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Análisis del impacto de las crisis energética, climática y de deuda

Los ciclos Dansgaard-Oeschger

Nos dicen constantemente que estamos sufriendo el calentamiento más brusco en muchos miles de años, y posiblemente sea cierto, pero si queremos saber lo que realmente son cambios abruptos del clima no tenemos mas que remontarnos un poco más para saber lo que tuvieron que soportar nuestros antepasados durante el último periodo glacial.

 

 

Naturaleza desatada: Cambios climáticos del pasado reciente.

Parte II. Los ciclos Dansgaard-Oeschger

Esta serie sobre los cambios climáticos de los pasados 125 mil años tiene el objetivo de establecer un marco de referencia adecuado sobre el que situar el presente cambio climático.

La primera parte de esta serie estuvo dedicada a los ciclos glaciales-interglaciales, donde pudimos aprender que la Tierra está normalmente en un estado de frío extremo, del cual solo puede escapar cuando se dan una serie de circunstancias que permiten un geológicamente corto interglacial, como el que estamos experimentando. Podéis leerlo aquí.

En esta segunda parte vamos a revisar algunos de los cambios abruptos que tuvieron lugar durante el último periodo glacial en una escala milenaria. Son relevantes porque como veremos en la tercera parte, algunos científicos creen que dichos cambios pueden estar relacionados con la variabilidad climática milenaria que está teniendo lugar durante el Holoceno. Si esto es cierto, dichos cambios están teniendo lugar entonces en el presente y constituyen el trasfondo del actual cambio climático.

Ya era conocido por los palinólogos de principios del siglo XX que los registros de polen muestran cambios climáticos abruptos reflejados en cambios de la vegetación que indicaban que el final del último periodo glacial estuvo marcado por periodos alternantes cálidos y fríos. Los periodos fríos se denominaron estadíos y los cálidos interestadíos. Los dos últimos estadíos se denominaron con el nombre de una flor de la tundra cuyo polen se hizo muy abundante, Dryas octopetala, como el Dryas Antiguo y el Dryas Reciente.

En 1972, después de analizar la composición isotópica de los registros de hielo de Camp Century en Groenlandia, Willi Dansgaard hizo público su descubrimiento de que el último glacial mostraba más de 20 interestadíos abruptos marcados por un calentamiento muy intenso (Johnsen et al. 1972). El descubrimiento fue recibido con indiferencia por un comunidad científica todavía luchando por identificar los ciclos de Milankovitch en los datos, puesto que los nuevos cambios abruptos no se encontraban en los registros Antárticos. Doce años más tarde Hans Oeschger publicó sus estudios sobre el CO2 en los testigos de hielo (Stauffer et al. 1984) habiendo encontrado que los cambios abruptos iban acompañados por incrementos repentinos en el CO2 en los testigos de hielo de Groenlandia. A partir de entonces los cambios abruptos fueron conocidos como sucesos Dansgaard-Oeschger (D-O). Más tarde la comunidad científica aceptó que los elevados registros de CO2 en Groenlandia eran el resultado de una contaminación química, puesto que no coincidían con los registros de CO2 de la Antártida.

 

1. Las oscilaciones Dansgaard-Oeschger

La buena resolución temporal del testigo de hielo GISP2, donde las capas anuales de hielo se pueden contar, permitió el descubrimiento de que los sucesos D-O son de hecho oscilaciones de un ciclo que se repetía en múltiplos de 1470 años entre 80 y 12 ka AP (miles de años antes del presente. Figura 11. Schulz, 2002).

Figura 11. El ciclo Dansgaard-Oeschger. Dividiendo el periodo entre 50-10 ka AP en cajas de 1470 años muestra claramente la periodicidad del ciclo D-O, que tiene menos de un 1% de probabilidad de ser debido al azar. La desviación sobre el periodo de las últimas y mejor datadas oscilaciones es de solo el 2%. Fuente: S. Rahmstorf, 2003. Geophys. Res. Lett. 30 1510-1514.

Los ciclos D-O son los cambios climáticos abruptos más dramáticos y frecuentes del registro geológico. En Groenlandia los ciclos D-O se caracterizaron por un calentamiento abrupto de ~ 8°C en la temperatura media anual desde una fase estadial fría a una interestadial cálida, seguida de un enfriamiento gradual antes de un rápido retorno a las condiciones estadiales. Inicialmente se pensó que constituían un fenómeno regional, puesto que no se detectan de forma prominente en los registros de los testigos de hielo Antárticos, sin embargo la evidencia descubierta desde entonces muestra que son un cambio climático que afecta a todo el hemisferio con algunos efectos que han sido registrados también en el hemisferio Sur (figura 12).

Figura 12. Efectos amplios del ciclo Dansgaard-Oeschger. (A) El calentamiento en Groenlandia coincide (puntos rojos) con condiciones más cálidas y húmedas en Europa, temperaturas de la superficie del mar más altas en el Mediterráneo Occidental, aumento de la precipitación en la costa de Venezuela, incremento del monzón de verano en el océano Índico, aridez en el Sudoeste de Norteamérica y China, cambios en la ventilación oceánica en California, incrementos en la temperatura del mar y la productividad del mar Arábigo. El calentamiento en Groenlandia también coincide (puntos azules) con enfriamiento anti-fásico en Antártida y en los mares circumpolares. Los puntos amarillos marcan lugares donde se ha encontrado evidencia del Dryas Reciente (YD). Fuente: W. Broecker. 1999. GSA Today 9. 1. 1-7 Actualizado. (B) Cambios modelados de la temperatura durante la transición estadial-interestadial. (C). Cambios modelados de la precipitación durante la transición estadial-interestadial. Fuente: Menviel, L. et al. 2014. Clim. Past, 10, 63–77.

Pero las oscilaciones D-O no son el único cambio climático que tuvo lugar durante el último periodo glacial. Cuando miramos al registro de un indicador de temperatura, por ejemplo la relación del isótopo 18O en testigos de hielo, podemos ver que la señal es muy ruidosa, con el clima siempre calentándose o enfriándose y cambios de distinta magnitud teniendo lugar en momentos diferentes (figura 13A y B). Los mayores de estos cambios han sido numerados. Son todos partes del ciclo D-O? Tienen distinto perfil, duración y espaciamiento. Incluso a veces están separados por otros cambios climáticos intensos de naturaleza diferente denominados sucesos Heinrich. Para evitar la confusión vamos a describir cuidadosamente los cambios observados en los registros de los testigos de hielo de Groenlandia y en los registros de los sedimentos marinos del Atlántico Norte antes de establecer su correspondencia con los cambios observados en los registros de los testigos de hielo de la Antártida.

Cada cerca de 6.100 años (figura 13 turquesa; figura 14 violeta) durante los últimos 70-10,5 ka AP tuvo lugar en el Atlántico Norte un largo suceso Heinrich de enfriamiento de entre mil y cuatro mil años, con las temperaturas en Groenlandia cayendo 2-3°C desde el ya frío clima glacial. Como en el caso opuesto de los ciclos D-O, los sucesos Heinrich fueron sentidos como enfriamiento en la mayor parte del hemisferio Norte. Las temperaturas superficiales marinas en el Atlántico Norte cayeron a lo que ahora son condiciones Árticas tan al Sur como 45°N y probablemente estaban cubiertas de hielo marino durante el invierno. Casi al final de cada uno de esos periodos, en lo que parece haber sido unas pocas décadas, se producía una flota inmensa de icebergs desde el manto de hielo Laurentino, o con menos frecuencia desde el Finoescandinavo, llevando con ellos grandes cantidades de material erosionado que cuando los icebergs se fundían se depositaba en el fondo del mar como escombros embarcados en hielo (ice rafted debris, IRD). Los sucesos Heinrich están marcados H0 a H6 (figuras 13 y 14) y parecen haber estado teniendo lugar desde la Transición del Pleistoceno Medio hace un millón de años.

Figura 13. Cronología de los sucesos climáticos durante el Último Periodo Glacial. (A) Indicador de temperaturas de Groenlandia. Los números rojos denotan sucesos D-O. (B) Indicador de temperaturas de la Antártida. A1 a A7, sucesos de calentamiento Antártico. (C) Concentraciones de CO2 atmosférico en la Antártida. (D) Concentraciones de CH4 (metano) de testigos de hielo de Groenlandia (verde) y Antártida (marrón). Barras verticales turquesa, distribución de los sucesos Heinrich (H3 a H6). Líneas marrones punteadas, calentamientos abruptos en Groenlandia. Fuente: Ahn, J. and Brook, E.J. 2008. Science 322 83-85.

Un suceso Heinrich es seguido por el disparo del calentamiento interestadial D-O. Incluso si solo una de cada cuatro oscilaciones D-O es precedida por un suceso Heinrich, todas ellas parecen haber sido precedidas por un enfriamiento similar aunque reducido y una deposición de IRD en los sedimentos marinos del Atlántico Norte. Gerald Bond sugirió que los sucesos Heinrich eran parte de los ciclos D-O (Bond et al. 1993). Puesto que los sucesos Heinrich (HE, Heinrich event) implican un enfriamiento mucho más profundo y una producción de icebergs por los mantos de hielo mucho más intensa, podemos distinguir entre oscilaciones D-O HE (números 1, 4, 8, 12, 14, 17) y oscilaciones D-O no HE

Figura 14. Frecuencias de los agentes climáticos externos (forzamientos) de la circulación atmosférica expresadas como componentes de paso de banda del Índice de Circulación Polar (PCI). Curva superior: El PCI (negro) es un indicador de la intensidad de la circulación atmosférica polar que mide la abundancia del polvo y sales marinas en el registro GISP2. En términos generales los valores de PCI se incrementan durante los fríos estadíos y decrecen durante los cálidos interestadíos e interglaciales (relación inversa con la temperatura). El PCI se contrasta con la suma de algunos de los componentes de frecuencia de paso de banda (>99% significación) descompuestos a partir de esta serie (gris). La suma de los armónicos seleccionados representa cerca del 90% de la varianza en la serie original PCI. Curvas inferiores: Componentes principales de paso de banda derivados de la serie PCI, incluyendo aquellos con periodicidades cercanas a la excentricidad elíptica (rojo), inclinación axial (naranja), precesión de los equinocios y su armónico de orden inferior (rosa), y periodicidades potencialmente relacionadas con las dinámicas de los mantos de hielo, oscilaciones oceánicas internas (incluyendo cambios en la circulación termohalina), y variabilidad solar (amarillo). El componente de paso de banda de 6.100 años describe la periodicidad de los sucesos Heinrich (violeta con sucesos individuales marcados, incluyendo el Dryas Reciente, YD), el componente de paso de banda de 1450 años la periodicidad de los sucesos de cambio climático rápido (Dansgaard/Oeschger, negro). Fuente:  Global Environmental Change: Research Pathways for the Next Decade (1999) pg. 249. Committee on Global Change Research; Policy Division; Policy and Global Affairs; National Research Council. Adaptado de Mayewski et al. (1997).

