Reproducido del sitio web del Profesor Richard Muller, Profesor en el Departamento de Física de la Universidad de California en Berkely, y Científico Senior del Laboratorio del Lawrence Berkeley Laboratory, donde tambíen está asociado con el Instituto para Astrofísica Nuclear y de Partículas.
A principios de la década de 1900, el clima del mundo comenzó a calentarse. Esto es evidente en la Figura 1-1, que muestra la temperatura promedio de la superficie de la Tierra desde 1880 hasta 1999. La temperatura es un promedio ponderado por área sobre la tierra y el océano compilado por la Administración Nacional Oceanográfica y Atmosférica, utilizando una técnica de promediado ideada por Quayle. et al. ; ver también. En el gráfico, la temperatura "cero" se define como la temperatura en 1950. La línea fina muestra las temperaturas mensuales; la línea más gruesa muestra los prome-dios anuales de 12 meses.
La figura muestra que el siglo XX tuvo un aumento de temperatura de casi un grado Celsius. Puede que no parezca mucho, pero sus efectos son bastante notables. En Europa, los grandes glaciares de los Alpes, como el Mer de Glace cerca de Chamonix, se han retirado, y los canales de Holanda casi nunca se congelan, como lo hicieron en una época anterior para permitir que Hans Brinker se convir-tiese en leyenda. Los efectos en otras partes del mundo son más graves, con grandes áreas de África central, una vez fértiles, que se vuelven áridas y ya no son capaces de sostener una gran población. Aunque la razón de este calentamiento no se comprende completamente, muchos científicos del cli-ma piensan que es el resultado de la adición de dióxido de carbono y otros gases de efecto inverna-dero a la atmósfera por parte de los humanos.
Figura 1-1: Calentamiento Global
A medida que retrocedemos en el tiempo en busca de registros anteriores, el registro histórico se vuelve menos confiable. Afortunadamente, la naturaleza ha proporcionado su propio mecanismo de grabación. Como explicaremos en el Capítulo 4, las mediciones de isótopos de oxígeno arrojan una estimación de las temperaturas antiguas combinadas con el volumen total de hielo global, una com-binación que es tan interesante como la temperatura sola, si no más. Los datos de un núcleo de un kilómetro de largo tomados del glaciar de Groenlandia, como parte del Proyecto de capa de hielo de Groenlandia "GISP2", se muestran en la Figura 1-2. Para fines de comparación, el cero de la escala de temperatura para este gráfico se estableció para que coincidiera con el del gráfico anterior. Por interés histórico, marcamos algunos eventos de la historia europea.
Figure 1-2: Clima de los últimos 2400 años
El período frío que precede al calentamiento del siglo XX ahora se ve como una caída que duró 700 años. Este período ahora se conoce como "la pequeña edad de hielo". (Los períodos más fríos, cerca de 1400 y 1700, a veces se denominan las dos pequeñas edades de hielo). En su relato popular de la historia del siglo XIV, la historiadora Barbara W. Tuchman, sostiene que las bajas temperaturas de-sencadenaron conflictos sociales y una mala producción de alimentos, y por lo tanto era responsable del hambre, la guerra y posiblemente incluso la pestilencia. Solo unos siglos antes, a principios del segundo milenio, Europa había experimentado el "período cálido medieval". Fue una época en que la civilización emergió de la Edad Media, florecieron el arte y la pintura, y la riqueza y la nueva produc-tividad de Europa le permitieron construir las grandes catedrales. Algunos historiadores atribuirán este florecimiento a grandes líderes, o grandes ideas, o grandes inventos, pero es una tontería igno-rar los cambios en el clima. Justo antes de eso, en los años 900, los vikingos estaban invadiendo Francia, posiblemente expulsados de las latitudes más septentrionales por las frías temperaturas de ese siglo. El apogeo de la república y el imperio romanos se alcanzó durante otro tiempo de calor inusual, incluso más alto que el período cálido de hoy, si la escala de temperatura calculada por el hielo es precisa.
El siguiente gráfico (Figura 1-3) muestra los datos del núcleo de hielo de Groenlandia hasta el año 10.000 a. C. Cerca del lado derecho de esta trama, la pequeña caída de la pequeña edad de hielo es clara. Algunos científicos sostienen que el calentamiento global no es causado por los humanos, sino que es simplemente un retorno natural a la temperatura normal de los 8.000 años anteriores. De hecho, nadie sabe con certeza si esto es correcto o no. Pero la base para pensar que los efectos humanos causarán calentamiento es sustancial. Incluso si el reciente aumento de la temperatura es natural, los efectos causados por el ser humano tienen una alta probabilidad de dominar en un futuro cercano, y dentro de nuestras vidas, la temperatura de la Tierra podría ser más alta de lo que jamás haya visto el Homo sapiens.
Figura 1-3: Clima de los últimos 2.000 años
No se comprende la caída cerca del 6000 a. C. En realidad, parece coincidir con un aumento a corto plazo de la temperatura que tuvo lugar en la Antártida. Por lo tanto, no podemos interpretar fácil-mente todo en estos gráficos, al menos no sin estudiar otros registros. Las fluctuaciones son eviden-tes en toda la trama, y llora por ser entendido.
