més coneixement científic que mai. Des d’àmbits tan diferents com la paleoclimatologia, l’astrofísica i la teledetecció ambiental, Mario Bielsa, David Izquierdo i David Chaparro contribueixen a ampliar aquest coneixement i a projectar llum sobre alguns reptes del present. Aquests joves científics beneficiaris de les beques de doctorat i postdoctorat de la Fundació ”la Caixa” ja estan transformant la realitat.

A tots tres els agrada mirar cap amunt. Mario Bielsa Torres (26 anys, Castejón de Sos, Osca) prefereix les coves gelades dels cims més alts dels Pirineus. David Izquierdo Villalba (32 anys, Terol) està entusiasmat amb els forats negres i les galàxies. I a David Chaparro Danon (37 anys, Cerdanyola del Vallès, Barcelona) el fascina la capacitat que tenen els satèl·lits de veure el que és «invisible».

Tots tres són investigadors espanyols que desenvolupen la seva tasca científica gràcies a les beques de doctorat i postdoctorat que atorga la Fundació ”la Caixa”.

I tots tres formen part d’aquesta gran majoria de ciutadans que identifiquen el canvi climàtic com un problema greu, segons les dades més recents de la Comissió Europea.

La valuosa informació de les coves gelades dels Pirineus

El geòleg ribagorçà Mario Bielsa—màster en Ciències Ambientals a l’Escola Politècnica Federal de Zúric— acaba de tornar de recórrer amb bicicleta les muntanyes del país helvètic. Des de petit, dins el seu cap i també en la seva manera de veure la vida, els camins de la vall pirinenca de Benasc (Osca) tenen un significat especial. «El meu pare ha estat guia de muntanya durant molts anys i, sense ser científic, ens ha inculcat que entendre el paisatge i saber-lo llegir és important, que es pot aprendre molt de les muntanyes.»

A la seva vall natal hi ha els glaciars més grans dels Pirineus, tot i que el Mario va quedar captivat per les coves gelades de la serralada: «Per mi, el lloc més bonic que he vist mai és en una de les coves on treballo, al Mont Perdut».

Parlem de més de 3.000 metres d’altitud. I aquestes cavitats són la base de la seva investigació: conèixer i reconstruir l’evolució del permagel —capa de sòl congelat de manera permanent— utilitzant els dipòsits de gel que hi ha en aquestes cavernes.

«En aquest gel, com en els anells dels arbres o en els dipòsits dels llacs, hi ha arxius naturals que conserven informació sobre el passat climàtic i ambiental dels Pirineus. Hi ha restes biològiques amb les quals podem saber quina vegetació hi havia en el passat i l’altitud del bosc. Apareixen tota mena de plantes i flors. Hi ha, per exemple, fulles amb molt bon estat de conservació i amb un color sorprenent que permeten estudiar la genètica al llarg del temps. Fins i tot apareixen insectes que fa milers d’anys que són allà. I podem estudiar la composició de l’aire per les bombolles que queden atrapades al gel. Coneixem la història del permagel gràcies al gel que trobem dins les coves», explica Bielsa.

«A moltes coves, aquest gel, que potser fa més de 10.000 anys que és allà, està desapareixent a gran velocitat, i això fa que es perdi tota la informació que hi ha dins: partícules animals, vegetals i minerals que són registres per conèixer millor el passat», afirma.

A més del treball de laboratori i d’escriure els articles científics (papers) de la investigació, el Mario i el seu equip fan excursions per treure blocs gelats que serviran de mostres. Extreuen el gel amb barrines, moltes vegades fabricades per membres del grup o per familiars, i el guarden a la mateixa cova fins que toca baixar-lo o el porten a l’esquena corrent fins al refugi de Góriz, situat a 2.200 metres d’altitud.

«Les mostres —assegura el geòleg— s’han de preservar gelades perquè ens interessa estudiar-ne l’estructura i volem saber com estan desapareixent. Amb distanciòmetres làser quantifiquem el retrocés del gel, que és de molts centímetres l’any, fins i tot metres, en gairebé totes les coves. Aquest retrocés és molt més visible en els últims quatre anys. I això ja és preocupant perquè molts d’aquests gels tenen milers d’anys. Podem dir que en els últims 4.000 anys els Pirineus no havien patit un escalfament tan fort com l’actual. Des que van arribar els primers ramaders, aquestes muntanyes no havien viscut mai aquestes condicions climàtiques.»