La característica más sobresaliente de los ciclos D-O es su cambio asimétrico de temperaturas. Todos se caracterizan por un calentamiento muy rápido, durante el cual las temperaturas se elevan al nivel interestadial unos 8-10°C en solo unas pocas décadas, dentro de la duración de una vida humana (figura 15). Este calentamiento en menos de un siglo es seguido de un enfriamiento más lento de ~ 2°C en unos 200 años. A partir de este punto los ciclos D-O toman diferentes rumbos. Algunos ciclos D-O caen rápidamente 6-8°C hasta las temperaturas del frío glacial en unos 250 años más con una duración total de ~500 años. Otros ciclos D-O tardan 500-800 años en completar un descenso más irregular. Finalmente algunos ciclos D-O tardan más tiempo en volver a la línea basal glacial que la duración de un ciclo. En estos casos impiden que un nuevo ciclo D-O tenga lugar hasta que ha finalizado el enfriamiento. Una de las grandes dificultades que los modelos D-O tienen que resolver es explicar cómo una distribución tan grande en la duración del ciclo encaja con el preciso espaciamiento de 1470 ± 8% en la fase de calentamiento, que es de solo un 2% en los ciclos más recientes y mejor datados (Rahmstorf, 2013).

Figura 15. Evolución temporal de los ciclos D-O recientes. Los ciclos D-O muestran una fase de calentamiento muy abrupta seguida de una fase de lento enfriamiento. Con posterioridad le sigue una caída más abrupta de temperaturas con los ciclos mostrando una duración variable en la última fase de enfriamiento. Fuente: Ganopolski, A. and Rahmstorf, S. Nature 409 153-158.

 

2. Las oscilaciones Dansgaard-Oeschger en el registro Antártico

Cuando se estudian los ciclos D-O en los registros Antárticos se hace aparente que los cambios de temperatura de Groenlandia coinciden con cambios en los niveles de metano a escala global (figura 16). Puesto que los niveles de metano se dispararon simultáneamente en distintos momentos en los testigos de hielo de Groenlandia y la Antártida, ello proporcionaba una forma precisa de alinear ambos registros (figura 16).

Figura 16. Alineamiento interpolar preciso de los ciclos D-O. (a), Indicador de temperatura en Groenlandia. (b), Registro Antártico WDC de CH4 sincronizado con el testigo NGRIP de Groenlandia. (c), Indicador de temperatura en la Antártida. Los ciclos D-O se indican con barras verticales naranjas, numeradas en la parte inferior de la figura. Fuente: WAIS Divide Project Members 2015. Nature 520 661–665.

El alineamiento de los registros de la Antártida y Groenlandia muestra que hay una relación inversa entre las temperaturas de ambos polos. Antes de una transición interestadial abrupta del D-O las temperaturas aumentan en la Antártida. Este incremento es especialmente intenso si el estadío es un suceso Heinrich. Después de que la transición del D-O se dispare en Groenlandia, las temperaturas en la Antártida alcanzan su máximo en 220 años de media (Wais Divide Project Members 2015; figura 17). Este retraso es importante porque indica que las temperaturas de ambos polos durante un ciclo D-O tienen una conexión oceánica, no atmosférica. Después, durante la mitad del periodo estadial las temperaturas bajan simultáneamente en ambos polos, pero las temperaturas Antárticas llegan al fondo antes y comienzan a ascender de nuevo en preparación para el nuevo ciclo.

Figura 17. Esquema de la correspondencia interpolar de las temperaturas de un D-O. Durante un suceso Heinrich las temperaturas de Groenlandia (azul) se vuelven muy frías, mientras se elevan en la Antártida (naranja). Una vez que el calentamiento tiene lugar en Groenlandia las temperaturas alcanzan un máximo en la Antártida una media de 220 años más tarde. Si el calentamiento Antártico previo ha sido muy intenso, como en D-O 8, el enfriamiento Ártico puede durar mucho más y entonces se saltan uno o más ciclos hasta que las temperaturas son suficientemente frías. Fuente: van Ommen, T. 2015. Nature 520 630–631, basado en datos de WAIS Divide Project Members 2015. Nature 520 661–665. Modificado.

¿Cómo se consigue esta conexión de temperaturas? El planeta recibe la mayor parte de la energía procedente del sol a través de las áreas tropicales donde parte de ella es radiada de vuelta al espacio a través del albedo (reflexión) de las nubes y los fenómenos de convección y de agua-vapor evaporación-condensación. El resto de la energía que ha sido convertida en calor tiene que ser dirigida a los polos, donde tiene lugar la mayor parte de la pérdida de calor excedentario radiando la energía de vuelta al espacio, en un proceso conocido como transporte de calor meridional. Esto se consigue en parte a través de la atmósfera, donde las células de Hadley, Ferrel y Polar transportan dos tercios del calor sobrante hacia latitudes más altas, y en parte a través de los océanos, donde otro tercio del calor sobrante es llevado hacia los polos por la Circulación Meridional de Retorno como aguas superficiales templadas, que vuelven como corrientes profundas y frías una vez que ventilan el calor a la atmósfera polar. Lo que hace que funcione el transporte de calor meridional es el gradiente de temperaturas entre los trópicos y los polos.

Una interesante anomalía tiene lugar en el océano Atlántico desde la formación del istmo de Panamá. Puesto que las aguas templadas del Pacífico no pueden alcanzar el Ártico, su única conexión es a través del Atlántico Norte entre Groenlandia y Escocia. El cierre de la conexión Atlántico-Pacífico panameña convirtió al Pacífico en un callejón sin salida para el transporte meridional de calor. El Atlántico Sur es el único océano del Sur que transporta calor hacia el Norte a través del Ecuador. Por ello el Atlántico es una avenida de un solo sentido para las aguas superficiales templadas que se originan en el océano del Sur y viajan hasta el océano Ártico, retornando como aguas profundas frías. Esta es la causa de la conexión de temperaturas entre los polos. Se ha propuesto que cuando la corriente Atlántica es fuerte enfría el Antártico y calienta el Ártico cambiando el balance energético a favor del último, y cuando la corriente Atlántica es débil calienta el Antártico y enfría el Ártico por el efecto opuesto. Esta es la hipótesis del modelo del balancín bipolar, que está apoyado por la evidencia disponible de la Corriente Meridional Atlántica de Retorno (AMOC, Atlantic Meridional Overturning Current; Stocker and Jonhsen, 2003).

Los registros de la Antártida, además de cambios de temperatura posiblemente derivados de cambios en las corrientes oceánicas, muestran también cambios profundos en el metano atmosférico asociados a los ciclos D-O que indican cambios globales en este gas de invernadero. El crecimiento explosivo del metano despertó miedos de que los cambios climáticos abruptos habían disparado repetidamente la hipotética arma de clatrato y de que podría pasar de nuevo en un futuro cercano. Sin embargo el análisis isotópico de deuterio del metano de los testigos de hielo mostró que el incremento en metano venía acompañado de una merma en deuterio (Bock et al., 2010; figura 18). Esta reducción indica que el origen del metano está en el metano pobre en deuterio de los humedales boreales, una de las principales fuentes naturales de metano, incrementados fuertemente por el aumento de la temperatura y las precipitaciones asociadas al ciclo D-O (figura 12b y c), y no en los hidratos de clatrato ricos en deuterio.

Figura 18. Origen y cambios del metano durante los ciclos D-O. El panel superior muestra un indicador de temperatura en Groenlandia. El segundo panel muestra los registros de CH4 de Groenlandia, GRIP (Greenland Ice Core Project) (diamantes púrpura), NGRIP (diamantes naranja), y la Antártida EDML (diamantes azules). Los valores de deuterio, δD(CH4) del panel inferior son del testigo de hielo NGRIP (círculos naranja). Todos los datos se muestran sincronizados por CH4 en la escala temporal. La barra verde indica el suceso Heinrich 4 (H4). Los cambios en los niveles de metano correlacionan de forma inversa con el contenido en deuterio del metano, indicando una fuente pobre en deuterio, lo más probable los humedales boreales. Fuente: Bock, M. et al. 2010. Science 328 1686-1689.

Algunos científicos creen que el CO2 es el principal agente responsable de los cambios climáticos, no solo del presente, sino también del pasado. Curiosamente los registros de los testigos de hielo Antárticos no muestran ninguna contribución o respuesta del CO2 a los cambios abruptos más frecuentes del pasado, los ciclos D-O (figura 19). De hecho, si acaso, parece que la mayoría de las veces los ciclos D-O están asociados a una modesta caída de los niveles de CO2 a pesar del calentamiento Antártico durante el estadío de Groenlandia, seguido del calentamiento en el hemisferio Norte durante el interestadío de Groenlandia (figura 19, flechas). Los niveles de CO2 solo se incrementan asociados al calentamiento Antártico durante los sucesos Heinrich. Como hemos visto, los sucesos Heinrich están asociados al calentamiento Antártico, mientras la región del Atlántico Norte se enfría varios grados y aumenta grandemente la descarga de icebergs. Puesto que la región Antártica es la única que se calienta durante un suceso Heinrich, generalmente se piensa que el incremento de CO2 se origina en el aumento de la ventilación de CO2 por parte de un Océano del Sur más templado (Ahn and Brook, 2014).

