En los últimos dos millones y medio de años, la Tierra ha pasado por 50 glaciaciones, todas con un profundo efecto en el clima de nuestro planeta. Pero, ¿qué las provoca y cómo podemos predecir cuándo llegará la siguiente edad de hielo?

La última edad de hielo

Concepto artístico de la Tierra durante una edad de hielo. Crédito: Wikimedia Commons/Ittiz
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Concepto artístico de la Tierra durante una edad de hielo.
Crédito: Wikimedia Commons/Ittiz

Hace unos 40 años, los científicos se dieron cuenta de que las glaciaciones están relacionadas con cambios en la órbita de la Tierra, aunque esa afirmación es mucho más compleja de lo que parece. Todavía estamos intentando comprender cómo interaccionan los movimientos de nuestro planeta con el clima, particularmente con los gases invernadero, provocando que entremos o salgamos de una edad de hielo.

La última tuvo lugar hace unos 21.000 años, cuando hubo una capa de hielo casi continua a través de Norteamérica, desde el Oceano Pacífico hasta el Atlántico. En su punto más profundo, en la Bahía de Hudson (Canadá), llegó a tener más de tres kilómetros de profundidad, y se extendió tan al sur que llegaba a lo que hoy es la ubicación de Nueva York. En Europa hubo dos grandes capas de hielo. Por un lado la británica, que llegó a extender al sur hasta Norfolk (en el este de Inglaterra) y la escandinava, que se extendía desde Noruega hasta los Montes Urales en Rusia.

En el hemisferio sur hubo varias capas de hielo significativas en Patagonia (que es la región más al sur de Argentina y Chile), Sudáfrica, sur de Australia y Nueva Zelanda. En estas capas de hielo había tanta agua atrapada que el nivel del mar bajó unos 125 metros. En comparación, si todo el hielo de la Antártida y de Groenlandia se descongelase hoy, el nivel del mar sólo subiría unos 70 metros (sería catastrófico para muchas ciudades costeras, pero comparativamente no es una gran subida).

¿Cuál es su origen?

Movimiento de precesión de la Tierra. Crédito: NASA
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Movimiento de precesión de la Tierra.
Crédito: NASA

Allá por 1941, Milutin Milankovitch, un ingeniero civil, astrónomo, matemático y geofísico serbio, sugirió que los bamboleos en la órbita de la Tierra cambiaban la distribución de la energía solar en la superficie del planeta, dirigiendo los ciclos de glaciación. Creía que la cantidad de radiación solar recibida (es decir, la insolación de una región), al sur del Círculo Polar Ártico, en una latitud de 65ºN, era clave. Allí, la insolación puede variar hasta en un 25%. Cuando hubiese menos insolación durante los meses de verano, la temperatura media sería algo más baja y parte del hielo en esa región podría mantenerse congelado y acumularse, llegando a producir, eventualmente, una capa de hielo.

Sin embargo, hubo que esperar hasta hace 30 años, cuando tres científicos utilizaron los registros del clima a largo plazo, obtenidos de los análisis de los sedimentos marinos, pusieron a prueba esta hipótesis. Jim Hays utilizó ensamblajes fósiles para calcular la temperatura en superficie del mar en épocas pasadas. Nick Shackleton, por su parte, calculó los cambios en el volumen global de hielo, en el pasado, midiendo los isótopos de oxígeno (los isótopos son átomos con diferentes cantidades de neutrones en sus núcleos) en el carbonato de calcio fosilizado en los sedimentos marinos. John Imbrie, por su parte, utilizó un análisis de series temporales para comparar, estadísticamente, el momento y ciclos de la temperatura en superficie del mar, y los registros del volumen global de hielo, con posibles patrones en la órbita de la Tierra.

