Calentamiento global: su existencia en el pasado de la Tierra

Texto de Rodrigo Martínez-Abarca

Uno de los problemas más acuciantes de nuestra sociedad es el calentamiento global, un aumento en la temperatura global como resultado de las diversas actividades humanas. De acuerdo al Panel Internacional de Cambio Climático, la temperatura media global ha incrementado cerca de 1°C desde los periodos pre-industriales, lo que ha tenido como consecuencia el aumento en los niveles marinos, deshielo de glaciares y blanqueamiento de corales. 

Figura 1. Registro de temperaturas de la Ciudad de México desde 1876 a 2016. Durante este periodo, la temperatura en la ciudad ha incrementado cerca de 2°C. Datos recuperados del observatorio meteorológico de Tacubaya.

Los registros meteorológicos de los últimos 60 años evidencian claramente el incremento en la temperatura asociado a las actividades humanas. Sin embargo, el calentamiento global no es un fenómeno nuevo ya que ha ocurrido en repetidas ocasiones a lo largo de la historia de la Tierra como resultado de forzantes naturales.

Forzantes del clima

Existen diversos forzantes climáticos. Por un lado, los naturales (movimiento de los continentes, vulcanismo, insolación, ciclos orbitales, corrientes oceánicas, entre otros) que actúan en escalas de tiempo entre millones y cientos de años. Por otro lado, los antrópicos (actividades humanas: emisión de gases de efecto invernadero, cambio de uso de suelo, deforestación, entre otros) que han influenciado al clima global en un par de décadas. 

Los periodos de calentamiento global a lo largo de la historia de la Tierra han sido resultado de variaciones en los forzantes naturales y su acoplamiento. A continuación te resumimos algunos. 

Continentalidad

Este término se refiere al efecto que produce la distribución de los continentes sobre las corrientes oceánicas y atmosféricas que regulan la temperatura del planeta. La Tierra funciona como un refrigerador. Las corrientes marinas pueden proveer de calor a las regiones frías, de modo que la temperatura en el planeta se mantiene constante. Si los continentes se encuentran distribuidos en todo el globo, la circulación oceánica distribuye eficazmente el calor. Sin embargo, cuando los continentes forman grandes masas terrestres, la baja distribución de calor propicia un incremento en la temperatura. 

Vulcanismo

Cuando un volcán entra en erupción hay una importante emanación de gases de efecto invernadero  (GEI) como dióxido de carbono así como de partículas sólidas. Como resultado, puede haber una respuesta doble del vulcanismo sobre el clima. La primera ocurre inmediatamente después a la erupción. La emanación de ceniza a la atmósfera genera una capa de material que no permite el paso de la radiación solar, disminuyendo momentáneamente la temperatura. Posteriormente, los GEI en la atmósfera conllevan al calentamiento. 

 Ciclos orbitales

Este término fue acuñado al geofísico Milutin Milankovic y refiere a los diferentes movimientos que tiene el planeta. Además de la rotación y traslación, la Tierra cuenta con otros tres movimientos: la excentricidad, la oblicuidad y la precesión. La excentricidad es el cambio en la forma de la órbita terrestre alrededor del sol desde una forma circular a una elíptica cada 100 mil años. En efecto, ha habido ocasiones en los que la Tierra se encuentra más cercano al sol debido a que su órbita se asemeja a un círculo, lo que provoca el incremento en la temperatura global. La oblicuidad es la variación que tiene el ángulo terrestre cada 41 mil años de 22° a 24.5°. Actualmente, el ángulo terrestre es de 23.5° y tiene implicaciones en la cantidad de radiación que recibe cada hemisferio. Finalmente, la precesión es el cambio de la dirección del eje de rotación de la Tierra cada 24 mil años y cuyo movimiento se asemeja al bamboleo de un trompo. Como consecuencia se produce la intensificación de las estaciones. Actualmente, el hemisferio sur se encuentra posicionado hacia el sol, por lo que sus veranos son más cálidos que los veranos del hemisferio norte.  

Figura 2. Ciclos orbitales o de Milankovic. Diagrama original, basado en Ahrens, C. D. (2011).

Ciclos solares

El último forzante que revisaremos se refiere a las variaciones de la actividad solar asociado a la cantidad de manchas solares y fulguraciones de nuestro Sol. Se ha identificado un ciclo de 11 años y otro de 80 años aproximadamente. Diversas investigaciones han mostrado que un incremento en 1% en el brillo del Sol incrementaría la temperatura entre 1 y 2°C globalmente. 

Algunos ejemplos de cambio en la temperatura global en el pasado 

Cretácico 

Al inicio del periodo Cretácico (145 millones de años), el supercontinente “Gondwana” se conservaba casi intacto. La longitud de la masa continental podía alcanzar 12 mil km de largo en la región ecuatorial, cuatro veces el ancho de Norteamérica a los 40°N. Como resultado de la continentalidad, la circulación oceánica y atmosférica eran muy diferentes a las actuales, por lo que la distribución de humedad estaba limitadas a los márgenes oeste de Gondwana produciendo un extenso desierto al centro del continente. Se ha estimado que la temperatura media global a lo largo del Cretácico pudo haber alcanzado los 35°C (15° más que el actual) y la concentración de CO2 era de 1000 ppm (600 ppm más que el actual). Sin embargo, a pesar de ser un “horno global”, los grandes dinosaurios pudieron existir en conjunto con grupos de anfibios y pequeños mamíferos en las costas. 

