Los científicos del clima han compilado un registro continuo y de alta fidelidad de variaciones en el clima de la Tierra que se extienden 66 millones de años en el pasado.
El registro revela cuatro estados climáticos distintivos, que los investigadores denominaron, del más cálido al más frío, Hothouse, Warmhouse, Coolhouse y Icehouse, derivados de la palabra inglesa Greenhouse (invernadero). Estos estados climáticos importantes persistieron durante millones y, a veces, decenas de millones de años, y dentro de cada uno de ellos, el clima muestra variaciones rítmicas correspondientes a cambios en la órbita de la Tierra alrededor del sol.
Pero cada estado climático tiene una respuesta distintiva a las variaciones orbitales, que provocan cambios relativamente pequeños en las temperaturas globales en comparación con los cambios dramáticos entre diferentes estados climáticos.
Los nuevos hallazgos, publicados el 10 de septiembre en Science, son el resultado de décadas de trabajo y una gran colaboración internacional. El desafío era determinar las variaciones climáticas pasadas en una escala de tiempo lo suficientemente fina como para ver la variabilidad atribuible a las variaciones orbitales (en la excentricidad de la órbita de la Tierra alrededor del sol y la precesión e inclinación de su eje de rotación).
«Sabemos desde hace mucho tiempo que los ciclos glacial-interglaciares están marcados por cambios en la órbita de la Tierra, que alteran la cantidad de energía solar que llega a la superficie de la Tierra, y los astrónomos han estado calculando estas variaciones orbitales en el tiempo», explicó en un comunicado el coautor James Zachos, profesor de ciencias terrestres y planetarias en la Universidad de California Santa Cruz.
«A medida que reconstruimos los climas pasados, pudimos ver bastante bien los cambios bruscos a largo plazo. También sabíamos que debería haber una variabilidad rítmica de escala más fina debido a las variaciones orbitales, pero durante mucho tiempo se consideró imposible recuperar esa señal», dijo Zachos. dijo. «Ahora que hemos logrado capturar la variabilidad climática natural, podemos ver que el calentamiento antropogénico proyectado será mucho mayor que eso».
Durante los últimos 3 millones de años, el clima de la Tierra ha estado en un estado de ‘Icehouse’ caracterizado por períodos glaciales e interglaciares alternados. Los humanos modernos evolucionaron durante este tiempo, pero las emisiones de gases de efecto invernadero y otras actividades humanas ahora están impulsando al planeta hacia los estados climáticos ‘Warmhouse’ y ‘Hothouse’ no vistos desde la época del Eoceno, que terminó hace unos 34 millones de años. Durante el Eoceno temprano, no había casquetes polares y las temperaturas globales promedio eran de 9 a 14 grados centígrados más altas que en la actualidad.
«Las proyecciones del IPCC para 2300 en el escenario de ‘business-as-usual’ potencialmente llevarán la temperatura global a un nivel que el planeta no ha visto en 50 millones de años», dijo Zachos.
Para compilar el nuevo registro climático fue fundamental obtener núcleos de sedimentos de alta calidad de las cuencas oceánicas profundas a través del Programa internacional de perforación oceánica (ODP, más tarde el Programa Integrado de Perforación Oceánica, IODP, sucedido en 2013 por el Programa Internacional de Descubrimiento Oceánico).
Las firmas de climas pasados ??se registran en las conchas de plancton microscópico (llamado foraminífero) conservado en los sedimentos del lecho marino. Después de analizar los núcleos de sedimentos, los investigadores tuvieron que desarrollar una «astrocronología» haciendo coincidir las variaciones climáticas registradas en las capas de sedimentos con las variaciones en la órbita de la Tierra (conocidas como ciclos de Milankovitch).
«La comunidad descubrió cómo extender esta estrategia a intervalos de tiempo más antiguos a mediados de la década de 1990», dijo Zachos, quien dirigió un estudio publicado en 2001 en Science que mostró la respuesta climática a las variaciones orbitales durante un período de 5 millones de años que cubre la transición del Oligoceno al Mioceno, hace unos 25 millones de años. «Eso cambió todo, porque si pudiéramos hacer eso, sabíamos que podríamos remontarnos hasta hace unos 66 millones de años y poner estos eventos transitorios y transiciones importantes en el clima de la Tierra en el contexto de variaciones de escala orbital», dijo. .
Zachos ha colaborado durante años con el autor principal Thomas Westerhold en el Centro de Ciencias Ambientales Marinas de la Universidad de Bremen (MARUM) en Alemania, que alberga un vasto depósito de núcleos de sedimentos. El laboratorio de Bremen junto con el grupo de Zachos generaron gran parte de los nuevos datos para la parte anterior del registro.
Westerhold supervisó un paso crítico, uniendo segmentos superpuestos del registro climático obtenido de núcleos de sedimentos de diferentes partes del mundo. «Es un proceso tedioso ensamblar este largo megasplice de registros climáticos, y también queríamos replicar los registros con núcleos de sedimentos separados para verificar las señales, por lo que este fue un gran esfuerzo de la comunidad internacional trabajando en conjunto», dijo Zachos.
Ahora que han compilado un registro climático continuo y astronómico de los últimos 66 millones de años, los investigadores pueden ver que la respuesta del clima a las variaciones orbitales depende de factores como los niveles de gases de efecto invernadero y la extensión de las capas de hielo polar. «En un mundo de invernadero extremo sin hielo, no habrá retroalimentación que involucre las capas de hielo, y eso cambia la dinámica del clima», explicó Zachos.
