El nivel de dióxido de carbono en la atmósfera actual es probablemente más alto de lo que ha sido en los últimos 3 millones de años. Según una nueva investigación, este aumento en el nivel de dióxido de carbono, un gas de efecto invernadero, podría generar temperaturas que no se ven en todo ese período de tiempo.
Los investigadores del estudio utilizaron modelos informáticos para examinar los cambios climáticos durante el período Cuaternario, que comenzó hace unos 2,59 millones de años y continúa hasta hoy. Durante ese período, la Tierra ha experimentado una serie de cambios, pero ninguno tan rápido como los vistos hoy, dijo el autor del estudio Matteo Willeit, investigador climático posdoctoral en el Instituto Potsdam para la Investigación del Impacto Climático.
"Para obtener un clima más cálido que el presente, básicamente hay que volver a un período geológico diferente", dijo Willeit a Live Science.
3 millones de años de clima
El período Cuaternario comenzó con un período de glaciación, cuando las capas de hielo cayeron de Groenlandia para cubrir gran parte de América del Norte y el norte de Europa. Al principio, estos glaciares avanzaron y retrocedieron en un ciclo de 41,000 años, impulsado por cambios en la órbita de la Tierra alrededor del sol, dijo Willeit.
Pero entre 1.25 millones y 0.7 millones de años atrás, estos ciclos glaciales e interglaciales se estiraron, volviendo a ocurrir cada 100,000 años más o menos, un fenómeno llamado transición del Pleistoceno medio debido a la época en que ocurrió. La pregunta, dijo Willeit, es qué causó la transición, dado que el patrón de variaciones en la órbita de la Tierra no había cambiado.
Willeit y su equipo utilizaron una simulación avanzada por computadora del Cuaternario para tratar de responder esa pregunta. Los modelos son tan buenos como los parámetros incluidos, y este incluía mucho: condiciones atmosféricas, condiciones oceánicas, vegetación, carbono global, polvo y capas de hielo. Los investigadores incluyeron lo que se sabe sobre los parámetros y luego los modificaron para ver qué condiciones podrían crear la transición a mediados del Pleistoceno.
Como han cambiado las cosas
El equipo descubrió que para que los ciclos glaciales de 41,000 años cambiaran a ciclos de 100,000 años, dos cosas tenían que suceder: el dióxido de carbono en la atmósfera tenía que disminuir y los glaciares tenían que eliminar una capa de sedimento llamada regolito.
El dióxido de carbono puede haber disminuido por diferentes razones, dijo Willeit, como una disminución en la emisión de gases de efecto invernadero de los volcanes o cambios en la velocidad de erosión de las rocas, lo que llevaría a que más carbono se encerrara en los sedimentos transportados al fondo del mar. Menos carbono en la atmósfera significaba menos calor atrapado, por lo que el clima se habría enfriado hasta el punto en que grandes capas de hielo podrían formarse más fácilmente.
Los procesos geológicos proporcionaron el segundo ingrediente crucial para ciclos glaciales más largos. Cuando los continentes están libres de hielo durante largos períodos de tiempo, adquieren una capa superior de roca triturada y no consolidada llamada regolito. La luna de la Tierra es un buen lugar para ver un ejemplo hoy: la gruesa capa de polvo de la luna es un regolito.
El hielo que se forma en la parte superior de este regolito tiende a ser menos estable que el hielo que se forma en la roca madre firme, dijo Willeit (imagine la diferencia en la estabilidad entre una superficie hecha de rodamientos de bolas y la de una mesa plana). Del mismo modo, las capas de hielo basadas en regolitos fluyen más rápido y se mantienen más delgadas que el hielo. Cuando los cambios en la órbita de la Tierra alteran la cantidad de calor que golpea la superficie de la Tierra, las capas de hielo son particularmente propensas a derretirse.
Pero los glaciares también arrasan el regolito, empujando las cosas polvorientas hacia sus bordes glaciales. Esta limpieza glacial vuelve a exponer la roca madre; Después de algunos ciclos glaciales a principios del Cuaternario, el lecho de roca habría quedado expuesto, dando a las capas de hielo recién formadas un lugar más firme para anclarse, dijo Willeit. Estas capas de hielo resistentes, más un clima más frío, dieron como resultado los ciclos glaciares más largos que se vieron después de hace aproximadamente un millón de años. Los períodos interglaciales todavía ocurrieron debido a cambios orbitales, pero se hicieron más cortos.
Clima entonces y ahora
Esos hallazgos son importantes para comprender las condiciones que determinaron si lugares como Chicago o la ciudad de Nueva York son habitables o están cubiertos en una milla de hielo. Pero también son útiles para enmarcar el cambio climático actual, dijo Willeit.
Los registros de carbono atmosférico que existían hace unos 800,000 años deben reconstruirse en lugar de medirse directamente a partir de núcleos de hielo, por lo que las estimaciones sobre la cantidad de carbono en la atmósfera han variado. La investigación de modelado de Willeit y su equipo sugiere que el dióxido de carbono estuvo por debajo de 400 partes por millón durante todo el período Cuaternario. Hoy, el promedio mundial es de 405 partes por millón y sigue aumentando.
A fines del Plioceno, hace aproximadamente 2.5 millones de años, las temperaturas globales promedio fueron temporalmente alrededor de 2.7 grados Fahrenheit (1.5 grados Celsius) más altas que el promedio antes del uso generalizado de combustibles fósiles, mostró el modelo de Willeit. Esas temperaturas antiguas actualmente tienen el récord de las más altas en todo el período Cuaternario.
Pero eso podría cambiar pronto. El globo ya es 2.1 grados F (1.2 grados C) más cálido que el promedio preindustrial. El Acuerdo de París de 2016 limitaría el calentamiento a 2.7 F (1.4 C), igualando el clima de hace 2.5 millones de años. Si el mundo no puede manejar ese límite y se dirige hacia 3.6 grados F (2 grados C), el objetivo internacional anterior, será el promedio mundial más caluroso visto en este período geológico.
"Nuestro estudio pone esto en perspectiva", dijo Willeit. "Muestra claramente que incluso si observamos los climas pasados en escalas de tiempo muy largas, lo que estamos haciendo ahora en términos de cambio climático es algo grande y muy rápido, en comparación con lo que sucedió en el pasado".
Los hallazgos se publicarán hoy (3 de abril) en la revista Science Advances.
