Descubriendo el clima pasado de la Tierra a través de la paleoclimatología y sus lecciones para hoy

Hace unos 4.600 millones de años, la Tierra habría adquirido su primera atmósfera, sin embargo, esta era una atmósfera completamente diferente de la atmósfera que conocemos hoy. La atmósfera rica en oxígeno de hoy, como la conocemos, no se formó hasta el Proterozoico, hace 2.500 y 541 millones de años, cuando las bacterias productoras de oxígeno mataron gran parte de la antigua vida floreciente del antiguo Arcaico.

Esto, junto con estudios de insectos masivos como la envergadura de 75 cm. Meganeuropsis permiana Las libélulas pérmicas y las temperaturas, el oxígeno y los niveles de dióxido de carbono reconstruidos por paleoclimatología muestran períodos durante los cuales la atmósfera de la Tierra y el clima que la acompaña serían irreconocibles para los humanos.

La historia humana cubre solo una pequeña fracción de la historia de la Tierra durante probablemente uno de los períodos más fríos y menos completos de este último y, sin embargo, el cambio climático antropogénico (creado por el hombre) ahora amenaza con cambiar esto rápidamente. Pero espere, como sabemos, ¿cómo era el clima en escalas de tiempo tan vastas? Echemos un vistazo a cómo logramos reconstruir el clima antiguo de la Tierra y qué significan estos hallazgos para nuestras perspectivas como especie en la actualidad.

Bienvenidos al Holoceno

La era geológica actual se llama Cenozoica (también conocida como la Era de los Mamíferos), que se extiende por 66 millones de años, dividida en tres períodos:

  • Paleógeno: hace 66 - 23,03 millones de años (Mya)
  • Neógeno: 23.03 - 2.58 millones de años
  • Cuaternario: 2,58 millones de años - hoy
  • El Cuaternario forma aproximadamente el período en el que existieron personas reconocibles y consta de dos épocas:

    • Pleistoceno (2,58 millones de años - 11700 años)
    • Holoceno (11,700 - hoy)
    • Algunos han sugerido que reconozcamos una nueva época geológica llamada Antropoceno ("época humana"), que se definiría como la época en la que la actividad humana dejó por primera vez huellas importantes en el registro geológico. Aunque sigue siendo un tema de intenso debate, la búsqueda continúa encontrando un llamado "pico dorado" en el registro geológico, que puede consistir en radionucleidos, metales pesados, cenizas volantes y hallazgos similares que indicarían el ascenso del hombre. actividad durante principios del siglo XX.

      Si el Antropoceno se convirtiera en la nueva era actual, su comienzo probablemente se ubicaría alrededor de la década de 1950. Sin embargo, el Holoceno y hasta cierto punto el Pleistoceno son probablemente nuestros mejores indicadores de lo que es válido como lo "normal" actual, hasta el clima actual y las temperaturas globales de la Tierra, y cuál sería el resultado de las llamadas "restricciones". ". Se trata de influencias que obligan a que la temperatura global sea más alta o más baja de lo que sería de otro modo, desde erupciones volcánicas, efectos de meteoritos y actividad solar, hasta actividades humanas.

      Reconstrucciones de forzamiento volcánico e irradiancia solar total de sustitutos. (Fuente: quinto informe de evaluación del IPCC)

      Como explica el Centro Nacional de Información Ambiental (antes NCDC) de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA), el patrón de obligaciones durante los últimos 1,000 años es bastante claro. Al comparar la influencia de la actividad solar (por isótopos radiactivos 14C y 10Be en núcleos de hielo y anillos de árboles) y también por erupciones volcánicas (por capas de sulfato (SO42)) existe una fuerte correlación dentro de las simulaciones, hasta el siglo XX. .

      Esto es aún más claro cuando uno mira la siguiente comparación de temperaturas globales basada en casi una docena de estudios publicados:

      Una comparación de 11 diferentes reconstrucciones publicadas de cambios durante los últimos 2000 años. (Fuente con referencias, CC BY SA 3.0)

      Clima según proxy

      Si bien los gráficos anteriores muestran que el aumento de la temperatura global observado durante el siglo XX y el actual XXI no se ve obligado por un aumento de la actividad solar o una influencia positiva similar, es apropiado poner este dramático aumento en contexto utilizando el registro de temperatura geológica de la Tierra. durante los últimos 500 millones de años:

      Estimaciones de temperatura promedio global para los últimos 540 My (Autor: Glen Fergus, CC BY SA 3.0)

      Como en los últimos mil años, estas temperaturas se han reconstruido mediante sustitutos climáticos: marcadores geológicos y de otro tipo que de alguna manera han registrado características a partir de las cuales se pueden deducir medidas meteorológicas (por ejemplo, temperatura). Cada uno de estos sustitutos tiene un límite de hasta dónde pueden llevarnos, ya sea por la desintegración gradual (radiactiva) del marcador o por la cantidad de sustituto que existe (por ejemplo, el grosor y la edad de la capa de hielo).

      De estos proxies, los núcleos de hielo son probablemente los más conocidos. Estos pueden llevarnos a hace unos 800.000 años y proporcionarnos muestras aéreas de un período específico de burbujas de aire atrapadas. Además, las impurezas como la arena y la ceniza pueden dar pistas sobre los eventos atmosféricos: nuestra propia Jenny List ha escrito un artículo sobre cómo se encontró el plomo de las actividades de fundición humana en el siglo XIII en los glaciares alpinos. Esto nos permite crear gráficos como los siguientes utilizando núcleos de hielo de la estación Vostok:

      Gráfico de CO2 (verde), temperatura reconstruida (azul) y polvo (rojo) del núcleo de hielo de Vostok durante los últimos 420.000 años. (Fuente: Petit et al., 1999)

      Este gráfico cubre los últimos 420.000 años, con niveles de CO2 muy por debajo de 300 ppm (partes por millón). Las mediciones de CO2 atmosférico hoy (hasta junio de 2021) superan las 410 ppm. En ausencia de otros eventos convincentes, esto podría explicar el rápido aumento de la temperatura global. Los niveles de CO2 junto con gases similares como el metano (CH4) son una causa obvia de forzamiento radiativo. Este efecto se denomina comúnmente "efecto invernadero".