Figura 19. Cambios en el CO2 durante los ciclos D-O. (a) Registro isotópico de las temperaturas de Groenlandia. (b) Registros del CH4 atmosférico de los testigos de hielo de Groenlandia (gris) y la Antártida (rojo y azul). (c) Registro del CO2 atmosférico de los testigos de hielo de la Antártida. (d) Registro de indicadores de temperatura isotópicos de la Antártida, provenientes de testigos de hielo de Siple Dome (azul oscuro) y EDML (gris). Las cajas azules indican intervalos de tiempo correspondientes a los estadíos de Groenlandia (periodos fríos en Groenlandia), mientras que la caja rosa indica un estadío de Groenlandia que incluye un suceso Heinrich. Durante estos estadíos las temperaturas en la Antártida se incrementaron. Los números negros representan interestadíos Dansgaard-Oeschger. HS significa suceso Heinrich. Fuente: Ahn, J. and Brook, E.J. 2014. Nature Communications 5, Article number: 3723.

La diferencia en la respuesta del CO2 al calentamiento Antártico durante el enfriamiento de los estadíos en Groenlandia entre los ciclos D-O HE y D-O no HE se hace mucho más evidente cuando se analizan los cambios de temperatura y CO2 sin tendencia (figura 20, a y b). Eliminando la tendencia a largo plazo podemos ver que mientras todos los estadíos de los sucesos D-O muestran una velocidad de calentamiento similar en la Antártida, excepto D-O 9 (figura 20, b), los ciclos D-O no HE no muestran ningún incremento de los niveles de CO2, mientras que los ciclos D-O HE muestran un incremento en los niveles de CO2 (figura 20, a). El contraste en el comportamiento de ambos tipos de sucesos es más evidente cuando los cambios en CO2 se presentan frente a los cambios en temperatura (figura 20, c).

Figura 20. Evolución temporal del CO2 y temperatura Antárticos durante los estadíos de Groenlandia. (a) Cambios en el CO2 de los registros de los testigos de hielo de la Antártida durante los estadíos de Groenlandia. Los números DO corresponden a los calentamientos D-O al final de los estadíos. (b) Registro de un indicador de temperatura Antártico durante los estadíos. (c) Evolución temporal del CO2 atmosférico frente a las anomalías de las temperaturas isotópicas durante los estadíos. Derivado de (a, b). Las elipses rosa y azúl indican los registros para los estadíos Heinrich (largos y no Heinrich (cortos), respectivamente. Se usan medias móviles de 300 años tanto para los registros de CO2 como los indicadores isotópicos de temperatura. Para eliminar cambios a escala multi-milenaria durante los cortos estadíos de Groenlandia, a los registros de CO2 de Siple Dome y de temperatura isotópica se les ha eliminado la tendencia. D-O 9 (rosa en b) no es considerada una verdadera oscilación D-O por varios autores (ver texto). Fuente: Ahn, J. and Brook, E.J. 2014. Nature Communications 5, Article number: 3723.

Podemos concluir, de acuerdo a la evidencia disponible, que el CO2 no juega ningún papel en absoluto en los cambios climáticos más frecuentes y abruptos de los que tenemos conocimiento, los ciclos D-O, y que los incrementos en el CO2 observados en la Antártida y asociados a los sucesos Heinrich parecen ser una consecuencia del calentamiento del Océano del Sur, y no una causa del calentamiento Antártico. Aún más, el incremento en CO2 durante los sucesos Heinrich (de unos 10-15 ppm) no parece alterar de forma significativa la velocidad o la magnitud del calentamiento durante la siguiente oscilación D-O (ver por ejemplo que DO4, figura 20, muestra similar calentamiento a las demás).

 

3. Condiciones para los ciclos Dansgaard-Oeschger

Algunos autores disputan la existencia de un ciclo D-O con espaciamiento regular basándose en que la distribución de las oscilaciones no es significativamente distinto del azar (Ditlevsen et al., 2007). Está la dificultad obvia de datar correctamente con suficiente precisión oscilaciones que tuvieron lugar hace tanto tiempo, y es significativo que las oscilaciones más recientes son las que muestran una mejor periodicidad. Además el registro de hielo que muestra una periodicidad más robusta es GISP2, el testigo de hielo de Groenlandia con mejor resolución temporal, puesto que permite contar las capas anuales de nieve. Finalmente las abruptas oscilaciones climáticas que constituyen un ciclo D-O deben ser definidas apropiadamente. Una oscilación D-O requiere varias condiciones identificatorias. Es altamente asimétrica, con un rápido calentamiento en unas pocas décadas y un lento enfriamiento de al menos 200 años, seguido de un rápido enfriamiento de al menos 200 años más con una duración mínima de 400 años. Ha de coincidir con un pico similar en los niveles de metano de similar amplitud y duración. Y es precedido de un calentamiento Antártico previo que alcanza su máximo unos 220 años después del pico de calentamiento en Groenlandia. La mayoría de los análisis matemáticos fallan en incluir estas señas y consideran el pico número 9 como una oscilación D-O cuando claramente se trata de un tipo diferente de calentamiento abrupto (ver figuras 11, 19 y 20b). El calentamiento abrupto 9 es el suceso de calentamiento situado fuera de lugar, y si se le elimina de los análisis la robustez de la ciclicidad aumenta considerablemente.

Se desconoce qué podría causar la periodicidad observada de 1470 años. Es ciertamente uno de los grandes misterios de la paleoclimatología. Las explicaciones que se proponen se dividen en dos clases: forzamientos internos, como las oscilaciones de la circulación oceánica o la dinámica de los mantos de hielo, y forzamientos externos como variaciones en el Sol o en los ciclos de las órbitas planetarias. Pero cada explicación tiene sus dificultades. Las explicaciones de forzamiento interno tienen un problema para explicar como se puede conseguir una periodicidad tan precisa dada la gran variabilidad intrínseca de los fenómenos implicados y dada la variabilidad en la duración de las oscilaciones D-O. Los ciclos solares de ~1500 años son desconocidos y los ciclos solares conocidos como el ciclo de manchas solares de 11,6 años muestran una variabilidad de ±14%, mucho mayor que la del ciclo de 1470 años. Ciclos orbitales de ~1500 años no gozan de amplia aceptación y el ciclo lunar más cercano conocido es de ~1800 años.

Puesto que los ciclos D-O como se han definido previamente son una característica glacial, parecen estar influenciados por las temperaturas globales y por lo tanto por los cambios orbitales. Ciertamente los ciclos D-O se ven suprimidos en los periodos que siguen a la máxima oblicuidad hace 90, 50 y 10 ka AP y en los que siguen a la mínima oblicuidad hace 30 ka AP (figura 21). Por lo que parece, los abruptos cambios D-O no pueden tener lugar cuando el mundo se encuentra en condiciones interglaciales o en condiciones plenamente glaciales como las que se dieron durante el Último Máximo Glacial.

Figura 21. Las oscilaciones D-O y el ciclo de oblicuidad. Temperaturas de GISP2 en Groenlandia en rojo sobre una periodicidad de 1470 años en azul. El ciclo de oblicuidad se muestra en púrpura, ajustado en amplitud a las variaciones de temperatura por propósito ilustrativo. Los números indican oscilaciones D-O que presentan perfil de temperaturas asimétrico, incremento de metano, y calentamiento Antártico previo. Los puntos azules indican cambios abruptos que no muestran todas estas características. Los periodos de supresión por calor y por frío se muestran en naranja y azul respectivamente. MIS: Estadío isotópico marino. LGM: Último Máximo Glacial. BA: Bølling-Allerød. YD: Dryas Reciente.

Schulz et al. (1999) investigaron la distribución irregular de los ciclos D-O durante los pasados 100 ka extrayendo una señal de 1470 años de los datos indicadores de temperatura de GISP2 utilizando el análisis de frecuencia temporal a través del filtrado de armónicos. La señal resultante (figura 22A) muestra cuatro periodos de mayor amplitud separados por mínimos a 80, 65, 50, 20 y 10 ka AP. Cada periodo de mayor amplitud corresponde a un periodo de ciclos D-O. Entonces notaron una estrecha relación entre la señal de 1470 años y las variaciones de la masa continental de hielo, como se registran en las variaciones del nivel del mar. Cada uno de los cinco mínimos de la señal de 1470 años corresponde a un punto de inflexión en la variación del nivel del mar, y cuatro de los cinco tienen lugar cuando los niveles del mar están por encima de los -45 m o debajo de los -90 m con respecto al nivel presente (figura 22B). El quinto mínimo a 50 ka BP coincide con un máximo de oblicuidad.

Figura 22. Las oscilaciones D-O y los cambios en el nivel del mar. (A) Arriba: cambios temporales del componente de la señal de 1470 años en el registro del indicador de temperatura estimado mediante un algoritmo de filtrado de armónicos usando una ventana deslizante rectangular de anchura 4 x 1470 años. Abajo: Registro del indicador de temperatura de Groenlandia GISP2 con los números de los sucesos D-O. (B) Amplitud de la señal de 1470 años suavizada 2000 años (línea discontinua) y nivel del mar (rojo). La amplitud se incrementa bruscamente cuando el nivel del mar cae por debajo de -45 m y se reduce cuando el nivel del mar cae por debajo de -90 m. Los mínimos pronunciados de amplitud coinciden con mínimos o máximos locales en el nivel del mar (flechas). Fuente: Schulz, M. et al. 1999. Geophysical Research Letters 26 3385-3388.

Puesto que las condiciones necesarias para los ciclos D-O pueden ser desconectadas, por ejemplo durante el Último Máximo Glacial, y cuando se reinician el ciclo aún mantiene el mismo espaciamiento de 1470 años, esto es un fuerte indicio de que el interruptor de los ciclos D-O es externo, y su reloj hace tictac todo el tiempo. Las condiciones adecuadas requieren la acumulación de extensos mantos de hielo sobre los continentes del Norte que provocan una caída del nivel del mar de al menos 45 metros. Una vez que esto sucede el balancín bipolar debe posicionarse para calentar la Antártida y enfriar las regiones polares del Norte. Estas condiciones extienden la cubierta de hielo marino sobre amplias regiones de los mares Nórdicos y el Atlántico Norte y producen un incremento de la descarga de icebergs. Entonces el siguiente tic del reloj disparará un ciclo D-O. Cuando quiera que estas condiciones sean reseteadas puede dispararse un nuevo ciclo D-O. Una alta insolación del Norte por un máximo de oblicuidad evita que estas condiciones tengan lugar, lo mismo que un enfriamiento profundo que reduzca los niveles del mar por debajo de -90 m y produzca demasiado hielo.

