Читать книгу El Cambio Climático Natural - Stefan Uhlig - Страница 7

Los Cambios climáticos ya han existido desde hace millones de años, relacionados con cambios de temperatura, con épocas de tiempos fríos (períodos glaciales) y tiempos cálidos (períodos interglaciales), donde evidentemente la duración de los primeros fue siempre mucho más larga que la de los últimos. Durante el Cuaternario, es decir durante los últimos 2,56 millones de años, se pueden distinguir más de 20 cambios fuertes de períodos fríos y períodos cálidos. La mayoría (más o menos un 90 %) de los últimos 420.000 años fueron más fríos que en la actualidad, y períodos cálidos, como el que disfrutamos hoy día, son más bien la excepción en la historia de la Tierra (Figura 3). Sin embargo, también durante los últimos 12.000 años, es decir desde el fin de la última Época glacial de Würm, hubo períodos mucho más cálidos que hoy en día. Así fue por ejemplo durante el Óptimo climático del Atlántico hace unos 8.000 a 4.000 años (ver Tabla 1, como también el Capítulo 8 y las Figuras 6 y 51). Este período climático del Atlántico, llamado también "Óptimo climático del Holoceno", se caracteriza por una mayor extensión de plantas de ambientes cálidos, como por ejemplo bosques mixtos de robles, la retirada de tundras sin árboles en las regiones septentrionales (o borales) del hemisferio norte y la subida del límite superior del bosque en las montañas.

Tabla 1 (siguiente): Resumen simplificado de los distintos períodos de épocas frías y cálidas de los últimos 885.000 años basado en la nomenclatura clásica. Las épocas cálidas son resaltadas en rojizo, las épocas frías en azulado. Ligeramente más pálidos se resaltan los períodos más cálidos ("Óptimos" o máximos) o más fríos ("Pésimos" o mínimos) del actual Holoceno, la época cálida que empezó hace unos 11.700 años, después del final de la última Época glacial. En la climatología moderna las diferentes épocas cálidas y frías son numeradas correlativamente a base de Marine Isotope Stages (MIS, Estadios Isotópicos Marinos). En la columna derecha se presentan las diferencias del nivel del mar con respecto al nivel actual (ver también las Figuras 49 y 50).

Tab. 1

En la Tabla 1 se presenta un resumen de los cambiantes períodos de épocas frías y cálidas de los últimos 885.000 años que corresponden a menos de la mitad de la duración del Cuaternario de 2,56 millones de años. A la última Época glacial los científicos la llaman "Würm" en la región de los Alpes europeos que es un afluente del río Isar (Baviera, Alemania) porque en esta región se habían encontrado numerosos sedimentos glaciales y típicas formas y paisajes de la última glaciación. El avance glacial simultáneo que abarcó el norte de Alemania y de Polonia desde Escandinavia tiene el nombre "Weichsel" o "Vístula" (el río más largo de Polonia). En el norte del continente americano se aplica el nombre "Wisconsin" según el estado de los E.E.U.U. con el mismo nombre situado en la región de los Grandes Lagos. La época fría anterior se llama Glacial de "Riss" en los Alpes y Pre-Alpes y Glacial de "Saale" en el Norte de Alemania. Los glaciares de Escandinavia de la época fría de "Saale" avanzaron más hacia las tierras bajas del Norte de Alemania (hacia el sur) que los de la época fría de "Weichsel". Aunque ahora esa terminología ha caído en desuso y ahora es habitual referirse preferentemente a los MIS (Estadios Isotópicos Marinos, Figura 4).

Los períodos glaciales se subdividen por diferentes mínimos y máximos de temperatura, como se puede ver en las Figuras 3 y 4. Figura 3 demuestra las oscilaciones de CO₂ y de las temperaturas de los últimos 420.000 años a base de investigaciones de testigos de hielo de la Antártida y de evaluaciones de datos índice "proxy" (representantes) relacionados. Se pueden diferenciar bien las tres últimas épocas cálidas (términos en rojo) y frías (térmicos en azul). A base de estos datos "representantes" se ve claramente que las concentraciones del CO₂ van detrás de la evolución de la temperatura (ver también el recorte detallado de la Figura 76 y las correspondientes discusiones del Capítulo 10). La pregunta sobre la relación entre el CO₂ y la temperatura es similar a la de la discusión de ¿quién fue primero, el huevo o la gallina? Aquí hay que recordarse de la vieja regla básica para la interpretación de datos estadísticos que dice que encontrar una correlación (aún) no es encontrar una relación de causalidad. Como vamos a ver, la temperatura en la atmósfera terrestre depende de otros factores mucho más importantes que el CO₂. Lo que ya se puede percibir en la Figura 3, por ejemplo en el período de hace 420.000 a 400.000 de años, en que la curva verde de CO₂ claramente sigue a la curva roja de la temperatura. Eso significa que cuando el cambio de temperatura ya está en curso, bajando o subiendo la temperatura, la concentración de CO₂ empieza a seguirlo con cierto retraso de tiempo (aparentemente de unos cientos de años, por ejemplo en LÜDECKE 2010). Es decir que la concentración del CO₂ es más bien una función de la temperatura del aire atmosférico (y de los océanos como vamos a ver) y no al contrario. Este tema se discutirá en detalle en el Capítulo 10.

