El laboratorio de Erin McClymont tiene seis congeladores en la cocina, cada uno de ellos con alarma. Esto es por cuestión de autoconservación: cuando se corta la luz o se estropea un electrodoméstico, ella debe actuar rápidamente para evitar que se filtre el olor nauseabundo del pescado viejo. La fuente de ese hedor: bloques solidificados de aceite estomacal regurgitado de 50.000 años de antigüedad de petreles blancos antárticos, cuyos trozos se alinean en los estantes de cada congelador.
“Uno de mis colegas que hizo algunas de las muestras originales… estuvo en un trabajo de campo donde tuvieron que deshacerse de sus abrigos al final porque no podían eliminar el olor”, dice McClymont, paleoclimatólogo de la Universidad de Durham en Inglaterra. Los bloques “están repugnantes”.
El petróleo solidificado es un registro indirecto, o sustituto, del pasado en el que los científicos confían “porque no tenemos una máquina del tiempo”, dice Tyler Karp, paleoecólogo de la Universidad de Chicago. Los investigadores que intentan comprender el clima y los ecosistemas de la Tierra necesitan rastrear las precipitaciones, la cobertura de hielo, los incendios y otros factores a lo largo de miles o millones de años, mucho más que los registros humanos. Pero los sustitutos más comunes, incluidos los anillos de los árboles, el polen y los núcleos de hielo que contienen bolsas de aire antiguo, ya han sido bien estudiados. Para aprender algo nuevo, los investigadores deben ser creativos.
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Por eso, científicos como McClymont buscan formas inteligentes de estudiar características oscuras del pasado, como su enfoque de investigación sobre cómo ha cambiado el medio ambiente antártico a lo largo de decenas de miles de años. El hielo marino hace que la extracción de muestras del fondo marino de la Antártida sea particularmente difícil de realizar, por lo que sus colaboradores encontraron un registro polar más oscuro para explorar: el aceite del estómago de las aves marinas. Los petreles de las nieves escupen el aceite delante de sus nidos, principalmente para protegerse de los depredadores con su olor y pegajosidad. Ese vómito se acumula en capas a lo largo de las generaciones de aves, atrapando datos de 50.000 años sobre la dieta de las aves y el entorno del hielo marino.
Aceite estomacal de petrel de las nieves solidificado.
Dominic Hodgson/Estudio Antártico Británico
El aceite de aves marinas es un buen sustituto porque está compuesto de ceras y grasas, que se degradan más lentamente que las proteínas y los carbohidratos. A los trozos se les puede fechar por radiocarbono y realizar una biopsia para determinar la fuente de carbono y nitrógeno, un proceso que primero requiere el uso de una sierra grande para cortar lo que se siente como “un queso cheddar suave: ligeramente blando y blando”, dice McClymont. A medida que el hielo marino se contrae y se expande, la superficie del océano se calienta o se enfría. Eso, a su vez, afecta el ciclo de los nutrientes y el lugar donde pueden vivir las diferentes especies, lo que se manifiesta en las regurgitaciones de las aves.
Estos métodos han revelado que a medida que las capas de hielo de la Antártida se expandieron durante el último máximo glacial, el hielo marino fue empujado más lejos de la costa, lo que obligó al krill a desplazarse fuera de las zonas de alimentación de los petreles. El hallazgo sugiere que los petreles de las nieves son capaces de adaptarse temporalmente a diferentes fuentes de alimento y podrían volver a hacerlo durante futuros cambios climáticos.
Muestreo de aceite estomacal de petrel de las nieves.
Zhongxuan Li/Universidad de Durham
Tripti Bhattacharya, paleoclimatóloga de la Universidad de Syracuse, también aprovecha las sustancias cerosas, aunque mucho menos malolientes. Ella coloca sedimentos fosilizados y liofilizados a través de una “máquina de espresso glorificada” para extraer la capa exterior hidrofóbica de las hojas antiguas, llamada cera de hojas. A medida que las plantas utilizan el agua de lluvia para crecer, sus hojas recogen la proporción característica de isótopos de hidrógeno de la lluvia: átomos con el mismo número de protones y diferente número de neutrones. Las proporciones de isótopos de hidrógeno, específicamente, se pueden rastrear para revelar cuánta agua cayó sobre una planta y cuándo.