 

4. Teoría consenso de los ciclos Dansgaard-Oeschger y retos

Desde 1985 en adelante el reputado paleoclimatólogo W. Broecker estableció la teoría consenso o dominante sobre los ciclos D-O (Broecker et al., 1990), que ha sido fieramente defendida por uno de los mayores expertos en cambios climáticos abruptos, Richard Alley (Alley, 2007). Se la conoce como la hipótesis del "Oscilador Salino", y se basa en cambios oscilatorios de la Circulación de Retorno Meridional Atlántica, o AMOC (Atlantic Meridional Overturning Circulation), en respuesta a pulsos de agua dulce debidos al agua de deshielo (MWP, melt water pulses) que se almacenan y se liberan periódicamente de los mantos de hielo (figura 23)

La AMOC está controlada por las aguas superficiales calientes de su componente NAC (Corriente NorAtlántica) que se vuelven más salinas por la evaporación que traslada agua dulce fuera de la cuenca Atlántica, y aún más salinas y frías a través de la evaporación en las regiones SubÁrticas, hasta que se vuelven lo suficientemente densas para hundirse y retornar hacia el Sur convertidas en la fría componente de agua profunda del Atlántico Norte (NADW, North Atlantic Deep Water). La intensidad de la NADW determina el estado de la AMOC. El término Circulación Termohalina (THC), introduce confusión porque se refiere solo a los efectos térmicos y salinos de la circulación, ignorando los efectos del viento y las mareas que también están incluidos en la AMOC, y puesto que son difíciles de separar es mejor referirse a la AMOC. El Transportador Global y la MOC (Circulación de Retorno Meridional global) son términos intercambiables.

La NADW fluye hacia el Sur a lo largo del fondo del Océano Atlántico exportando el exceso de sal que se ha creado, resultando en una reducción gradual de la salinidad superficial del Atlántico Norte con el tiempo. Además el calor tropical transferido a las altas latitudes del Atlántico Norte provoca la fusión del hielo y MWP que reducen aún más la salinidad del agua. Si las aguas superficiales en los sitios de formación de agua profunda se vuelven demasiado dulces la AMOC se debilita o se apaga porque las aguas superficiales no son lo suficientemente densas para hundirse. Una vez que la AMOC se ha debilitado lo suficiente o se ha apagado, la sal se vuelve a acumular de nuevo en el Atlántico Norte debido a la ausencia de exportación por la NADW. De acuerdo a esta teoría, condiciones de debilidad de la AMOC están asociadas a los estadíos fríos (figura 24).

Figura 23. La hipótesis del Oscilador Salino. Izquierda, Durante los interestadíos templados una fuerte AMOC transporta calor hacia el Norte causando que los mantos de hielo alrededor del Atlántico Norte se fundan, reduciendo gradualmente la salinidad del agua superficial hasta que deja de hundirse y cesa la formación de aguas profundas deteniendo la NADW. Finalmente la salinidad superficial se reduce lo suficiente para debilitar la AMOC cambiando el clima a un estadío frío. Derecha, Durante los estadíos, condiciones más frías en el Atlántico Norte reducen el aporte de agua de deshielo de los mantos de hielo permitiendo un incremento en la salinidad superficial que con el tiempo provoca que el agua se hunda reiniciando la NADW y haciendo que la AMOC se fortalezca, retornando el sistema climático a un interestadío.

Como la sal continúa acumulándose en el Atlántico Norte durante los periodos de formación reducida de la NADW, finalmente las aguas superficiales en los sitios clave de formación de aguas profundas se vuelven lo suficientemente densas y salinas como para hundirse de nuevo, reiniciando la AMOC y causando un calentamiento abrupto en las altas latitudes del Atlántico Norte, disparando la fase caliente de un ciclo D-O.

Figura 24. Mecanismos de la hipótesis del Oscilador Salino. (a) Durante los interestadíos cálidos, cuando la AMOC es más fuerte, el incremento en el transporte de calor oceánico hacia el Norte da lugar a condiciones más cálidas en el Atlántico Norte. Dichas condiciones cálidas provocan mayor fusión en los mantos de hielo que rodean el Atlántico Norte, reduciendo gradualmente la salinidad de las aguas superficiales. Finalmente la salinidad superficial se reduce lo suficiente para debilitar la AMOC, cambiando el clima hacia un estadío frío. (b) Durante los estadíos, las condiciones más frías en el Atlántico Norte reducen el aporte de agua de deshielo de los mantos de hielo, permitiendo un incremento en la salinidad superficial que finalmente provoca un fortalecimiento de la AMOC, retornando el sistema climático a un interestadío. Fuente: Schmidt, M.W. and Hertzberg, J.E. 2011. Nature Education Knowledge 3 (10):11. (c) Perfil del Atlántico entre 30°S y 90°N mostrando la cresta submarina entre Groenlandia y Escocia. Las condiciones del interestadío muestran una fuerte AMOC capaz de cruzar la cresta. Las condiciones del estadío muestran una AMOC debilitada que se gira más al Sur. Durante los sucesos Heinrich la AMOC colapsa. Fuente: Rahmstorf, S. 2002. Nature 419 207-214. AMOC: Corriente de Retorno Meridional Atlántica. NAC: Corriente NorAtlántica. NADW: Aguas Profundas del Atlántico Norte. AABC: Corriente de Fondo Antártica.

Varios estudios han sugerido que solo hace falta una pequeña reducción en la salinidad superficial marina para alterar la velocidad de formación de la NADW, hasta el punto de que algunos científicos, incluyendo al fallecido Wallace Broecker y a Richard Alley, se preocuparon de que un incremento en el ciclo hidrológico debido al presente calentamiento global pudiera reducir la salinidad del Atlántico Norte, conduciendo al apagado de la AMOC causando un abrupto enfriamiento en un futuro próximo (Broecker, 1999). Parecen sin embargo olvidar que antes de la transición del Holoceno Medio, alrededor de 5.000 años AP, la región del Atlántico Norte era más cálida y generalmente más húmeda que en el presente, cuando el Sahara tenía un ambiente ecológico de sabana, y la AMOC no se apagó.

La hipótesis del Oscilador Salino no tiene una explicación particular para el espaciamiento regular de los ciclos D-O según un ciclo de 1470 años. El espaciamiento debe provenir de los retrasos intrínsecos en la acumulación de salinidad y agua de deshielo, y de los retrasos en la respuesta de las corrientes oceánicas para que el ciclo prosiga. Como se ha explicado de manera sencilla, el espaciamiento de las oscilaciones de un péndulo dependen de su longitud, pero la variabilidad climática está muy lejos de la regularidad de la física sencilla.

En los últimos años esta visión de consenso de la formación de los ciclos D-O a través de una oscilación salina está siendo atacada desde distintos frentes. Mientras varios estudios han cuestionado que los MWP tuvieran lugar en los intervalos de tiempo esperados, otros indican que la AMOC es mucho más estable de lo que requiere la teoría y que incluso MWP extremos no podrían desestabilizarla de forma persistente.

El trabajo de Rasmussen y Thomsen (2004), también confirmado por Dokken et al. (2013), y Ezat et al. (2015), y delimitado teóricamente por Petersen et al. (2013) muestra que durante los estadíos el flujo de agua cálida hacia el Atlántico Norte y el Mar Noruego no cesa. En su lugar durante los fríos estadíos el agua cálida penetra en el Ártico bajo el hielo marino a un nivel subsuperficial y debido a ello, en vez de ceder su calor a la atmósfera calienta las aguas subsuperficiales por debajo de una doble capa aislante de aguas frías formada por agua superficial dulce y una capa fría y muy salina denominada haloclina. Así mientras la atmósfera se enfría y el hielo marino aumenta, el calor oceánico se acumula al nivel subsuperficial y no se produce agua fría en el fondo.

 

5. Explicación del funcionamiento del ciclo Dansgaard-Oeschger

De acuerdo a la evidencia disponible y a las nuevas teorías, y comenzando el ciclo en el punto durante el estadío cuando la Antártida comienza a calentarse, el balancín bipolar se encuentra en posición de calentar la Antártida y enfriar las regiones polares del Norte. La AMOC entonces se debilita y transmite menos calor hacia el Atlántico Norte. Al enfriarse el Atlántico Norte y el Ártico, los mantos de hielo se expanden y el hielo marino aumenta, alcanzando más al Sur (figura 25a).

Al calentarse la Antártida y enfriarse el Ártico, la cantidad de aguas cálidas transmitidas hacia el Norte empieza a aumentar debido al incremento del gradiente térmico ecuato-polar. Estas aguas cálidas producen un incremento de la descarga de icebergs que llevan IRD a los sedimentos oceánicos, pero las aguas cálidas fracasan en calentar las latitudes altas porque en lugar de ventilar el calor a la atmósfera se sumergen por debajo del hielo marino donde forman una capa aislada por la haloclina (figura 25b).

Cada 6.100 años el calentamiento Antártico y el enfriamiento Ártico se ven aumentados y prolongados. El gradiente de temperatura se vuelve mucho mayor y se mueve mucha más agua cálida hacia el Norte, donde mucho más hielo se ha formado, así que la descarga de icebergs es mucho mayor, produciendo un suceso Heinrich (figura 25d).