Figura 3 (siguiente): Cambios climáticos y evolución del CO₂ (curva verde) y de la temperatura (curva roja) durante los últimos 420.000 años (eje X) documentados en los núcleos (testigos) de hielo de Vostok (Antártida). Los 4 períodos fríos (de temperaturas mínimas) corresponden a las 3 últimas clásicas épocas glaciales (Mindel, Riss (en realidad abarcando dos períodos fríos) y Würm). Los muy cortos períodos cálidos (de temperaturas máximas) corresponden a las clásicas Épocas interglaciales (Holstein, Eem y el actual Holoceno); de BGR - Klimafakten (2004).

Fig. 3

La nomenclatura y asignación clásica de las diferentes épocas glaciales e interglaciales se basan en las investigaciones sistemáticas que los geólogos de campo iniciaron en el siglo XIX. Pero en los últimos 50 años, la datación fue objeto de evidentes ajustes, diferenciándose de las primeras clasificaciones geocientíficas de hace 200 años. LAUER & WEISS (2018), por ejemplo, llegan a la conclusión que la Época glacial Saale/Riss ya debería haber empezado hace unos 450.000 años, basado en determinaciones de edad modernas. Para evitar referirse a las muy variadas nomenclaturas regionales de las últimas épocas frías y cálidas y para estandarizarlas, hoy día se utilizan más a menudo los Estadios Isotópicos Marinos (= MIS Marine Isotope Stages, Tabla 1 y la Figura 4), es decir a datos isotópicos de muestras de sedimentos marinos que nos dan indicaciones sobre las condiciones climáticas del pasado. La gran ventaja de los sedimentos de océanos y lagos (por ejemplo el lago de Laacher See, Alemania) es que ellos presentan normalmente una secuencia de estratos casi siempre completa e inalterada. En cambio, depósitos en tierra pueden estar alterados y/o superpuestos por avances glaciares posteriores y procesos de erosión.

Figura 4 (siguiente): 21 Estadios y subestadios Isotópicos Marinos (MIS Marine Isotope Stages) han tenido lugar en los últimos 830.000 años. La presentación inversa de los datos índice de δ¹⁸O (‰ versus VPDB Vienna PeeDee Belemnite), representando un indicador indirecto („proxy") de la evolución de temperatura, muestra los valores índice bajos correspondiendo a temperaturas (y niveles de los océanos) elevados en la parte superior izquierda del eje Y. Se observa claramente una cierta periodicidad de los diferentes MIS, es decir de los picos o máximos de temperatura. La línea pálida corresponde a los valores índice mínimos de δ¹⁸O, respectivamente la línea azul claro a los valores índice máximos de δ¹⁸O, de épocas glaciales típicas después de la última inversión del campo magnético terrestre (Brunhes–Matuyama) hace unos 781.000 de años; gráfica de RAILSBACK et al. (2015); ver también la Tabla 1.

Fig. 4

En la Figura 4 se presentan 21 de estos Estadios Isotópicos Marinos (MIS) cubriendo los últimos 830.000 años. La presentación inversa de los datos índice de δ¹⁸O, representando un indicador indirecto ("proxy") de la evolución de temperatura, enseña los valores índice bajos correspondiendo a temperaturas (y en consecuencia a niveles de los océanos) elevados en la parte superior del eje Y (quiere decir hacia arriba). Los isótopos de oxígeno δ¹⁸O se determinaron en foraminíferos, que son protistas ameboides de unos pocos milímetros de diámetro, que se encuentran en los sondeos de sodimentos marinos. Cuando la condición de ambiente de los foraminíferos cambia a más fría, estos incorporan más del isótopo de oxígeno estable de ¹⁸O. Es la razón de la presentación inversa de la Figura 4: bajos valores índice de δ¹⁸O (en el eje Y hacia arriba) corresponden a más altas temperaturas. En esta figura se pueden observar también las oscilaciones de temperaturas durante la historia reciente de la Tierra a las que se pueden identificar claramente intervalos de tiempo que demuestran una cierta repetición y regularidad. En el curso de los últimos 830.000 años presentados se pueden contar unos 21 estados isotópicos marinos, o 20 si contamos correctamente el primero y el último estadio a la mitad, lo que corresponde a un período medio de unos 39.500, o, respectivamente a unos 41.500 de años. Si consideramos en la Figura 4 los diferentes pequeños y grandes máximos de temperatura, se pueden contar más o menos 38-40 diferentes picos de temperatura que correspondería a una duración media de los períodos de aproximadamente de 22.000 años. Con estos períodos aproximadamente de 41.000 y de 22.000 años de duración nos vamos a tropezar de nuevo más adelante en el siguiente capítulo.

