Abordar la crisis climática desde las cuevas, los bosques y el cosmos

El cambio climático se ha convertido en uno de los mayores desafíos de nuestro tiempo y comprender su impacto y las posibles soluciones requiere más conocimiento científico que nunca. Desde ámbitos tan distintos como la paleoclimatología, la astrofísica o la teledetección ambiental, Mario Bielsa, David Izquierdo y David Chaparro contribuyen a ampliar ese conocimiento y a arrojar luz sobre algunos retos del presente. Estos jóvenes científicos beneficiarios de las becas de doctorado y posdoctorado de la Fundación ”la Caixa” están transformando ya la realidad.

A los tres les gusta mirar hacia arriba. Mario Bielsa Torres (26 años, Castejón de Sos, Huesca) prefiere las cuevas heladas de los picos más altos de los Pirineos. David Izquierdo Villalba (32 años, Teruel) está entusiasmado con los agujeros negros y las galaxias. Y a David Chaparro Danon (37 años, Cerdanyola del Vallès, Barcelona) le fascina la capacidad que tienen los satélites para ver lo «invisible».

Los tres son investigadores españoles que desarrollan sus trabajos científicos gracias a las becas de doctorado y posdoctorado que otorga la Fundación ”la Caixa”.

Y los tres forman parte de esa gran mayoría de ciudadanos que identifica el cambio climático como un problema grave, según los datos más recientes de la Comisión Europea.

La valiosa información de las cuevas heladas de los Pirineos

El geólogo ribagorzano Mario Bielsa—máster en Ciencias Ambientales en la Escuela Politécnica Federal de Zúrich— acaba de volver de recorrer en bicicleta las montañas del país helvético. Desde pequeño, en su cabeza y también en su forma de ver la vida, los senderos del valle pirenaico de Benasque (Huesca) poseen un significado especial. «Mi padre ha sido guía de montaña muchos años y, sin ser científico, nos ha inculcado que entender el paisaje y saber leerlo es importante, que se puede aprender mucho de las montañas».

En su valle natal se encuentran los glaciares más grandes de los Pirineos, aunque Mario quedó cautivado por las cuevas heladas de la cordillera: «Para mí, el lugar más bonito que he visto nunca está en una de las cuevas donde trabajo, en Monte Perdido».

Hablamos de más de 3.000 metros de altura. Y son esas oquedades la base de su investigación: conocer y reconstruir la evolución del permafrost —capa de suelo congelada de forma permanente— utilizando los depósitos de hielo que se encuentran en esas cavernas. 

«En ese hielo, igual que en los anillos de los árboles o en los depósitos de los lagos, se encuentran archivos naturales que conservan información sobre el pasado climático y ambiental de los Pirineos. Hay restos biológicos con los que podemos saber qué vegetación había en el pasado o la altura del bosque. Aparecen todo tipo de pequeñas plantas y flores. Hay, por ejemplo, hojas en muy buen estado de conservación y con un color sorprendente que permiten estudiar la genética a lo largo del tiempo. Incluso aparecen insectos que llevan ahí miles de años. Y podemos estudiar la composición del aire por las burbujas que quedan atrapadas en el hielo. Conocemos la historia del permafrost gracias al hielo que encontramos dentro de las cuevas», explica Bielsa.

«En muchas cuevas, ese hielo, que puede llevar más de 10.000 años ahí, está desapareciendo a gran velocidad y eso hace que se pierda toda la información que hay dentro: partículas animales, vegetales y minerales que son registros para conocer mejor el pasado», afirma.

Además del trabajo de laboratorio y de escribir los artículos científicos (papers) de la investigación, Mario y su equipo hacen excursiones para sacar bloques helados que servirán de muestras. Extraen el hielo con barrenas, muchas veces fabricadas por miembros del grupo o por familiares, y lo guardan en la propia cueva hasta que toque bajarlo o lo llevan a cuestas corriendo hasta el refugio de Góriz, situado a 2.200 metros de altitud.

«Las muestras —asegura el geólogo— tienen que preservarse heladas porque nos interesa estudiar su estructura y queremos saber cómo están desapareciendo. Con distanciómetros láser cuantificamos el retroceso del hielo, que es de muchos centímetros al año, incluso metros, en casi todas las cuevas. Ese retroceso es mucho más visible en los últimos cuatro años. Y eso ya es preocupante porque muchos de esos hielos tienen miles de años. Podemos decir que en los últimos 4.000 años los Pirineos no han sufrido un calentamiento tan fuerte como el actual. Desde que llegaron los primeros ganaderos y agricultores, estas montañas nunca han vivido estas condiciones climáticas».