En diciembre de 1976, publicaron un estudio en la revista Science (que puede ser consultado aquí) demostrando que los registros climáticos contenían los mismos ciclos que tres parámetros que varían en la órbita de nuestro planeta: su excentricidad, su oblicuidad y su precesión. La excentricidad describe la forma de la órbita de la Tierra alrededor del Sol, variando desde un círculo casi perfecto a una elipse en un período de unos 96.000 años. La oblicuidad es la inclinación del eje de rotación de la Tierra respecto al plano de la órbita, que cambia de manera periódica cada 41.000 años. La precesión se refiere al hecho de que tanto el eje rotacional de la Tierra, como su camino orbital preceden (rotan) a lo largo del tiempo. Los efectos combinados de estos dos componentes y la excentricidad producen un ciclo de unos 21.000 años.

Los investigadores también descubrieron que estos parámetros tienen diferentes en efectos en diferentes lugares del planeta. La oblicuidad tiene una influencia muy intensa en las latitudes más altas, mientras que la precesión tiene un impacto más que notable en las estaciones tropicales. por ejemplo, la precesión ha sido relacionada con el aumento y descenso de lagos en las fosas tectónicas de África, y por tanto podrían haber influido en la evolución de nuestros ancestros. La evidencia de ese efecto orbital se remonta a hace más de 1.400 millones de años.

Más allá de la órbita

Aquí puedes ver el fenómeno de la nutación.
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Todos los movimientos de la Tierra resumidos en una misma imagen.

Sin embargo, la investigación de estos científicos tenía sus propias limitaciones y dificultades, muchas de las cuales siguen vigentes hoy en día. Por un lado, comprendieron que las variaciones en la órbita de la Tierra no causaban los ciclos glaciales por sí mismos, en su lugar, marcaba su ritmo. Una órbita en particular de la Tierra puede ser asociada con muchos climas diferentes. Por ejemplo, la actual es muy similar a la que tuvimos durante la parte más dura de la última era glacial.

Los pequeños cambios en la insolación, provocados por cambios en la órbita de nuestro planeta, pueden empujarlo hacia una nueva edad de hielo por medio de los mecanismos de retroalimentación del clima. Por ejemplo, cuando en verano la insolación solar es reducida, permite que parte del hielo aguante y se acumule durante el próximo invierno. Ese hielo, a su vez, refleja más luz del Sol, provocando que el área se enfríe todavía más y llevando a una acumulación de hielo aun mayor, que refleja todavía más luz, y así progresivamente.

Por tanto, el siguiente paso de los investigadores era comprender la importancia de la capa de hielo y los mecanismos de alimentación de los océanos y la atmósfera. Ahí descubrieron que los gases de efecto invernadero tenían un papel muy importante a la hora de controlar el clima de nuestro planeta. En particular, el dióxido de carbón atmosférico tenía que ser lo suficientemente bajo antes de que la Tierra comenzase a enfriarse para poder desencadenar una edad de hielo.

Qué nos espera en el futuro

El Támesis congelado en el año 1677. Cuadro de Abraham Hondius (1631-1691)
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El Támesis congelado en el año 1677.
Cuadro de Abraham Hondius (1631-1691)

¿Qué quiere decir todo esto cuando pensamos en el clima que podría esperarnos en el futuro? Cabe la posibilidad de que los pequeños aumentos en los gases de efecto invernadero, que comenzaron por la expansión de la agricultura hace unos 8.000 años, hayan retrasado la siguiente glaciación. De hecho, si continuamos emitiendo gases invernadero al mismo ritmo, puede que hayamos retrasado la edad de hielo en más de medio millón de años.

Si simplemente hemos retrasado la próxima gran glaciación de nuestro planeta, podremos decir que todavía estamos en el período cuaternario, los últimos 2,58 millones de años, definidos por los ciclos entre glaciaciones. Pero si hemos detenido las edades de hielo, habremos tenido un impacto mucho mayor en nuestro hogar, y habremos entrado en lo que algunos llaman el período antropoceno. Quizá sea pronto para poder afirmarlo con rotundidad, pero es muy posible que la Tierra haya experimentado su última glaciación durante una larga, larga temporada.

Referencias: The Conversation