La agricultura comenzó alrededor del 7.000 a. C., como se indica en la trama. Toda la civilización se basó en esta invención. La agricultura permite que grandes grupos de personas vivan en el mismo lugar. Permite que un pequeño número de personas alimente a otros, de modo que los demás pue-dan convertirse en artesanos, artistas, historiadores, inventores y científicos.
El repentino aumento en el lado izquierdo de la trama, aproximadamente en el año 9,000 a. C. (es decir, hace 11,000 años), fue el final de la última edad de hielo. La brusquedad de la terminación es sorprendente. La agricultura, y toda nuestra civilización, se desarrolló desde esta terminación. El enorme glaciar, de varios kilómetros de espesor, que cubre gran parte de América del Norte y Eura-sia, se derritió rápidamente. Solo sobrevivieron pequeñas partes de este glaciar, en Groenlandia y la Antártida, donde existen hasta el día de hoy. El derretimiento provocó una serie de inundaciones en todo el mundo como nunca antes había experimentado el Homo sapiens.
(Había habido una inundación anterior de aproximadamente 120.000 años, pero eso fue antes de que el Homo sapiens se mudara a Europa o América del Norte). La inundación arrojó suficiente agua a los océanos para hacer que el nivel medio del mar se elevara 110 metros, lo suficiente para inun-dar los océanos. zonas costeras, y para cubrir el istmo de Bering, y convertirlo en el estrecho de Bering. El agua del derretimiento del hielo probablemente se inundó sobre la tierra en pulsos, cuan-do se formaron lagos con represas de hielo y luego liberaron su agua de manera catastrófica. Estas inundaciones dejaron muchos registros, incluidos los charcos remanentes que ahora se conocen como los Grandes Lagos, y posiblemente dieron lugar a leyendas que persistieron durante muchos años. Cuando el glaciar retrocedió, dejó una pila de escombros en su extremo. Una de esas pilas se conoce ahora como Long Island de Nueva York.
En la siguiente gráfica, Figura 1-4, mostramos los datos del hielo de Groenlandia durante los últimos 100.000 años. La naturaleza muy inusual de los últimos 11.000 años se destaca en marcado con-traste con los 90.000 años de frío que le precedieron. Ahora nos referimos a un período tan inusual-mente cálido como interglacial. El largo período anterior de hielo es un glaciar. Durante el último glaciar, los humanos desarrollaron herramientas elaboradas y el Homo sapiens emigró de África a Europa. Pero no desarrollaron la civilización hasta que terminó la edad de hielo.
Durante el glaciar, no solo la temperatura fue más baja en 8 grados centígrados (y algunas estima-ciones la sitúan en más de 12 grados centígrados; el récord es una superposición del volumen y la temperatura del hielo), sino que el clima fue extremadamente irregular. Las irregularidades en la temperatura durante los glaciares, los golpes y ondulaciones salvajes que cubren gran parte de la Figura 1-4, son reales, no un artefacto de mala medición. Los mismos golpes y meneos se ven en dos núcleos separados en Groenlandia, y en los datos tomados de los registros del fondo marino encontrados frente a la costa de California. La capacidad de adaptarse rápidamente durante este viaje de clima salvaje puede haber dado una ventaja sustancial a los animales adaptables, como los humanos, y dificultó la supervivencia de otras grandes especies de fauna. Tal vez fueron estos rápidos cambios, y no la voracidad de los humanos, los que llevaron a la extinción de los mamuts, camellos, perezosos terrestres gigantes y castores gigantes (del tamaño de osos) de América del Norte. El calentamiento global reciente parece insignificante en este gráfico. Sin embargo, si las predicciones de los modeladores climáticos son correctas, los cambios de temperatura del calenta-miento global serán comparables a los de la edad de hielo.
Figura 1-4: Clima de los últimos 100,000 años
Los datos confiables de Groenlandia se remontan solo a lo que se muestra en la Figura 1-4. Podemos continuar el gráfico del clima más atrás utilizando los registros de Vostok, la base rusa en la Antárti-da, donde se perforó otro núcleo de hielo. Los últimos 420 mil años de una medición de deuterio en Vostok se muestran en la Figura 1-5, con los 100 kyr más recientes adjuntos del registro de Groen-landia (que es más detallado). La escala de temperatura se ajustó para coincidir con la escala del registro de Groenlandia.
Figura 1-5: Clima de los últimos 420 años, del hielo de Vostok
A partir de esta trama, está claro que la mayor parte de los últimos 420 mil años (420 kyr) se pasaron en la edad de hielo. Los breves períodos en los que el récord alcanza su punto máximo por encima de la línea cero, los interglaciales, duraron típicamente desde unos pocos miles hasta quizás veinte mil años.