La beca de doctorado de la Fundación ”la Caixa” ha marcado el camino de este apasionado de la investigación. «Sin ella hubiera cambiado de rumbo. Ganarla con mi proyecto me ha permitido disponer de financiación propia y ser más libre. Es un proyecto que necesita mucha colaboración porque en las cuevas suceden muchas cosas a la vez. Para entender lo que pasa se requieren microbiólogos, hidrólogos, especialistas en paleogenética, químicos, geoquímicos…», admite el joven aragonés.

Los agujeros negros pueden ayudar a entender el clima

El tiempo que David Izquierdo no dedica a estudiar el universo lo pasa leyendo sin parar, dibujando y viendo anime. Cuando tenía 9 años, un libro sobre el sistema solar y los planetas le fascinó, y desde ese momento su presente y su futuro iban a estar marcados por las estrellas. El joven investigador, nacido y criado en Teruel, trabaja ahora en Cerdanyola del Vallès, en el Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC). Izquierdo estudió Física en la Universidad de Zaragoza, hizo un máster de Astrofísica en Madrid y el doctorado en el Centro de Estudios de Física del Cosmos de Aragón (CEFCA), y luego se mudó a la Università degli Studi di Milano-Bicocca (Italia) como investigador posdoctoral.

El científico turolense se dedica básicamente a comprender cómo evolucionan de forma conjunta las galaxias y los agujeros negros, y qué señales dejan en la luz que observamos y en las ondas gravitacionales. «La mayor parte del tiempo la empleo en estudiar cómo se forman y evolucionan los agujeros negros supermasivos», los que poseen una masa que oscila entre millones y decenas de miles de millones de veces la masa de nuestro Sol.

Su trabajo es teórico. «Utilizo un modelo semianalítico en el que coges toda la física que conocemos del universo, la pones toda en ecuaciones analíticas que se pueden resolver de forma veloz y generas un universo simulado para poder estudiar esa formación y evolución de las galaxias y los agujeros negros», comenta. Gracias a esas simulaciones se sabe que las galaxias crecen mediante fusiones con otras galaxias y que la conexión entre agujeros negros y galaxias es mutua: se ayudan a crecer y se autorregulan.

El astrofísico admite que las simulaciones y los algoritmos para hacer predicciones rápidas que se aplican en la cosmología también pueden usarse para saber más del clima. Todo depende del comportamiento de un gas en un sistema, tanto en la formación de galaxias, agujeros negros o estrellas como en el clima.

David señala que el universo, el clima y los ecosistemas comparten algo: «Son sistemas complejos formados por muchos individuos, por muchos insectos o mamíferos, por muchas partículas, por muchas estrellas, por mucho gas… Y en esos sistemas intentas entender el comportamiento y los cambios globales, y hacer predicciones».

David Izquierdo es uno de los especialistas en agujeros negros supermasivos del proyecto internacional L-Galaxies, un modelo que utiliza códigos de simulación para recrear universos. «Es una herramienta computacional que en pocas horas genera universos virtuales con los que podemos comparar el universo que observamos».

Con el apoyo de la beca de posdoctorado Junior Leader de la Fundación ”la Caixa”, Izquierdo pretende realizar predicciones más robustas sobre esos agujeros negros y mejorar el modelo para que también pueda ser utilizado en el estudio del clima. «El objetivo es que se puedan hacer predicciones más precisas a corto plazo y también a meses, años o décadas vista. Por ejemplo, entender cómo llueve en Barcelona o Madrid igual te ayuda a saber cómo va a ser el tiempo dentro de cuatro semanas», sostiene el físico.

A pesar de tener una mirada cosmológica, está intranquilo por la emergencia climática aquí abajo. «Me preocupa que las olas de calor lleguen antes cada año, que se produzcan más inundaciones… Pero sobre todo me inquieta que tampoco estamos preparados».

Gracias a la concesión de la beca, David pudo volver a España después de cinco años: «Fue una alegría, como astrofísico, poder hacer ciencia en España. Me da la capacidad de contratar a un estudiante e invertir en tecnología. Mi objetivo es enseñar lo que he aprendido y que las investigaciones se puedan aplicar en 5 o 10 años».

Saber cuándo «tiene sed» un bosque para prevenir incendios

Otro de los investigadores que recibió una beca de posdoctorado Junior Leader de la Fundación ”la Caixa” es David Chaparro, licenciado en Biología por la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) y máster en Sistemas de Información Geográfica y Teledetección, y en Ecología Terrestre.