Figura 5 presenta en más detalle la evolución de la temperatura y también de la insolación del Sol de los últimos 500.000 años. Aquí se puede observar claramente que las 4 épocas frías (glaciales) interrumpen 5 muy cortas épocas cálidas (interglaciales) donde los dos períodos fríos, en el centro (período de hace 320.000-126.000 años), corresponden a la clásica Época glacial llamada antiguamente "Riss". La evolución de la temperatura en la Tierra durante el período del actual Interglacial del Holoceno, es decir de los últimos 11.700 años, se presenta en la Figura 6 donde se observa una etapa cálida hace 8.000-4.000 años, el llamado Óptimo cálido del Atlántico, de que hablamos antes, cuando las temperaturas estaban varios grados por encima de la temperatura actual. Incluso, no se puede descartar que tal vez el período más cálido del Atlántico fue el período más cálido de todo el actual Interglacial de Holoceno.

Figura 5 (siguiente): Evolución de temperatura (basado en el "proxy" Deuterio (²H)) durante las 4 últimas épocas glaciales. Curva izquierda: períodos fríos ("kalt") hacia la izquierda, períodos cálidos ("warm") hacia la derecha, ver también la Figura 3. Curva derecha: desarrollo de la insolación (en watios por m2) en el mismo período, como también una predicción de los próximos 100.000 de años; gráfica de SIROCKO (2012).

Fig. 5

Figura 6 (siguiente): Reconstrucción de la evolución de temperatura del Holoceno (la actual Época cálida o interglacial) que empezó hace unos 11.700 años (VINÓS 2019). En el eje X se presentan los miles de años, antes de hoy, y en el eje Y izquierdo las deviaciones de temperaturas en °C (del medio "instrumental" de 1960-1990). Curva roja (a): curso medio de las temperaturas según MARCOTT et al. (2013). Curva negra dentada (b): lo mismo, pero más refinado a base de investigaciones biológicas y glaciológicas y datos de sedimentos marinos. Línea violeta (c): curso de cambio de la inclinación del eje de rotación de la Tierra (la Oblicuidad, ver el Capítulo 4) con los valores angulares de la inclinación del eje rotatorio de la Tierra en el eje Y derecho.

Fig. 6

Desde el final de la última glaciación hace unos 11.700 años hasta el comienzo del Óptimo climático del Atlántico, es decir en menos de 3.000 años, la atmósfera se calentó aproximadamente de 1,5°C (ver la Figura 6). Sin embargo, en este período las concentraciones de CO₂ en la atmósfera bajaron de ca. 270 ppm (más o menos el valor de referencia que se postula para los tiempos preindustriales) a 250 ppm para empezar a subir más o menos continuamente después, durante los siguientes 8.000 años, al valor preindustrial de unos 280 ppm (INDERMÜHLE et al. 1999). Esta unidad de medida de ppm (partes por millón), con la que se evalúa la concentración, se va a comentar más abajo. De antemano, para comprender mejor, una concentración de 1 % corresponde a 10.000 ppm.

Este descenso del CO₂ de unos 20 ppm, mientras la temperatura en la superficie de la Tierra experimentaba una subida en el mismo período más de 1°C, demuestra de nuevo que el CO₂ corre evidentemente detrás del desarrollo de la temperatura. Es decir que la evolución del CO₂ depende del desarrollo de la temperatura y no al revés. Este hecho tampoco es sorprendente porque durante la última glaciación, durante unos largos 100.000 años, los inmensos volúmenes de agua de los océanos pudieron recoger mucho más CO₂ que en tiempos cálidos. Sólo cuando empezaron a calentarse poco a poco las masas de agua también en las grandes profundidades de los océanos, muchos años después del final de la glaciación, ellos devolvieron paulatinamente y con cierto retraso el CO₂ a la atmósfera. En la Figura 6 se presentan también los arriba mencionados Óptimos climáticos de la Cultura minoica, de la Época romana, de la Alta Edad Media, como también los Pésimos climáticos de la Época migratoria y de la Pequeña Edad de Hielo (ver también el Capítulo 6).

Como la luminosidad del Sol ha sido relativamente estable durante los últimos millones de años, aparte de la variabilidad de su intensidad en plazos relativamente más cortos basada en la actividad pulsante del Sol, lo que se va a discutir en el Capítulo 4, es que deben existir otros factores y parámetros de larga duración que causen a los observados y arriba descritos cambios climáticos de épocas de frío y de épocas de calor. Llama la atención que durante los últimos millones de años aproximadamente cada 100.000 – 120.000 años (Figuras 3 y 5) se repiten épocas de extremo frío (épocas glaciales) interrumpidas por épocas más calurosas (Épocas interglaciales) de unos 12.000-20.000 años de duración. El curso de las temperaturas terrestres subiendo y bajando cíclicamente de la Figura 4, de los Estadios Isotópicos Marinos, presenta dos modelos de periodicidad de unos 41.000 y de unos 22.000 años. ¿Cómo puede darse esta doble periodicidad?