Estos datos deberían asustarlo. Toda la civilización se desarrolló durante el último interglaciar, y los datos muestran que dichos interglaciares son muy breves. Nuestro tiempo mira hacia arriba. Datos como estos son los que nos llevaron a afirmar, en el Prefacio, que la próxima era de hielo está a punto de golpearnos, en cualquier milenio ahora. No se necesita una teoría detallada para hacer esta predicción. No sabemos necesariamente por qué la próxima edad de hielo es inminente (al menos en una escala de tiempo geológico), pero el patrón es inconfundible.
La verdadera razón para tener miedo es que realmente no entendemos qué causa el patrón. No sabemos por qué las edades de hielo se rompen con los cortos interglaciares. Sabemos algo: que la fuerza impulsora es astronómica. Describiremos cómo sabemos eso en el Capítulo 2. Tenemos modelos que relacionan los mecanismos astronómicos con los cambios en el clima, pero no sabemos cuáles de nuestros modelos son correctos, o si alguno de ellos lo es. Discutiremos estos modelos con cierto detalle en este libro. Gran parte del trabajo de comprensión está en el futuro. Es un gran campo para que ingrese un joven estudiante.
Los registros de hielo nos remontan solo a 420.000 años en el pasado. Sin embargo, los registros de isótopos de oxígeno en los núcleos del fondo marino nos permiten ir más lejos. Uno de los mejores conjuntos de datos proviene de una ubicación en el norte del Océano Atlántico conocida como Ocean Drilling Project Site 607. Este sitio tiene datos climáticos que se remontan a tres millones de años y se muestra en la Figura 1-6. Pero antes de mirar la figura, permítanos advertirle. En la comunidad del paleoclima, existe la convención de que el tiempo se muestra al revés. Es decir, el presente se traza en el borde izquierdo y el pasado en el derecho. Aprovecharemos esta oportunidad para cam-biar nuestra convención, durante el resto del libro, para que tenga menos problemas para leer la literatura. (La literatura de los científicos del "calentamiento global", en cambio, sigue la otra con-vención, que hemos utilizado hasta ahora.) Pedimos disculpas por este cambio en la convención, pero no nos responsabilizamos por ello.
En la Figura 1-6, los 10 kyr años de agricultura y civilización aparecen como un aumento repentino de temperatura apenas visible apretado contra el eje izquierdo de la parcela. La temperatura de 1950 está indicada por la línea horizontal. Como se desprende de los datos, la civilización se creó en una época inusual.
Hay varias características importantes a tener en cuenta en estos datos, todas las cuales se discu-tirán más adelante en el resto del libro. Durante el último millón de años más o menos (el tercio más a la izquierda de la trama), las oscilaciones han tenido un ciclo de aproximadamente 100 kyr (miles de años). Es decir, el período duradero del hielo se rompe, aproximadamente cada 100 kyr, por un breve interglacial. Durante este tiempo, las terminaciones de las edades de hielo parecen ser parti-cularmente abruptas, como se puede ver en los saltos repentinos que tuvieron lugar hace cerca de 0, 120, 320, 450 y 650 mil años. Esto ha llevado a los científicos a caracterizar los datos con la forma de un "diente de sierra", aunque el patrón no es perfectamente regular.
Figura 1-6: Clima de los últimos 3 millones de años
Pero cuando miramos hacia atrás más allá de 1000 kyr (1 millón de años), el personaje cambia por completo. El ciclo es mucho más corto (promedia 41 kyr), la amplitud se reduce, el valor promedio es más alto (lo que indica que las edades de hielo no fueron tan intensas) y no hay evidencia de la forma del diente de sierra. Estas son las características que las teorías de la edad de hielo se esfuerzan por explicar. ¿Por qué tuvo lugar la transición? ¿Cuáles son los significados de las frecuencias? (Demostraremos que son frecuencias astronómicas bien conocidas). En el período inmediatamente anterior a los datos que se muestran aquí, con más de 3 millones de años, la temperatura no descendió por debajo del valor de 1950, y creemos que los grandes glaciares no se formaron (tal vez solo los pequeños), como los que tenemos hoy en Groenlandia y la Antártida.
Al finalizar esta breve introducción a la historia de las edades de hielo, volvamos a mirar hacia el futuro. Tan pronto como se conoció el ciclo de las edades de hielo, los científicos se dieron cuenta de que la edad de hielo eventualmente regresaría. Algunos de ellos disfrutaron asustando al público sobre la inminente catástrofe. En la Figura 1-7 mostramos la portada de una revista de la década de 1940 que muestra las consecuencias del regreso de la edad de hielo a la ciudad de Nueva York. (Uno de los autores del presente libro, RAM, vio esta imagen cuando era niño, y dejó una impresión duradera). Desafortunadamente, el género artístico del hielo que regresa ha sido reemplazado, en el foro público, por pinturas de asteroides a punto de desaparecer. Golpeó la Tierra, generalmente con un dinosaurio curioso distraído momentáneamente por la inusual escena. Pero, como mencionamos anteriormente, el escenario más probable para principios del siglo XXI es el continuo crecimiento gradual del calentamiento global.
Figura 1 -7: La Edad de Hierlo regresa a Nueva York
Puede continuar leyendo en el Capítulo 1 Una Breve introducción a las Teorías de Edades Glaciales, o Una Breve introducción a Espectrografía