La beca de doctorat de la Fundació ”la Caixa” ha marcat el camí d’aquest apassionat de la investigació. «Sense la beca hauria canviat el rumb. Guanyar-la amb el meu projecte m’ha permès disposar de finançament propi i ser més lliure. És un projecte que necessita molta col·laboració perquè a les coves hi passen moltes coses alhora. Per entendre el que passa calen microbiòlegs, hidròlegs, especialistes en paleogenètica, químics, geoquímics…», admet el jove aragonès.

Els forats negres poden ajudar a entendre el clima

El temps que David Izquierdo no dedica estudiar l’univers el passa llegint sense parar, dibuixant i veient anime. Quan tenia 9 anys, un llibre sobre el sistema solar i els planetes el va fascinar, i des d’aleshores les estrelles han marcat el seu present i el seu futur. El jove investigador, nascut i criat a Terol, treballa ara a Cerdanyola del Vallès, a l’Institut de Ciències de l’Espai (ICE-CSIC). Izquierdo va estudiar Física a la Universidad de Zaragoza, va fer un màster d’Astrofísica a Madrid i el doctorat al Centro de Estudios de Física del Cosmos de Aragón (CEFCA), i després va anar a la Università degli Studi di Milano-Bicocca (Itàlia) com a investigador postdoctoral.

Aquest científic de Terol es dedica bàsicament a comprendre com evolucionen de manera conjunta les galàxies i els forats negres, i quins senyals deixen en la llum que observem i en les ones gravitacionals. «Passo bona part del temps estudiant com es formen i evolucionen els forats negres supermassius», els que tenen una massa d’entre milions i desenes de milers de milions de vegades la massa del nostre Sol.

El seu treball és teòric. «Utilitzo un model semianalític en què agafes tota la física que coneixem de l’univers, la poses tota en equacions analítiques que es poden resoldre ràpidament i generes un univers simulat per poder estudiar la formació i l’evolució de les galàxies i els forats negres», comenta. Gràcies a aquestes simulacions se sap que les galàxies creixen mitjançant fusions amb altres galàxies i que la connexió entre forats negres i galàxies és mútua: s’ajuden a créixer i s’autoregulen.

L’astrofísic admet que les simulacions i els algoritmes per fer prediccions ràpides que s’apliquen en la cosmologia també es poden fer servir per saber més sobre el clima. Tot depèn del comportament d’un gas en un sistema, tant en la formació de galàxies, forats negres o estrelles com en el clima.

El David assenyala que l’univers, el clima i els ecosistemes comparteixen una cosa: «Són sistemes complexos formats per molts individus, per molts insectes o mamífers, per moltes partícules, per moltes estrelles, per molt gas… I en aquests sistemes intentes entendre el comportament i els canvis globals, i fer prediccions».

David Izquierdo és un dels especialistes en forats negres supermassius del projecte internacional L-Galaxies, un model que utilitza codi de simulació per recrear universos. «És una eina computacional que en poques hores genera universos virtuals amb els quals poder comparar l’univers que observem».

Amb el suport de la beca de postdoctorat Junior Leader de la Fundació ”la Caixa”, Izquierdo pretén fer prediccions més robustes sobre aquests forats negres i millorar el model perquè també es pugui utilitzar en l’estudi del clima. «L’objectiu és que es puguin fer prediccions més precises a curt termini i també a mesos, anys o dècades vista. Per exemple, entendre com plou a Barcelona o a Madrid potser t’ajuda a saber com serà el temps d’aquí a quatre setmanes», sosté el físic.

Tot i tenir una mirada cosmològica, està intranquil per l’emergència climàtica aquí a baix. «Em preocupa que les onades de calor arribin abans cada any, que hi hagi més inundacions… Però sobretot m’inquieta que tampoc no estem preparats».

Gràcies a la concessió de la beca, el David va poder tornar a Espanya després de cinc anys: «Va ser una alegria, com a astrofísic, poder fer ciència a Espanya. Em dona la capacitat de contractar un estudiant i invertir en tecnologia. El meu objectiu és ensenyar el que he après i que les investigacions es puguin aplicar en 5 o 10 anys».

Saber quan «té set» un bosc per prevenir incendis

Un altre dels investigadors que va rebre una beca de postdoctorat Junior Leader de la Fundació ”la Caixa” és David Chaparro, llicenciat en Biologia per la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) i màster en Sistemes d’Informació Geogràfica i Teledetecció, i en Ecologia Terrestre.

Ha col·laborat amb el Massachusetts Institute of Technology (MIT) i ara la feina principal la té a Cerdanyola, al Centre de Recerca Ecològica i Aplicacions Forestals (CREAF).