Figura 25. Mecanismos del ciclo D-O. (a) Al comienzo del estadío el Ártico se está enfriando y se reduce el agua cálida superficial (naranja). (b) Al final del estadío el enfriamiento Ártico es máximo, la Antártida se está calentando y hay un aumento en la Corriente NorAtlántica cálida que produce un incremento en la descarga de icebergs cargados de escombros (IRD). En el Mar Noruego las aguas cálidas se hunden bajo el hielo evitando el calentamiento. De vez en cuando estas condiciones se incrementan produciendo un suceso Heinrich. (c) Se produce de forma abrupta un interestadío cuando de forma explosiva el agua cálida asciende y funde el hielo marino, transfiriendo el calor a la atmósfera. Fuente: Raj Saha http://math.umn.edu/~rsaha/research/DO-events.html. (d) Modelo de las condiciones durante un suceso Heinrich. Obsérvese el enfriamiento del Atlántico Norte. (e) Modelo de las condiciones durante un calentamiento abrupto D-O. Fuente: Ganopolski, A. and Rahmstorf, S. Nature 409 153-158.

Cada 1470 (± 120) años las aguas cálidas subsuperficiales de altas latitudes Norte ascienden a la superficie y calientan abruptamente la atmósfera (figura 25c, e), iniciando el interestadío de Groenlandia. Este calentamiento invierte el balancín bipolar, de forma que la región Antártica comienza a enfriarse tras unos 200 años. Al enfriarse las aguas cálidas en el Norte se hunden y forman la NADW, y las altas latitudes también se enfrían. Una vez que el hielo marino vuelve a crecer y se forma la haloclina, de nuevo aísla las aguas cálidas de la atmósfera y la temperatura cae poniendo fin al interestadío. El profundo enfriamiento de un nuevo estadío invierte de nuevo el balancín bipolar, reiniciando el ciclo.

Existe evidencia en los sedimentos marinos noruegos que han preservado la estratificación de temperaturas del mar que demuestra que cambios en la temperatura del mar y en su estratificación preceden a los abruptos cambios atmosféricos (Dokken et al., 2013). Durante la fase de estadío los foraminíferos del plancton registran la temperatura del agua en, o justo debajo de, la haloclina. Al progresar la fase de estadío, los foraminíferos planctónicos muestran un incremento de la temperatura (figura 26) que es consistente con la llegada continua de agua del Atlántico relativamente cálida y salina por debajo de la haloclina. Sin posibilidad de ventilar el calor a la atmósfera debido a la cubierta de hielo marino, la reducción de la densidad de las aguas subsuperficiales debilita la estratificación que permite que existan la haloclina y la cubierta de hielo marino. La transición al interestadío cálido en Groenlandia tiene lugar cuando colapsa la estratificación, y en ese punto el calor de la capa subsuperficial se mezcla rápidamente hacia la superficie, fundiendo la cubierta de hielo marino (figura 27). Esta repentina mezcla hacia arriba es registrada en el indicador de los foraminíferos planctónicos como un calentamiento abrupto de la temperatura del mar que precede al calentamiento atmosférico (figura 26).

Figura 26. Temperatura subsuperficial en el Mar Noruego. Registros de indicadores de temperatura que cubren el periodo 41 a 31 ka AP. Panel superior en azul, indicador δ18O NGRIP de las temperaturas en Groenlandia. Panel inferior en rojo, reconstrucción de la temperatura superficial marina (SST) basada en el ensamblado de foraminíferos planctónicos. Fuente: T.M. Dokken et al. 2013. Paleoceanography 28 491-502.

Figura 27. Modelo de reorganización vertical del Mar Noruego. Esquema mostrando las condiciones invernales en el Atlántico Norte y Mar Noruego durante (izquierda) el típico periodo estadial frío y (derecha) periodo interestadial cálido de un ciclo D-O. Los paneles A y C muestran secciones Norte-Sur del Atlántico Norte durante las condiciones de estadío e interestadío respectivamente. Los paneles B y D muestran secciones Este-Oeste del Mar Noruego durante las condiciones de estadío e interestadío respectivamente. Durante los periodos de estadío el agua cálida que llega del Atlántico es estratificada debajo de capas aislantes de hielo marino, agua dulce fría y agua fría salina (A y B). En los periodos de interestadío la estratificación colapsa y el agua cálida del Atlántico alcanza la superficie calentando la atmósfera (C y D). Fuente: T.M. Dokken et al. 2013. Paleoceanography 28 491-502.

 

6. Ciclos lunisolares de marea como explicación del mecanismo de disparo de Dansgaard-Oeschger

He estudiado la mayoría de las explicaciones del espaciamiento regular del ciclo D-O y todas resultan insuficientes. Los factores internos como los cambios en las corrientes oceánicas o la acumulación de hielo están influenciados por demasiados factores variables como el viento y las temperaturas como para experar que sean capaces de producir tal regularidad. Lo mismo pasa con la reorganización vertical de las aguas estratificadas del Mar Noruego. Durante los sucesos Heinrich tanto el tiempo como la cantidad de agua cálida subsuperficial cálida que se acumula es mucho mayor, y sin embargo el espaciamiento se mantiene. Con respecto a los factores externos, el Sol parece problemático. No hay indicación de un ciclo solar de ~1500 años en los registros de indicadores solares, y los cambios en la luminosidad solar no son lo suficientemente precisos (el ciclo de manchas solares muestra un 14% de variabilidad en su espaciamiento) ni intensos para explicar los cambios observados.

Hay muy pocos científicos que defiendan las mareas como origen del espaciamiento de los ciclos D-O, y curiosamente, Charles Keeling, el padre de las mediciones de CO2 en Mauna Loa desde 1956, dedicó sus últimos años a encontrar una causa para los cambios de temperaturas en las mareas (Keeling y Whorf, 1997; 2000). Sin embargo, por absurda que suene inicialmente, la teoría de las mareas, tiene una capacidad única para explicar algunas características de la evidencia disponible sobre el funcionamiento de los ciclos D-O.

Como con cualquier sospechoso, tenemos que analizar si tiene los medios y la oportunidad. Comencemos con lo primero. ¿Son las mareas capaces de producir el efecto requerido? Las mareas normales tienen ya un fuerte efecto en la mezcla vertical del agua oceánica. Se calcula el efecto de mezcla vertical anual de las mareas en 4 Teravatios, frente a los 2 TW del viento (Keeling y Whorf, 1997). Puesto que las aguas oceánicas están estratificadas por temperatura, el mezclado vertical es uno de los principales factores en los cambios de temperatura del océano. Además las mareas también tienen lugar bajo el hielo marino, donde son el único factor que afecta al mezclado vertical.

Las mareas también aumentan su potencia de forma no lineal según los ciclos, el principal de los cuales es el ciclo nodal de 18,6 años. Puesto que la órbita de la Luna tiene una inclinación de ~5° con respecto a la órbita de la Tierra, los nodos son los puntos en los cuales la Luna cruza el plano de la eclíptica, y la línea que une ambos nodos lleva a cabo una rotación completa cada 18,6 años. Esto produce ciclos de alineamiento con diferentes periodicidades, que ocurren cuando la Tierra está en perigeo, y la Luna está en perigeo o apogeo al mismo tiempo que está en uno de los nodos donde la órbita de la Luna cruza la eclíptica, y con la Tierra, la Luna y el Sol dispuestos en sizigia (alineamiento). Incluso más importante que estos ciclos de alineamiento, la fuerza de las mareas cambia con los ritmos armónicos de las frecuencias de los ciclos de marea más largos. Estos ciclos actúan en una escala centenaria y a diferencia de los ciclos de alineamiento producen mareas muy altas sobre periodos de meses y años. Estos ciclos se han asociado a periodos fríos durante periodos históricos (Keeling y Whorf, 1997; figura 28).

Figura 28. Temporalidad del forzamiento de las mareas lunisolares desde 1600 dC. Cada suceso, indicado por una línea vertical, da una medida del forzamiento en términos de la velocidad angular de la Luna, en grados de arco por día, en el momento del suceso. Los arcos conectan los sucesos de cada secuencia prominente de mareas de 18,03 años. También se indican las fechas de los episodios fríos observados en los datos climáticos. Los máximos centenarios están marcados con letras. Los sucesos climáticos de las secuencias dominantes entre 1700 y 1974 tienen lugar a intervalos de cerca de 90 años. Fuente: C.D. Keeling and T.P. Whorf, 2000. PNAS 97 3814-3819.

La secuencia de marea dominante más fuerte de los últimos 200 años tuvo lugar el 8 de Enero de 1974 (figura 28). Por lo tanto podemos comprobar si algo inusual tuvo lugar alrededor de esas fechas con las mareas. De acuerdo a los registros históricos las costas Oeste de Norteamérica y Europa se vieron afectadas por mareas inusualmente grandes en Enero de 1974. En Europa Occidental las mareas asociadas a tormentas causaron inundaciones severas en Irlanda donde la gravedad de los daños en la inundación del 11 al 12 de Enero fue mayor que en el anterior huracán "Debbie", causando el peor desastre en la historia para la compañía eléctrica nacional ESB de Irlanda (Keane y Sheahan, 1974). Los granjeros que recogían algas en Crushoa, al Sur de Galway notaron un extraño fenómeno en la tarde del 11. La marea que subía se invirtió durante cerca de una hora para volver luego con una fuerza y un vigor no discernibles en su anterior movimiento (Connaught Tribune 18/1/1974).

En los Estados Unidos, Fergus Wood, un investigador de la Administración Nacional Atmosférica y Oceánica (NOAA), dio aviso público el 26 de Diciembre de 1973 de que se acercaba el alineamiento muy cercano perigeo-sizigia del 8 de Enero de 1974, evitándose los daños costeros mediante sacos de arena, terraplenes y otras medidas de precaución. El periódico Los Angeles Times en su edición del Miércoles 9 de Enero de 1974 (Ed. CC. Parte I, pg 1, cols. 2, 3) informaba: "Olas gigantes golpean la costa Sur erosionando las casas de la playa. Barreras de sacos de arena se levantan para defenderse del asalto de la marea". (Wood, 1978). El siguiente alineamiento el 9 de Febrero también causó inundaciones de marea a lo largo de la costa Sur de Inglaterra.

En Fort Denison, en la bahía de Sidney, Australia, el análisis de los niveles de agua desde 1914 a 2009 muestran que la anomalía de marea más grande registrada tuvo lugar el 26 de Mayo de 1974 durante la tormenta oceánica más significativa del registro histórico. Durante el periodo registrado, el 96,8% de las anomalías caen dentro de una banda entre -10 cm y +20 cm. La anomalía de 1974 midió 59 cm (Watson y Frazer, 2009).