      Si bien la atmósfera de la Tierra ayuda a retener el calor de esta manera para conservar la biosfera y la delicada vida en ella, al cambiar la magnitud del forzamiento radiativo, esto puede resultar en aumentos o descensos dramáticos en las temperaturas globales. Esto vio, por ejemplo, el Cámbrico (541 Mya - 485,4 Mya) con niveles de CO2 atmosférico de aproximadamente 4.500 ppm y una temperatura global de 7 ° C más alta que las temperaturas preindustriales del siglo XIX.

      Otro alto de este tipo fue el Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno (PETM), que experimentó un aumento significativo de la temperatura global de 5-8 ° C alrededor de 55,5 Mya. Esto se ha relacionado con el vulcanismo y cambios significativos en el ciclo del carbono de la Tierra. Como resultado de estos cambios, se han producido extinciones masivas de muchas especies.

      Claramente, el clima de la Tierra era mucho más cálido y presentaba mucho más CO2 atmosférico que el actual, entonces, ¿qué está sucediendo exactamente con los cambios de hoy y el objetivo de mantenerse por debajo de un aumento de la temperatura global de 3 ° C? La respuesta aquí se puede resumir de manera concisa mostrando estas extinciones masivas encontradas en el registro geológico y la comprensión de que los humanos han evolucionado solo durante los últimos 300.000 años, más o menos un milenio.

      Destrucción del habitát

      Uno de los sellos distintivos de la evolución es que una especie evoluciona para adaptarse a un entorno determinado. A medida que el clima de la Tierra cambia entre extremos, algunas especies se encontrarán mal equipadas para hacer frente a estos cambios. Esto puede implicar un descenso o un aumento de la temperatura, alterando los niveles de oxígeno (que probablemente tenga Meganeura libélulas hasta la extinción) y la destrucción del hábitat por eventos como la desertificación.

      Si bien uno puede burlarse del aumento de las temperaturas y considerar las increíbles tecnologías que tenemos, como el aire acondicionado, debemos recordar que una temperatura corporal de 40 ° C (104 ° F) se considera una emergencia médica, y la termorregulación humana ya puede fallar si expuesto. a una temperatura de bulbo húmedo de 35 ° C (95 ° F) durante 6 horas, lo que resulta en un caso fatal de hipertermia.

      Steven C. Sherwood y otros. descubrió que debido al estrés por calor, muchas partes de la superficie de la tierra pueden volverse inhabitables e incluso mortales para los humanos debido a este estrés por calor. Junto con los humanos, otros animales también estarían expuestos a estas temperaturas, así como a todas las vidas de las plantas. Si bien podemos ponernos en habitaciones y vehículos con aire acondicionado, no podemos hacer lo mismo con el ganado, los cultivos y ecosistemas completos. Luego, después de solo unos pocos cientos de años, esto podría causar el peor evento de extinción desde el PETM.

      Fin del Antropoceno

      Uno podría preguntarse cuál podría ser la oreja de oro que indicaría el final del Antropoceno (esa "era humana" tan debatida que se mencionó anteriormente) y el comienzo de una nueva era. La visión pesimista que existe es que la humanidad puede no estar presente para presenciar este cambio, por lo que puede que no importe. Para la visión optimista, existe la idea de que podría ser el momento en que la humanidad haya encontrado una manera de evitar crear limitaciones que, en última instancia, terminarán destruyendo el hábitat y el clima del que depende para sobrevivir.

      En este caso, la reducción de la contaminación y especialmente la emisión de gases como CO2 y CH4 a la atmósfera generalmente se considera la forma más efectiva de prevenir el peor de los casos, como lo describen Steven C. Sherwood et al. Sin embargo, este enfoque también está resultando muy difícil, como lo demuestra el uso continuado de combustibles fósiles humanos, considerados la principal fuente de estos dióxido de carbono:

      Claramente, la abrumadora mayoría de la energía que impulsa a las sociedades humanas hoy en día proviene de los combustibles fósiles, después de que estos se hayan apoderado de la biomasa tradicional (es decir, quemar madera y similares). Cada una de estas fuentes viene con su propio "presupuesto de carbono", como podemos ver cuando observamos las emisiones de carbono de por vida de estas fuentes cuando se utilizan en la generación de energía:

      Si queremos reducir rápidamente la cantidad de CO2 y CH4 en la atmósfera, necesitamos usar más fuentes a la derecha y ninguna fuente a la izquierda. Por mucho que nosotros, como especie, detestemos admitirlo, en la actualidad, situado al borde mismo del registro climático geológico, la humanidad es el principal factor obligatorio en el clima de la Tierra.

      Si bien el cambio climático es una propiedad bastante singular, dado que las bacterias proterozoicas han acabado con gran parte de la vida de la Tierra mediante la producción de oxígeno tóxico, también tiene cierta responsabilidad. Aquí tenemos una gran oportunidad para demostrar la idea de que los humanos son de hecho el pináculo de la vida inteligente.

Ricardo Prieto
Ricardo Prieto

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada.