La historia de la Tierra es una montaña rusa de fluctuaciones climáticas, de calor relativo que da paso a períodos congelados de glaciación antes de volver a subir a los climas más templados que experimentamos hoy.
Lo que desencadena estos períodos de glaciación, o edades de hielo, es difícil de precisar, aunque durante algún tiempo los investigadores han sospechado fuertemente que están involucradas las peculiaridades de la órbita de la Tierra alrededor del sol.
Una nueva investigación ha demostrado la relación precisa entre las edades pasadas de hielo y cada bamboleo, inclinación y ángulo del camino del planeta, desbloqueando una nueva herramienta para predecir las fluctuaciones futuras de nuestro clima global.
“El vínculo entre los ligeros cambios en la inclinación axial y la geometría orbital y la depilación y el meneo de las capas de hielo continental representa uno de los misterios más antiguos en la ciencia del clima”, explicó a Sciencealert, científico del científico de la Tierra, Stephen Barker de la Universidad de Cardiff en el Reino Unido.
“Como tal, representa una brecha fundamental en nuestra comprensión del sistema climático. Aumentar nuestra conciencia de cómo funciona el sistema climático dinámico de la Tierra es crucial si esperamos poder predecir cómo el clima podría cambiar en el futuro”.
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La órbita de la Tierra alrededor del sol no es perfectamente simétrico. Tiene una forma algo ovalada denominada excentricidad orbital, con el sol fuera del centro en el ovalado, lo que significa que la distancia de la Tierra del sol cambia durante todo el año.
Y la posición de ese óvalo en el espacio cambia un poco con cada órbita; Llamamos a eso precesión orbital.
Finalmente, la inclinación del eje rotacional de la Tierra, una propiedad conocida como oblicuidadcambia a medida que orbita el Sol.
Se sabe por algún tiempo que estas diferentes propiedades de la relación de nuestro planeta con el sol dan como resultado ciclos de climas más cálidos y más fríos, con cambios periódicos en diferentes aspectos de la órbita de la Tierra que afectan la órbita de la Tierra. Distribución estacional y geográfica de la luz solar.
Colectivamente conocido como Ciclos de Milankovitchestos cambios periódicos ocurren aproximadamente cada 20,000, 40,000, 100,000 y 400,000 años, pero burlarse de qué aspectos de la órbita de la Tierra están involucradas en las fluctuaciones en el clima no es una tarea fácil.
“El clima de la Tierra es un sistema interconectado de procesos complejos, todo actuando juntos para producir los cambios que observamos”, dijo Barker. “Modelar estos cambios en las escalas de tiempo relevantes para los ciclos glaciales requiere una gran cantidad de potencia de procesamiento, además de que los procesos en sí son difíciles de cuantificar y modelar de forma independiente”.
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Por ejemplo, hay dos ciclos muy cronometrados; Precesión a los 21,000 años, y el segundo armónico de oblicuidad a los 20,500 años. Nadie ha podido establecer un vínculo claro entre cualquiera de estos ciclos y el final de una edad de hielo.
Además, durante los últimos 800,000 años, la edad de hielo ha terminó cada 100,000 añosy los científicos no han podido encontrar la causa de este ciclo.
Barker y sus colegas comenzaron mirando los cambios en las proporciones de isótopos de oxígeno en el mar profundo en los últimos 800,000 años, conservados en los exoesqueletos fosilizados de pequeños organismos marinos llamados foraminíferos. Estos cambios se pueden usar para mapear los cambios en el volumen de hielo continental o las capas de hielo, una métrica clave en el estudio de la glaciación pasada de la Tierra.
Con esta información, los investigadores crearon un gráfico detallado de ciclos de glaciación, con el cual compararon dos idiosincrasias de la órbita de la Tierra: su precesión y oblicuidad. Y surgió un patrón sorprendente. Las etapas críticas de las transiciones entre los períodos glaciales e interglaciales coincidían con una relación particular entre la precesión y la oblicuidad.
La deglaciación, el final de una edad de hielo, parece íntimamente vinculada a una relación entre precesión y oblicuidad; Pero es solo la oblicuidad lo que es responsable del inicio de una edad de hielo.
Esto, dicen los investigadores, explica el ciclo de 100,000 años. Y todo estaba allí, escondido a la vista.
“Estaba realmente emocionado cuando vi la relación entre la fase orbital y la forma de la curva climática a través de estas transiciones bien conocidas”, dijo Barker.
“Las curvas que estamos viendo han existido durante décadas y se han visto miles de veces (incluso por mí mismo) y, sin embargo, la relación que encontramos (que es fácil de ver cuando se señala) permaneció casi oculta antes”.
Estudios anteriores, Dijo, han argumentado que el momento de los inicios de la edad de hielo es más aleatorio. El trabajo de su equipo muestra que es determinista, lo que significa que ahora tenemos una herramienta que nos permite predecir cuándo las edades de hielo van a suceder en el futuro.
La oblicuidad de la Tierra está actualmente en proceso de disminución hacia un mínimo, que alcanzará en 11,000 años más o menos; Según los cálculos del equipo, la próxima edad de hielo comenzará antes de eso.
Esta es una información de vital importancia para comprender los efectos futuros a largo plazo de la actividad humana actual, dijo Barker.
“Según los últimos informes de IPCC, los humanos ya han comenzado a alterar el curso del clima lejos de su trayectoria natural mediante la emisión de gases de efecto invernadero”, explicó.
“Esto significa que las decisiones que tomamos ahora tendrán consecuencias en el futuro lejano. En la actualidad, el futuro proyectado cambio climático se califica en relación con las condiciones modernas (o preindustriales).
“Pero creemos que para apreciar completamente la verdadera magnitud de los cambios futuros, deben compararse con lo que podría haber sucedido en un futuro hipotético, libre de la influencia de la humanidad. Por lo tanto, esperamos crear mejores predicciones de la variabilidad del clima natural futuro para cuantificar la posible influencia humana en los próximos milenios”.
La investigación del equipo ha sido publicada en Ciencia.