Robinson et al. (1974) midieron las mareas oceánicas debajo de la barrera de hielo de Ross en la Antártida entre Diciembre de 1973 y Febrero de 1974, donde detectaron durante ese tiempo mareas de 2 metros bajo la capa de hielo por gravimetría.

Por lo tanto está claro que con una periodicidad centenaria tienen lugar mareas inusualmente fuertes con capacidad para ejercer una poderosa mezcla vertical incluso debajo del hielo marino, proporcionando un mecanismo para disparar un abrupto calentamiento interestadial Dansgaard-Oeschger. Otto Petterssen ya demostró en 1914 que las mareas incrementan la producción de icebergs, pero las mareas también son sensibles a los niveles del mar y por ello algunos investigadores han mostrado a través de modelos que reproducen las mareas actuales, que con las condiciones glaciales de bajo nivel del mar en algunos lugares del mundo se producirían mareas mucho mayores (Arbic et al., 2004; Griffiths y Peltier, 2008). estas áreas se localizan principalmente en la región del Atlántico Norte (figura 29), por lo que los autores proponen un origen de mareas para los sucesos Heinrich. Puesto que las olas de las mareas se propagan, estas mega mareas del periodo glacial hubieran afectado al área del Atlántico Norte - Mar Noruego donde tienen lugar los calentamientos abruptos de los ciclos D-O.

Figura 29. Amplitud de las mareas en la Edad de Hielo. La amplitud de marea (m) de la marea principal semidiurna M2 en (a) el tiempo presente y (b) 23 ka AP en un modelo hidro-dinámico acoplado a una predicción de la variación del nivel del mar auto-consistente gravitacionalmente (y por ello variable geográficamente). Entre las áreas con mareas más fuertes están las que producen descargas de icebergs durante los sucesos Heinrich (HE círculo negro), y el área del Mar Noruego, donde se originan los calentamientos abruptos D-O (círculo azul oscuro). Fuente: S.D. Griffiths and W.R. Peltier. 2008. Geophys. Res. Let. 35 L08605.

Hemos visto que los ciclos de mareas lunisolares tuvieron la capacidad de haber producido megamareas durante el periodo glacial, suficientemente fuertes para producir una intensa mezcla vertical del agua, y por ello capaces de explicar el disparo de los ciclos D-O. La hipótesis de mareas es muy consistente con los requerimientos conocidos para los ciclos D-O: Condiciones frías que favorecen una extensa cubierta de hielo marino, estratificación de la temperatura del agua con suficiente diferencial, niveles del mar suficientemente bajos para que se produzcan enormes mareas, pero no tan bajos como para que la cubierta de hielo sea demasiado espesa y estable y el efecto de marea no sea suficientemente fuerte.

La hipótesis de mareas parece tener los medios, ¿tiene la oportunidad? No se conoce a partir de los datos un ciclo de marea claro de 1470 años, sin embargo se puede deducir uno de la teoría. Ya hemos visto que la precesión nodal tiene lugar cada 18,6 años. La precesión apsidal, o ciclo de perigeo es la rotación de la órbita elíptica de la Luna alrededor de la Tierra cada 8,85 años. Por cada ciclo nodal que tiene lugar (18,6 años), se suceden dos ciclos de perigeo (17,7 años). Estos números están tan próximos, que ambos ciclos producen interferencia máxima cada 366 años, cuando tienen lugar mareas mayores. Berger et al. (2002) han propuesto que el ciclo de 1470 años resulta de un factor de 4 sobre el ritmo armónico de 366 años, reflejando quizá el requerimiento de que la máxima acción de marea tenga lugar en una ventana relativamente estrecha durante el verano, cuando el hielo marino es más susceptible a la perturbación por las mareas.

Los ciclos de mareas lunisolares constituyen por tanto una explicación viable y posible para el espaciamiento de 1470 años del abrupto calentamiento de los ciclos D-O en el área del Océano Atlántico Norte - Mar Noruego, aunque la evidencia para apoyar esta hipótesis pueda no ser fácil de obtener, dada la escala de tiempo implicado.

 

6. Conclusiones

1) Entre hace 90 mil y 12 mil años los registros de indicadores de temperatura muestran más de 20 cambios climáticos abruptos e intensos conocidos como ciclos Dansgaard-Oeschger espaciados de acuerdo a una periodicidad de 1470 años.

2) Cada oscilación D-O viene precedida de enfriamiento en el Atlántico Norte y descargas de icebergs, que cuando son intensos y prolongados constituyen un suceso Heinrich.

3) Las oscilaciones D-O presentan un cambio asimétrico de temperaturas con un calentamiento de 8-10°C en unas pocas décadas seguidos de un enfriamiento en etapas que dura de unos siglos a unos pocos milenios.

4) Antes del abrupto calentamiento en Groenlandia, las temperaturas están subiendo en la Antártida hasta unos 220 años después del inicio del calentamiento de Groenlandia.

5) El abrupto calentamiento del Hemisferio Norte incrementa las concentraciones globales de metano de los humedales boreales debido al incremento de temperaturas y precipitaciones.

6) El CO2 no juega ningún papel durante los ciclos D-O, y sus niveles no son ni causa ni consecuencia de los cambios climáticos más abruptos y más frecuentes del pasado. El incremento de los niveles de CO2 durante los sucesos Heinrich no altera significativamente ni la velocidad ni la magnitud del calentamiento durante la subsiguiente oscilación D-O.

7) Los ciclos D-O requieren niveles del mar entre 45 y 90 m por debajo de los actuales, y parecen ser inhibidos por la alta oblicuidad.

8) La principal teoría, la "hipótesis del Oscilador Salino", no tiene explicación para la periodicidad y se basa en pulsos de agua de deshielo no demostrados y un apagado de la Corriente de Retorno Meridional Atlántica contrario a la evidencia.

9) La teoría D-O aspirante propone la estratificación de aguas subsuperficiales cálidas por debajo de la haloclina y el hielo marino en el Atlántico Norte y el Mar Noruego, con el calentamiento abrupto siendo debido al colapso de esta estratificación.

10) Los ciclos de mareas lunisolares proporcionan una hipótesis interesante y explicativa del espaciamiento de 1470 años y de los mecanismos que disparan los ciclos D-O.

 

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Serie Naturaleza desatada: Cambios climáticos del pasado reciente
Parte I: Los Ciclos Glaciales
Parte II: Los ciclos Dansgaard-Oeschger
Parte III: Los ciclos milenarios del Holoceno (primera parte)
Parte IV: Los ciclos milenarios del Holoceno (segunda parte)
Parte V: El cambio climático actual

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    1. #1

      Raul74

      verdaderamente impresionante compendio de conocimiento. Veremos una vez leido y examinado, mi mas sentida enhorabuena por el gran trabajo y las horas dedicadas.

    2. #2

      Knownuthing

      en respuesta a Raul74
      Ver mensaje de Raul74

      Gracias Raul,

      El conocimiento solo tiene valor si se comparte.

      Entiendo que el nivel es alto a pesar de que he intentado hacerlo accesible sin perder rigor científico. Las 10 conclusiones sin embargo son muy claras y el mensaje que encierran es doble:

      - La Tierra ha experimentado cambios climáticos mucho más abruptos e intensos que el actual en el pasado por causas enteramente naturales que no entendemos bien.

      - En los grandes cambios climáticos del pasado reciente, glaciaciones y sucesos D-O, el CO2 no ha jugado ningún papel relevante a pesar de haber mostrado en ocasiones cambios significativos.

      De todo ello se deduce, como también veremos en cambios más recientes conforme nos acerquemos al momento presente, que es muy posible que el componente antropológico del calentamiento global esté siendo muy sobreestimado, y el componente natural muy subestimado.

      Un saludo.


    3. #3

      4higueras

      Enhorabuena know,artículo brutal, necesito releerlo otra vez para comentarte algunas cosas, supongo que en el tercero comentaras en qué punto estamos hoy jejeje, estas derribando muchos de mis dogmas , saludos

    4. #4

      Knownuthing

      en respuesta a 4higueras
      Ver mensaje de 4higueras

      En realidad la época actual va en la quinta parte, jeje. El Holoceno hasta la Pequeña Edad de Hielo contiene demasiada información para un solo artículo. Gracias.

      Un saludo

    5. #5

      Raul74

      en respuesta a Knownuthing
      Ver mensaje de Knownuthing

      Todavia me queda por leer el apartado num 6, y las conclusiones. Poco a poco, que es mejor saborearlo.

      Coincido con tu ultimo comentario.

      Al respecto del mismo me gustaria que pudieras reflexionar un poco todavia más profundamente sobre la influencia en el clima de variables naturales como los volcanes.

      Si bien durante el siglo XX se observan escalones durante el ascenso de la temperatura de 0,6 grados no demasiado justificados, el “escalón” de la primera década del siglo XXI contradice los modelos alarmistas del IPCC. y refuerza la teoría que el ascenso de la temperatura media durante el siglo XX fue consecuente a la recuperación del descenso iniciado en 1815 por la macro-erupción VII VEI (7,2) del Tambora en 1815 y también del Cosiguina en 1835 VI VEI (6,7). Según los modelos ambas erupciones suman un descenso medio secular de las temperaturas superior a 0,4C.

      Si observamos la evolución de la temperatura durante el siglo XX, vemos un prolongado periodo desde los años cuarenta a los setenta, donde no se incrementa o recupera la temperatura media de nuestro planeta. En los años cuarenta no es conocida una erupción volcánica notable que debería ser por lo menos de 6,5 VEI para causar dichos efectos. Se ha intentado dar una explicación a partir de aerosoles no naturales producidos por explosiones tanto químicas (segunda guerra mundial, Corea y Vietnam), como nucleares atmosféricas de la época; estas últimas sobretodo son capaces de alcanzar la estratosfera. Los acumulados superarían los mil megatones, que darían sentido a la estabilización térmica de dicho periodo.