Figura 3. Distribución de los continentes al inicio del Cretácico (Berriasiense). Con colores se indican las diferentes regiones climáticas. Durante este periodo las masas continentales formaban un solo continente llamado Gondwana.

Paleoceno 

El final del Cretácico (65 millones de años) estuvo marcado por el impacto de un meteorito en lo que hoy es Yucatán, México. La colisión de este cuerpo extraterrestre de 10 km de diámetro levantó una gran cantidad de materiales a la atmósfera que provocó la disminución de la temperatura global por unas cuantas décadas. Con lo anterior, inició el Paleoceno, una época cuyo fin (55 millones de años) estuvo marcado por un incremento “repentino” en la temperatura global de hasta 7°C respecto al actual en menos de 10 mil años. Las condiciones cálidas en todo el mundo llevaron al derretimiento de hidratos de metano en el fondo oceánico que por un lado acidificó los océanos y por el otro aceleró el calentamiento global debido a la liberación de metano a la atmósfera. De igual manera, hubo migración de especies marinas y terrestres hacia latitudes altas, así como una extinción masiva de organismos que vivían en el fondo del océano. La razón principal discutida en la última década es la alta recurrencia volcánica en el hemisferio norte, particularmente en lo que hoy es Islandia. Este caso, es un ejemplo de las consecuencias que puede tener un calentamiento abrupto como el que vivimos hoy.

Figura 4. Reconstrucción artística del paisaje durante el inicio del Paleoceno.

Último Máximo Glacial (UMG)

El último periodo glacial de la Tierra inició hace 23 mil años y terminó 4 mil años después. Durante este tiempo, los casquetes glaciares de Groenlandia incrementaron su volumen y crecieron a lo largo de grandes extensiones llegando hasta lo que hoy es New York. Los rasgos arqueológicos de las primeras comunidades nómadas sugieren que durante este periodo los humanos lograron llegar a América por el estrecho de Bering. En las últimas décadas, se ha reportado evidencias de avances glaciares en las altas montañas del centro de México como el Iztaccíhuatl, la Malinche y el Ajusco. Lo anterior, muestra que la temperatura de la región pudo haber disminuido entre 5 y 9°C respecto al actual.

Por otro lado, los niveles del mar disminuyeron considerablemente. Registros del Golfo de California muestran que en dicha zona pudo haber disminuido hasta 100 metros el nivel del mar respecto al actual. La razón de este enfriamiento se adjudicó principalmente a la precesión (uno de los ciclos orbitales) que pudo haberse acoplado con mínimos en la radiación solar y el ciclo de oblicuidad

Figura 5. Reconstrucción artística del paisaje durante el último Máximo Glacial aproximadamente 21 mil años atrás.

Óptimo Cálido Medieval 

El último ejemplo de este post ocurrió entre los años 1150 y 1300 d.C. Durante el fin del imperio romano, un incremento en la temperatura global de 1.5°C derritió grandes volúmenes de hielo, lo que incrementó en 18 metros el nivel del mar y propició la exposición de grandes áreas de tierra en Groenlandia y el norte de Canadá. Lo anterior fue favorable para algunas civilizaciones como los Vikingos, quienes aprovecharon el clima para colonizar estos terrenos. Sin embargo, el incremento de la temperatura también propició plagas y enfermedades que aumentaron la tasa de mortandad de Europa Central. El Óptimo Cálido Medieval se adjudica al incremento de radiación solar.  

Figura 6. Reconstrucción artística de una embarcación Vikinga en los mares nórdicos en los años 1100. La navegación de estas rutas fue posible por la ausencia de hielo dado el Cálido Medieval.

Conclusión ¿El calentamiento global es un fenómeno nuevo? 

No hay duda que el planeta es un sistema dinámico en constante cambio. Los diferentes procesos que alteran las condiciones climáticas a nivel global han ocurrido en el pasado y seguirán ocurriendo en el futuro. Es algo que los humanos no podemos cambiar. Actualmente, la tendencia natural indica que nos dirigimos de nuevo a una glaciación (o era de hielo). Sin embargo, los registros meteorológicos evidencian que la temperatura incrementa por el efecto antrópico.

El calentamiento global no es nuevo, pero el tiempo en el que está ocurriendo no tiene precedentes. Durante el Cretácico tomó más de 50 millones de años, en el Paleoceno 10 mil años, en el Último Máximo Glacial cerca de 4 mil años y en el Óptimo Cálido Medieval 150 años. Hemos incrementado 1°C en menos de 50 años por lo que nuestro planeta no tiene tiempo suficiente para regularse.

Referencias

Ahrens, C. D. (2011). Essentials of meteorology: an invitation to the atmosphere. Cengage Learning.

Crowley, T. J., & Lowery, T. S. (2000). How warm was the medieval warm period?. AMBIO: A Journal of the Human Environment, 29(1), 51-54.

Hay, W. W., & Floegel, S. (2012). New thoughts about the Cretaceous climate and oceans. Earth-Science Reviews, 115(4), 262-272.

Vázquez-Selem, L., & Heine, K. (2004). Late quaternary glaciation of Mexico. In Developments in Quaternary Sciences (Vol. 2, pp. 233-242). Elsevier.

Zachos, J. C., Röhl, U., Schellenberg, S. A., Sluijs, A., Hodell, D. A., Kelly, D. C., ... & McCarren, H. (2005). Rapid acidification of the ocean during the Paleocene-Eocene thermal maximum. Science, 308(5728), 1611-1615.
Imagen de la portada tomada de The conversation

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