La seva gran obsessió és aconseguir saber si un bosc «té set» abans que ho vegi l’ull humà. Aconseguir aquesta informació és un tresor per als gestors forestals, sobretot per als serveis de prevenció d’incendis. L’augment de les sequeres redueix l’aigua acumulada en els arbres, cosa que provoca mortalitat forestal i més risc de focs. Saber amb detall i precisió quina és la humitat de tiges i fulles, i identificar les zones boscoses amb més risc de morir o de convertir-se en combustible inflamable és clau en aquest context d’onades de calor.

«Las teledetecció ambiental suposa l’ús de sensors remots per observar el bosc des de lluny. Això inclou satèl·lits, drons, avions i sensors GPS. Tots contribueixen a mesurar l’estat hídric de la vegetació», explica Chaparro. «La salut dels boscos determina la capacitat que poden tenir d’oferir serveis ecosistèmics: són refugi per a animals i plantes, tenen funcions econòmiques perquè la fusta és un dels elements més importants per a la indústria i els éssers humans, i ens ofereixen la possibilitat de capturar CO2 de l’atmosfera, que ajuda a mitigar el canvi climàtic.»

A més, hi afegeix que no podem oblidar la seva funció recreativa i els seus beneficis per a la salut física i mental. Aquest biòleg va viatjar el 2025 a Costa Rica, on la protecció dels boscos s’ha convertit en un motor de desenvolupament gràcies, entre altres factors, a l’auge del turisme de natura.

Una part important de la seva investigació se situa a les muntanyes de Prades, un extens massís muntanyós de bosc mediterrani de més de 30.000 hectàrees entre Tarragona i Lleida. «Allà hi ha una mortalitat enorme de pi roig, hi ha zones que semblen cremades i que, en realitat, són arbres morts que provoquen un preocupant canvi del paisatge», comenta.

Hi ha diferents maneres d’observar la humitat dels boscos. Hi ha sensors d’infraroigs que monitoren, des de satèl·lits o drons, la temperatura foliar, la temperatura real de les fulles. També funciona la teledetecció de la profunditat òptica de la vegetació mitjançant l’ús de freqüències de microones. «Quan treballem amb sensors per microones —utilitzen radiació electromagnètica de mitjana-baixa freqüència per detectar remotament la quantitat d’aigua— apliquem algoritmes per extreure dades sobre la humitat, el volum i l’estructura i la densitat de la vegetació. És així com n’estimem l’estat hídric», assegura David Chaparro.

Ara, l’investigador té una missió: aprofitar aquestes eines tecnològiques per obtenir el potencial hídric, la tensió a què està sotmès el flux d’aigua dins d’un arbre. «És com quan succiones líquid amb una palleta. L’atmosfera fa el mateix amb l’aigua que circula del sòl a la planta. Si hi ha sequera, aquesta succió és més forta perquè l’atmosfera està més seca i aquest flux d’aigua s’estira, cosa que provoca una tensió més alta. Això fa que el flux d’aigua es pugui arribar a trencar i provocar una mena d’embòlia a la planta que posi en risc la seva vida».

Per a Chaparro, el projecte MOIST, que lidera al CREAF amb l’impuls de la Fundació ”la Caixa”, serà transcendent. «Encara no està prou madur —admet—, però quan tinguem els mapes d’humitat se’n podran beneficiar les diferents administracions. En l’ecosistema mediterrani, l’augment i la intensitat de les sequeres comporta mortalitat forestal, el bosc es mor de set en determinats llocs, i això vol dir més risc d’incendis», explica.

100 beques de la Fundació ”la Caixa” que transformen la realitat

En total, 100 investigadors desenvoluparan els seus projectes a Espanya i Portugal gràcies a les 60 beques concebudes en el marc del programa de doctorat INPhINIT i a les 40 del programa de postdoctorat Junior Leaderde la Fundació ”la Caixa”, que tenen el doble objectiu de retenir i atraure el talent per impulsar la recerca d’excel·lència a Espanya i Portugal.

Ho explica Josep Maria Coronas, director general de la Fundació ”la Caixa”: «Volem impulsar aquestes ments brillants perquè desenvolupin les seves idees en les millors condicions possibles i promoure un ecosistema científic capaç de transformar realitats».

Per a Mario Bielsa, David Izquierdo i David Chaparro, les investigacions dels quals se centren en la mitigació del canvi climàtic, la necessitat d’adaptar-nos a una nova realitat sembla que és més urgent que mai.