      La trascendencia evidente de los aerosoles explosivos, sobretodo sulfurosos, en la reducción del albedo terrestre radica en la elevación alcanzada por los mismos. Las grandes erupciones volcánicas alcanzan 25 Kms. de altura y sobretodo los impactos de asteroides superan en mucho dicho límite, lo que multiplica sus efectos. Las explosiones químicas o incendios si no se concentran en un área determinada no crean la energía suficiente para alcanzar la estratosfera, lugar donde los residuos pueden permanecer por tiempo prolongado.

      Tu indicabas en un comentario de hace unas semanas que era un error llamar Tierra al planeta, y que se deberia llamar Agua.
      Entonces, ¿como crees que afectaría todo lo anterior en el clima? ¿quizás mediante una menor absorción de radiación solar en los océanos ecuatoriales? y ¿que influencia tiene en la temperatura del resto del planeta una menor energía calorífica en los océanos ecuatoriales?

    6. #6

      Knownuthing

      en respuesta a Raul74
      Ver mensaje de Raul74

      Raúl, en tu pregunta se mezclan al menos tres cosas diferentes:

      La primera el efecto de los volcanes, que lo tienes correctamente. Se sabe que las emisiones de las grandes erupciones alcanzan la estratosfera y la calientan significativamente.

      El calentamiento de la estratosfera se produce fundamentalmente porque las partículas volcánicas absorben radiación de onda larga procedente fundamentalmente de la Tierra y en menor medida del Sol. El calentamiento de la Estratosfera produce un enfriamiento de la Troposfera en verano, mientras que en invierno apenas se ve afectada. Mientras que el efecto del calentamiento global es elevar las temperaturas mínimas, sobre todo en invierno, el enfriamiento volcánico tiene el efecto contrario, disminuyendo las temperaturas máximas durante el verano. Por eso al año 1816 se le llama el año sin verano, y fue catastrófico para las cosechas en el hemisferio Norte.

      El efecto de los volcanes dura entre uno y cuatro años. Los efectos a más largo plazo son ampliamente debatidos. A efectos del clima pueden considerarse ruido.

      Los volcanes se considera que se producen aleatoriamente, aunque hay teorías que tratan de establecer una conexión entre periodos de alto vulcanismo y baja actividad solar (como ocurrió durante la Pequeña Edad de Hielo), a través del efecto gravitatorio de las órbitas de los planetas con respecto al baricentro del Sistema Solar, dichas teorías pertenecen, en ausencia de pruebas, al terreno de la ficción. Debido a su aleatoriedad, no a su falta de efectos, yo no considero mucho a los volcanes en los ciclos climáticos.

      La segunda cuestión de tu pregunta se refiere a la intermitencia del calentamiento, que procede a intervalos de unos 30 años, para después detenerse o retroceder durante otros 30 años. Esta observación, al alcance de cualquiera, era anatema para los defensores de la hipótesis del CO2 hasta que la pausa en el calentamiento desde el 2001 les obligó a considerarlo. Hasta entonces el gran hiato (1945-1975) se consideraba efecto de los aerosoles de origen humano, pero el hiato (2001-2014?) no podía tener la misma explicación.

      La explicación más convincente es la que liga las intermitencias en el calentamiento a las oscilaciones oceánicas, fundamentalmente a la Oscilación Multidecadal Atlántica (AMO).

      La siguiente figura procede de un artículo donde miden la temperatura de la Península Antártica en un testigo de hielo denominado Gómez entre 1858 y 2005. Las medidas de temperatura en el hielo (en azul) coinciden muy bien con las medidas instrumentales que se toman desde 1955. La media de temperaturas de diez años (en rojo) muestra una onda sinusoidal, mientras que el calentamiento durante todo el periodo es ajustado por los autores a una función no lineal (en negro) que muestra calentamiento durante unos 105 años. Si solo mides desde 1955 pensarías que la Antártida se está fundiendo.

      Yo he añadido en naranja y con la escala a la derecha la temperatura media global HadCRUT4 de la oficina meteorológica del Reino Unido, y en verde la función sinusoidal que mejor se ajusta a la AMO, centrada en la función no lineal en negro.

      Como puedes ver el calentamiento es esencialmente una onda sobre otra onda. La onda principal tendría un periodo de unos 210 años que coincide bien con el conocido ciclo solar de isótopos cosmogénicos denominado ciclo de Vries o Suess según autor. El ciclo de ~60 años muestra un ligero desfase entre la onda roja y la verde. Este desfase es la base de la hipótesis conocida como "Ola de Estadio" (Stadium Wave) propuesta por Marcia Wyatt. Las temperaturas de la Península Antártica dependen de la oscilación oceánica SAM (Modo Anular del Sur), y según esta hipótesis el calor absorbido por los océanos tropicales se redistribuye por todo el globo por las oscilaciones oceánicas, a través de las interconexiones entre océanos y el hielo Ártico, que se pasan el calor como se levantan los espectadores de un estadio, propagando una ola térmica por todo el globo y calentando o enfriando la atmósfera de acuerdo a estas oscilaciones por la interacción entre el mar y el viento.

      La tercera cuestión de tu pregunta es el intento de la hipótesis oficial de evitar cualquier explicación natural cíclica a lo que hace la temperatura de la Tierra, porque si el enfriamiento o falta de calentamiento se debe a oscilaciones naturales, es imposible evitar la conclusión de que buena parte del calentamiento también. Lo cual lleva a la conclusión indeseable de que el calentamiento pueda no ser peligroso, y la aún más indeseable de que recortar nuestras emisiones de CO2 no va a tener ningún efecto sobre las temperaturas de la Tierra. De acuerdo con este intento, los periodos de no calentamiento es preferible achacarlos a acontecimientos puntuales como erupciones volcánicas, o emisiones ya controladas de CFCs. Según la IPCC el calentamiento entre 1950 y 2010 se achaca en un 100% a factores antropogénicos y en un 0% a variabilidad natural.

      A ver quien es capaz de creerse eso, pero es que si no te lo crees se les viene abajo el tinglado.

      Un saludo.


    7. #7

      Raul74

      en respuesta a Knownuthing
      Ver mensaje de Knownuthing

      Creo que tendrías razon en casi todo, aunque no coincido con la conclusion sobre los volcanes. Conoces perfectamente las oscilaciones oceánicas, te ruego puedas leer lo siguiente y comentar, aunque será un poco amplio.

      Las grandes erupción del Krakatoa en 1883, del Tambora en la isla de Sumbawa en 1815 y el gran maremoto que asoló sobretodo la isla de Sumatra en 2005, además de la macroerupción del Toba en la misma isla hace 73.000 años; tienen en común que se encuentran en el arco de Insulindia con mayor actividad sísmica y vulcanológica del Planeta, donde se han dado la mayoría de erupciones grandes.

      Uno de los problemas que plantea correlacionar las variaciones de la temperatura media de la Tierra con el depósito de aerosoles volcánicos u otros fenómenos probables como el cambio climático de origen antrópico es la falta de mediciones termométricas durante siglos anteriores al XX, sobretodo en puntos alejados de núcleos de población.

      Algunos observatorios antiguos, muy pocos, reúnen información incluso anterior al siglo XIX, estando alejados lo suficiente de poblaciones. Son estos datos los únicos que permiten correlacionar la variación de la temperatura media de la Tierra antes del siglo XX, con el evidente incremento de la temperatura media de nuestro planeta observado durante el siglo pasado.

      Ya Benjamín Franklin a finales del siglo XVIII, supo observar que años anómalos muy fríos como 1783 podían estar relacionados con erupciones volcánicas, como la del volcán islandés Laki.

      Una de las erupciones mejor estudiadas por haber sucedido en el estado de Washington, en EEUU, es la del volcán ST Helens, de 1980, que envió a la alta atmósfera un total de 1,5 Kms. cúbicos de material, buena parte convertido en aerosoles. Se observa en la gráfica de temperaturas un descenso súbito de más de medio grado en dos años.

      Pero, sin duda, el fenómeno de reducción más patente es el consecuente a la erupción del Pinatubo que eyectó a la alta atmósfera entre 5 y 8 Kms. cúbicos de material y que ocasiona la más que probable reducción de temperaturas medias de más de un grado los cuatro años siguientes.

      Durante el siglo XIX, suceden entre otras dos grandes erupciones conocidas, la del volcán Krakatoa, en el estrecho de la Sonda en Indonesia de 1883, que eyectó 18 Kms. cúbicos de material y que debió producir una recesión de la temperatura de una duración próxima a ocho años y la más intensa de tiempos históricos y casi antropológicos, la del Tambora en la isla de Sumbawa, que envió en 1815 a la alta atmósfera entre 100 y 150 Kms. cúbicos de aerosoles y material. Las consecuencias fueron tan intensas como duraderas y que bien indicas en tu comentario. No se observó verano climático en 1816, con nevadas en Nueva Inglaterra en el mes de junio de 1816 y un fuerte descenso de más de dos grados inmediato y de un grado en años sucesivos. También, sobrevino muchos años de penuria y emigración como consecuencia de la pérdida de cosechas en Europa.

      El análisis de los hielos por la concentración de CO2 consecuente a los cambios climáticos, indica que nuestro planeta ha sufrido variaciones de temperatura media muy superiores a las observadas en la actualidad, que debieron tener su origen probable en el depósito de materiales en la alta atmósfera. El volumen de aerosoles por erupciones volcánicas tiene no obstante un límite. Al igual que con la actual actividad de la dinámica de placas es muy difícil que un terremoto pueda superar el grado 10 en la escala Richter, también las mismas fuerzas orogénicas no pueden probablemente enviar a la alta atmósfera volúmenes superiores a 1000 Kms. cúbicos de materiales. En concreto, como erupción límite se da la del volcán Toba en la isla de Sumatra, de hace 73.000 años, causante de muchos problemas a los pobladores de nuestro planeta.

      Si a la erupción del volcán Toba de hace 73.000 años, que envió a la alta atmósfera un total de 800 Kms3 de material, se le atribuye un extremado cambio climático que puso en apuros la propia existencia de la especie humana, no parece lógico que a la erupción del Tambora, sólo cinco veces menor en volumen de materiales, no se le atribuya casi nada; habiendo enviado a la atmósfera 20 veces más volumen de materiales que el Pinatubo en 1991 y casi diez veces mas materiales que el Krakatoa en 1883.