Ha colaborado con el Massachusetts Institute of Technology (MIT) y ahora su trabajo principal lo realiza en Cerdanyola, en el Centro de Investigación Ecológica y Aplicaciones Forestales (CREAF).

Su gran obsesión es conseguir saber si un bosque «tiene sed» antes de que lo vea el ojo humano. Lograr esa información es un tesoro para los gestores forestales, sobre todo para los servicios de prevención de incendios. El aumento de las sequías reduce el agua acumulada en los árboles, lo que provoca mortalidad forestal y más riesgo de fuegos. Saber con detalle y precisión la humedad de tallos y hojas, e identificar las zonas boscosas con más riesgo de morir o de convertirse en combustible inflamable es clave en este contexto de olas de calor.

«La teledetección ambiental supone el uso de sensores remotos para observar el bosque desde lejos. Esto incluye satélites, drones, aviones y sensores GPS. Todos contribuyen a medir el estado hídrico de la vegetación», explica Chaparro. «La salud de los bosques determina su capacidad para ofrecer servicios ecosistémicos: son refugio para animales y plantas, tienen funciones económicas porque la madera es uno de los elementos más importantes para la industria y los seres humanos, y nos ofrecen la posibilidad de capturar CO2 de la atmósfera, lo que ayuda a mitigar el cambio climático».

Además, añade que no podemos olvidar su función recreativa y sus beneficios para la salud física y mental. Este biólogo viajó en 2025 a Costa Rica, donde la protección de los bosques se ha convertido en un motor de desarrollo gracias, entre otros factores, al auge del turismo de naturaleza.

Una parte importante de su investigación está ubicada en las montañas de Prades, un extenso macizo montañoso de bosque mediterráneo de más de 30.000 hectáreas entre Tarragona y Lleida. «Allí se da una mortalidad enorme de pino silvestre, hay zonas que parecen quemadas y que, en realidad, son árboles muertos que provocan un preocupante cambio del paisaje», comenta.

Hay distintas maneras de observar la humedad de los bosques. Hay sensores de infrarrojos que monitorizan, desde satélites o drones, la temperatura foliar, la temperatura real de las hojas. También funciona la teledetección de la profundidad óptica de la vegetación mediante el uso de frecuencias de microondas. «Cuando trabajamos con sensores por microondas —utilizan radiación electromagnética de media-baja frecuencia para detectar de forma remota la cantidad de agua― aplicamos algoritmos para extraer datos sobre la humedad, el volumen y la estructura y la densidad de la vegetación. Es así como estimamos su estado hídrico», asegura David Chaparro.

Ahora, el investigador tiene una misión: aprovechar estas herramientas tecnológicas para obtener el potencial hídrico, la tensión a la que está sometido el flujo de agua dentro de un árbol. «Es como cuando succionas líquido por una pajita. La atmósfera hace lo mismo con el agua que circula del suelo a la planta. Si hay más sequía, esta succión es más fuerte porque la atmósfera está más seca y ese flujo de agua se estira, lo que provoca una tensión más alta. Esto hace que el flujo de agua se pueda llegar a romper y provocar una especie de embolia en la planta que ponga en riesgo su vida».

Para Chaparro, el proyecto MOIST, que está liderando en el CREAF con el impulso de la Fundación ”la Caixa”, va a ser trascendente. «Todavía no está suficientemente maduro —admite—, pero cuando tengamos los mapas de humedad se podrán beneficiar las distintas administraciones. En el ecosistema mediterráneo, el aumento y la intensidad de las sequías conlleva mortalidad forestal, el bosque se muere de sed en determinados sitios, y supone mayor riesgo de incendios», explica.

100 becas de la Fundación ”la Caixa” que transforman la realidad

En total, 100 investigadores desarrollarán sus proyectos en España y Portugal gracias a las 60 becas concedidas en el marco del programa de doctorado INPhINIT y a las 40 del programa de posdoctorado Junior Leader de la Fundación ”la Caixa”, que tienen el doble objetivo de retener y atraer el talento para impulsar la investigación de excelencia en España y Portugal.

Lo explica Josep Maria Coronas, director general de la Fundación ”la Caixa”: «Queremos impulsar a estas mentes brillantes para que desarrollen sus ideas en las mejores condiciones posibles y promover un ecosistema científico capaz de transformar realidades».

Para Mario Bielsa, David Izquierdo y David Chaparro, cuyas investigaciones se centran en la mitigación del cambio climático, la necesidad de adaptarnos a una nueva realidad parece más urgente que nunca.