Bhattacharya descubrió que la última vez que los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera superaron las 400 partes por millón, como lo hacen los niveles actuales, el sur de California tuvo veranos lluviosos; hoy tiene inviernos lluviosos. El hallazgo ayuda a explicar el ambiente cálido y húmedo que hizo que California fuera adecuada para animales tropicales como los cocodrilos hace tres millones de años. Es probable que el cambio climático no haga que los cocodrilos regresen a la costa oeste, pero los ecologistas pueden utilizar los datos meteorológicos antiguos para pronosticar los tipos de especies que podrían prosperar en un futuro similar. “Los datos indirectos pueden parecer algo científico oscuro, pero en realidad ayudan directamente a nuestros esfuerzos por gestionar el riesgo climático”, dice Bhattacharya.
Las precipitaciones inspiran sustitutos aún más extraños que los sedimentos de las hojas: cuando los avestruces comen plantas que crecieron en condiciones de lluvia, una proporción isotópica característica del nitrógeno en el suelo se transfiere a su cuerpo y, en última instancia, a sus huevos.
Doctorado en geoquímica de la Universidad de Princeton. El estudiante Mingzhe (Damon) Dai colabora con arqueólogos para obtener muestras de huevos de avestruces enterrados entre los primeros asentamientos humanos cuyos habitantes comían las aves y usaban las cáscaras de los huevos como recipientes de agua. De este modo, las proporciones de isótopos de nitrógeno de los huevos pueden ayudar a reconstruir las precipitaciones experimentadas por los primeros humanos en África y Asia.
Los resultados iniciales de Dai han revelado que las precipitaciones fueron escasas en Sudáfrica durante el último máximo glacial y aumentaron a medida que el planeta se calentó. Dai dice que los cambios en la cultura y el comportamiento humanos ocurrieron al mismo tiempo que estos cambios climáticos, lo que sugiere que podrían haber sido un impulsor importante de tales alteraciones en la forma de vida de las personas.
Aunque los científicos pueden utilizar registros convencionales, como núcleos de sedimentos y fondos marinos, para reconstruir el clima global durante los primeros días de la civilización, “la resolución es demasiado [coarse]por lo que no es tan divertido para nosotros discutir algo que sucedió a escala local, que es relevante para la historia humana”, explica Dai. Casualmente, los avestruces y los primeros humanos se movieron aproximadamente en la misma área durante su vida: 85 kilómetros cuadrados. Si un huevo de avestruz revela condiciones de lluvia, eso significa que un asentamiento humano individual probablemente también sintió esa precipitación, y tal vez los habitantes cambiaron su comportamiento en consecuencia.
A Karp le gusta cómo estos registros inusuales le permiten “utilizar el pasado como experimento”. Principalmente estudia restos químicos de plantas quemadas, llamados hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP), para rastrear incendios antiguos. También analiza sustancias químicas llamadas estanoles, que se encuentran en el estiércol de los herbívoros y ayudan a revelar cuándo animales como elefantes, cebras, hipopótamos e impalas vagaban por la tierra. Mientras los ecologistas contemplan la posibilidad de reintroducir el fuego o los animales en paisajes donde la actividad humana los ha eliminado, Karp dice que es útil comprobar registros tan extraños para ver cómo respondieron los entornos en el pasado, como en un ensayo de campo natural.
En última instancia, cada proxy tiene sus limitaciones; algunos, como los HAP, pueden provenir de múltiples fuentes, por lo que es difícil garantizar que se está rastreando el fenómeno correcto. Otros, como el aceite de aves marinas, pueden ser más antiguos de lo que la datación por radiocarbono puede revelar. Y, en general, se necesitan varios pasos experimentales detallados para vincular un registro tan inusual con el patrón que se intenta estudiar, afirma Bhattacharya, lo que añade incertidumbre y error en cada paso.
Pero para muchos investigadores, estos restos antiguos suelen ser las únicas pistas disponibles. “No creo que cuando comencé a estudiar ciencias [that] “Habría esperado estar estudiando la caca”, dice Karp. Pero “cuantas más herramientas diferentes puedas usar para analizar la misma pregunta desde más ángulos, mejor podremos llegar a un buen consenso sobre lo que realmente sucedió”.