El estudio de las causas de las edades de hielo permitir¨¢ predecir mejor el clima La oscilaci¨®n entre periodos fr¨ªos y glaciaciones domin¨® la Tierra durante millones de a?os

Para predecir el clima del futuro es necesario entender los mecanismos que lo mueven, y una clave importante est¨¢ en el estudio del clima del pasado, un ¨¢rea cient¨ªfica en auge. La oscilaci¨®n entre periodos fr¨ªos -glaciaciones- y periodos m¨¢s c¨¢lidos, los interglaciales, ha dominado el clima de la Tierra en los ¨²ltimos millones de a?os. Comprender las causas y consecuencias del final de una edad de hielo es un tema especialmente interesante: puede ayudarnos a predecir los futuros efectos del calentamiento global que amenaza la Tierra a consecuencia de las actividades industriales del ser humano.

La temperatura media es unos 5?C m¨¢s baja que en el clima actual. Los casquetes de hielo polares extienden sus dedos glaciales miles de kil¨®metros y cubren gran parte de Europa, Asia, Norte y Suram¨¦rica con un grueso manto de hielo. Condiciones como ¨¦stas, propias de una edad de hielo, han imperado durante alrededor del 80% de los ¨²ltimos 2,5 millones de a?os: como dice Mark Maslin, del University College de Londres, en muchos sentidos, estar embutido en hielo es "el estado normal del planeta".Una pauta en la forma de la ¨®rbita de la Tierra alrededor del Sol controla el ciclo de edades de hielo. La forma de esta ¨®rbita var¨ªa y se vuelve m¨¢s circular o m¨¢s el¨ªptica, en per¨ªodos de aproximadamente 100.000 a?os. Esto se ajusta a la frecuencia con la que empiezan las edades de hielo. Pero los ciclos de edades de hielo de 100.000 a?os de duraci¨®n son un fen¨®meno relativamente reciente y nadie sabe por qu¨¦ el planeta adopt¨® su estado actual.

Sin embargo, los cambios en la cantidad de energ¨ªa solar que llega a la Tierra son demasiado peque?os como para tener alg¨²n efecto en el clima por s¨ª solos. De alguna manera, interact¨²an con la atm¨®sfera y los oc¨¦anos, y se amplifican hasta dar lugar a grandes diferencias en la temperatura media de todo el globo.

Pero nadie est¨¢ seguro de c¨®mo ocurre. Para descubrir lo que provoca que una edad de hielo empiece o termine, tenemos que reconstruir el clima de la Tierra en diferentes lugares y en diferentes momentos, y reconstruir los hechos. La mejor manera de retrotraerse en el tiempo es excavar un agujero. Algunos de los mejores lugares para excavar agujeros son las gruesas capas de sedimentos del lecho oce¨¢nico, as¨ª como de Groenlandia y la Ant¨¢rtida, donde la nieve de milenios forma casquetes de hielo de varios kil¨®metros de espesor.

Una poderosa se?al de climas pasados es la proporci¨®n de las dos clases de ox¨ªgeno de la atm¨®sfera, el ox¨ªgeno-16 y el m¨¢s pesado ox¨ªgeno-18 (que tiene dos neutrones m¨¢s en su n¨²cleo). Cuando el tiempo se vuelve m¨¢s fr¨ªo, el agua se traslada a trav¨¦s de la atm¨®sfera desde los mares, que se contraen, hasta los casquetes de hielo, que aumentan. Como el agua que contiene ox¨ªgeno-16 se evapora m¨¢s r¨¢pidamente, su concentraci¨®n en los casquetes de hielo aumenta. El agua que queda en el oc¨¦ano contiene proporcionalmente m¨¢s ox¨ªgeno-18. Aqu¨ª, los reveladores rastros de ox¨ªgeno se encuentran en las conchas de diminutas criaturas marinas llamadas foramin¨ªferos.

Uno de los mayores desaf¨ªos de los cient¨ªficos que estudian el clima es fechar los datos. En qu¨¦ teor¨ªa creemos -si los cambios los causan los oc¨¦anos o la atm¨®sfera, si empiezan en el Hemisferio Norte o en el Sur- depende en gran medida de la procedencia de los datos en que creemos. Niall Slowey (Universidad A&M de Tejas), afirma: "El 90% consiste en anotar la cronolog¨ªa". Robert Mulvaney (British Antarctic Survey), comenta que si los problemas y discrepancias se pudieran resolver, "empezar¨ªamos realmente a entender el sistema clim¨¢tico".

El mes pasado, Slowey describi¨® precisamente ese progreso en Nature junto con Gideon Henderson (Universidad de Columbia). Utilizando m¨¦todos para fechar perfeccionados y combinados con registros de temperatura procedentes de conchas de foramin¨ªferos, pusieron la fecha m¨¢s exacta hasta ahora al final de la pen¨²ltima edad de hielo: hace 135.000 a?os, milenio arriba milenio abajo.

Indicios de que el cambio empieza en el Sur

Gideon Henderson, experto en dataci¨®n, cree que la causa ¨²ltima del cambio clim¨¢tico fue un aumento de la cantidad de energ¨ªa solar que lleg¨® al hemisferio Sur. Sospecha que ¨¦sta derriti¨® las capas de hielo ant¨¢rtico, lo que elev¨® el nivel de di¨®xido de carbono de la atm¨®sfera, lo que calent¨® todo el mundo, lo que hizo que las capas de hielo se derritiesen y as¨ª sucesivamente. Pero Henderson afirma que hay otras explicaciones posibles, como un aumento de la frecuencia de los efectos de El Ni?o, durante el cual el sur del Oc¨¦ano Pac¨ªfico se calienta.

El mes pasado, otro informe publicado en Nature, obra de Britton Stephens y Ralph Keeling, del Instituto Scripps de Oceanograf¨ªa, en California, reforz¨® la conexi¨®n entre la capa de hielo meridional y el di¨®xido de carbono.

Durante una edad de hielo, la proporci¨®n de di¨®xido de carbono en la atm¨®sfera cae de un 0,03% hasta un 0,02% aproximadamente, debilita el efecto invernadero y mantiene fr¨ªo el mundo. Stephens y Keeling explican esta ca¨ªda utilizando un modelo por ordenador. Calculan que capas de hielo m¨¢s grandes en la Ant¨¢rtida podr¨ªan prevenir la liberaci¨®n de di¨®xido del mar. Stephens afirma que las pruebas que se acumulan sugieren que las fuerzas que se ocultan tras el cambio clim¨¢tico se encuentran en el hemisferio Sur.

Nivel del mar m¨¢s alto

En el periodo c¨¢lido que sucedi¨® a la pen¨²ltima edad de hielo, la Tierra estaba m¨¢s caliente que ahora y el nivel del mar era unos 6 metros m¨¢s alto. Un aumento equivalente en la actualidad dar¨ªa lugar a que ¨¢reas densamente pobladas situadas en zonas bajas de Holanda y Bangladesh, ciudades como Miami y Bangkok e islas como las Maldivas, desapareciesen bajo las olas.

La pasada semana en Nature, Kurt Cuffey (Universidad de California) y Shawn Marshal (Universidad de British Columbia) sugieren que la mayor contribuci¨®n al aumento del nivel del mar se debi¨® al derretimiento del casquete glacial de Groenlandia. Cuffey explica: "Nuestros resultados apoyan la idea de que varios metros o m¨¢s de aumento del nivel del mar acompa?ar¨ªan casi con seguridad a un calentamiento clim¨¢tico sostenido y que el derretimiento del casquete glacial de Groenlandia provocar¨ªa aproximadamente un aumento del nivel del mar de entre 50 y 70 cent¨ªmetros en el pr¨®ximo siglo".

Las excavaciones y los modelos por ordenador tienen una relaci¨®n simbi¨®tica. A medida que los registros clim¨¢ticos se vuelven m¨¢s exactos, los modelos deber¨ªan ser mejores a la hora de explicar las fuerzas que impulsan el cambio y de predecir el futuro.