      Si observamos la evolución de temperaturas de la estación meteorológica de Hohenstaufenberg en Austria, con más de dos siglos de existencia y que reúne las condiciones de aislamiento ideales, puede apreciarse oscilaciones atribuibles a erupciones volcánicas, como la del Krakatoa, en 1893. Pero, sin duda, el descenso más acentuado que retrasa incluso la formación de “El Niño”, minimizando su efecto hacia 1860, es la pronunciada bajada de temperaturas que se prolonga hasta finales del siglo XIX y que tiene su origen más que probable en la erupción del Tambora de 1815.

      Los efectos extremadamente graves de la erupción del Tambora son accesibles en cualquier tratado de historia sobretodo entre 1816 y 1820. En todas partes, se habla de las pérdidas de cosechas por los menos en los años 1816 y 1817. La hambruna afectó a toda Europa originando el inicio, una vez más, de grandes desplazamientos de población sobretodo de Europa a América, pero también a Sudáfrica y Australia. La crisis económica del Tambora hizo un antes y un después en la historia.

      Los modelos indican que, en la segunda mitad de 1815, el Tambora ocasionó un déficit medio de 150 w/m2 en la radiación directa del Sol, dando lugar a una perdida de siete grados de temperatura media, lo que hizo que la mayor parte de los ríos se helaran durante el invierno boreal de 1815 a 1816, incluso en áreas tan al sur como la Península Ibérica. La ausencia de deshielo en 1816 creó muchos de los glaciares que ahora están desapareciendo casi doscientos años después, como los originados en los Pirineos o en la cordillera Ibérica. 1816 supuso una autentica glaciación en los continentes, si bien las aguas marinas no llegaron a enfriarse más de un grado. De haber tenido lugar la erupción del Tambora hace 11.000 años durante el afelio austral, con un grado menos de temperatura marina, podían haberse dado las circunstancias del inicio de una glaciación prolongada.

      Por tanto, es muy probable que hasta inicios del siglo XXI la Tierra no se haya recuperado de la pequeña edad del hielo producida por el Tambora, de forma independiente a los posibles efectos producidos por la influencia antrópica sobre el clima; que probablemente no han influido mucho en la recuperación de las temperaturas observada durante el siglo XX. De ser así, durante el siglo XXI no deberíamos ver subir sensiblemente las temperaturas medias a largo plazo, aparte de las oscilaciones no acumulables de la corriente de “El Niño” y de las consecuentes reducciones ocasionales por nuevas erupciones plínicas, que por lo menos deben ser como la del Pinatubo para que sus efectos se prolonguen varios años en la superficie y más de un decenio en la temperatura del mar. Además, al fuerte descenso de la temperatura ocasionada por el Tambora fue a sumarse la erupción del Krakatoa, que retraso todavía más la inflexión de las temperaturas hasta inicios del siglo XX.

      Siento el rollo...

    8. #8

      4higueras

      Hola know, a ver si me ha quedado claro, las temperaturas del planeta dependen de la oblicuidad y en menor medida la precesión, y de las combinaciones de ambos, esto delimita los grandes ciclos.Luego, de manera periódica aparece un ciclo de 1470 años, que siempre está presente, y que de una manera clara se hace notar con los fenómenos D-O y que parece dependiente de las mareas, ya que ese ciclo coincide con 4 ciclos de grandes mareas.Por tanto, de todo esto, y a nivel micro, cabría pensar que la variabilidad de temperaturas a pequeña escala(una vida humana) viene determinada por las mareas y su amplitud en un gran porcentaje? Saludos

    9. #9

      mikij1

      Si esos datos son correctos (y supongo que si) y tus conclusiones también (no digo que no) entonces por qué la comunidad científica sigue, mayoritariamente, apoyando la teoría de que a +C02 + calentamiento

    10. #10

      Knownuthing

      en respuesta a Raul74
      Ver mensaje de Raul74

      Raul, yo puedo darte mi opinión, que en este caso coincide con la opinión más expuesta en la literatura científica, que esencialmente es que "las erupciones volcánicas causan cambios climáticos a corto plazo y contribuyen a la variabilidad climática natural" (ver por ejemplo Volcanoes & Climate Change, de la NASA).

      Hasta donde sabemos gracias a las erupciones modernas es que el efecto sobre las temperaturas se debe fundamentalmente al dióxido de sulfuro, que una vez en la estratosfera forma aerosoles de sulfato en micropartículas acuosas que dispersan la radiación incrementando el albedo. Conforme los aerosoles descienden pueden actuar también como núcleos para la condensación de agua incrementando la formación de nubes que también incrementan el albedo, aunque este efecto no está bien estudiado. Finalmente al caer a la Tierra causan lluvia ácida con efectos muy negativos sobre la vegetación y los organismos marinos. El tiempo que los aerosoles de sulfato están en la atmósfera es de unos pocos años y su concentración empieza a descender al poco de estar allí.

      Cuando se compara la formación de aerosoles estratosféricos con las temperaturas, se puede ver que tienen un claro efecto que dura 2-4 años tras los cuales las temperaturas retornan a la tendencia que tenían. Es como si se echara una cortina durante un rato. Se disminuye la cantidad de luz que entra, pero una vez se descorre la luz sigue con su tendencia a más o menos dependiendo de la hora del día.


      En esta figura podemos ver que la temperatura sigue con sus ciclos independientemente de las erupciones. Las etapas de enfriamiento 1880-1910 y 1945-1975 tuvieron lugar con o sin erupciones, y las etapas de calentamiento 1850-1880, 1910-1940 y 1975-2000 tuvieron lugar con o sin erupciones.

      La información que pones sobre las erupciones históricas es correcta, y coincidieron con los efectos que pones que también son correctos. El problema es el salto que das de una correlación volcan-tiempo frío que está bien establecida en el corto plazo, a una correlación volcan-cambio climático a largo plazo que ni es real ni tiene soporte teórico.

      Desde 1250 hasta 1825 tuvo lugar la Pequeña Edad de Hielo, que coincidió en toda su extensión con cuatro grandes mínimos en la actividad solar: Wolf, Spører, Maunder y Dalton. La menor insolación del mínimo de Dalton tuvo lugar en el primer cuarto del siglo XIX de acuerdo a los isótopos cosmogénicos, lo que corresponde a un periodo de mayor frío que sin lugar a dudas fue empeorado por la erupción del Tambora durante unos pocos años.

      El calentamiento desde la Pequeña Edad de Hielo parece ser la respuesta climática al fin de los grandes mínimos solares, y no correlaciona bien con las erupciones volcánicas ni tiene base teórica para un efecto a largo plazo de los volcanes sobre el clima, y en esto están de acuerdo tanto los que defienden la hipótesis del CO2 y hacen los modelos en los que el efecto de los volcanes es solo por unos pocos años, como los que dudan de dicha hipótesis, que en general buscan una explicación distinta de los volcanes porque la evidencia disponible no apoya dicha explicación.

      Puesto que hemos tenido volcanes en la época de los satélites, su efecto sobre el calentamiento está bastante claro, lo alivian durante unos pocos años. Es difícil construir una hipótesis del clima gobernado por la actividad volcánica basándose en eso.

      Sabemos que en épocas geológicas anteriores las erupciones volcánicas masivas de los traps, como por ejemplo los Traps del Decán, que pudieron estar activas durante decenas de miles de años actuando sobre el clima, fueron responsables probablemente de extinciones masivas, tanto por el efecto combinado sobre la vegetación de las bajas temperaturas, la reducción solar y la lluvia ácida, como por el efecto de esto último sobre las comunidades marinas. Pero aquí hablamos de un vulcanismo muy diferente, que es el que hemos tenido en épocas históricas.

      Un saludo.


    11. #11

      Knownuthing

      en respuesta a 4higueras
      Ver mensaje de 4higueras

      4Higueras,

      El clima es un asunto muy complejo del que sabemos bastante poco. El factor más importante de la variabilidad climática a muy largo plazo nos es desconocido. Es el que ha causado que desde el Eoceno hace 15 millones de años las temperaturas hayan descendido una media de 0,5°C cada millón de años, y que desde hace 3,5 millones de años la temperatura haya descendido 1°C cada millón de años. Puede parecer poco, pero es responsable de que estemos en una Edad de Hielo. Hay hipótesis al respecto pero no se sabe nada a ciencia cierta. Mi hipótesis favorita es el incremento de rayos cósmicos debido a que el Sistema Solar atraviesa el plano de la Galaxia, pero no está exenta de problemas.

      El segundo factor más importante de la variabilidad climática son las alteraciones que sobre la órbita de la Tierra provocan los demás planetas, fundamentalmente Júpiter, seguido de Saturno, Venus, Urano y Neptuno. Estas alteraciones causan los cambios de oblicuidad, precesión y elipticidad de la órbita de la Tierra que sin ellas sería una elipse regular con una inclinación fija. Dichos cambios provocan la entrada y salida de los periodos glaciales y grandes cambios cada unas decenas de milenios. Los griegos tenían razón, Júpiter es el dios que controla el clima de la Tierra, ayudado por los otros dioses.

      Después vienen los factores de la variabilidad climática que afectan a los ciclos milenarios, de los que conocemos dos: Los que causan los ciclos de Dansgaard-Oeschger que son dominantes durante los periodos glaciales pero están muy atenuados durante los interglaciales, y que yo achaco al efecto de los ciclos lunisolares que amplifican las mareas. El otro son las variaciones en la actividad solar cuyo efecto es menor durante los periodos glaciales pero mayor durante los interglaciales, porque causan enfriamiento durante la acumulación de grandes mínimos solares.

      Después vendría el efecto de los gases que habitualmente siguen a los cambios de temperatura amplificándolos.

      La variabilidad solar también presenta ciclos menores, en la escala de siglos y décadas, que afectan al clima en menor medida.

      Por último tendríamos el efecto de los volcanes que afectan a la variabilidad climática en escala de años.

      Estos factores externos que actúan sobre la variabilidad climática reciben una respuesta por parte del clima que fundamentalmente viene dada por el agua. En general el agua se opone fuertemente a los cambios de temperatura en cualquier dirección, haciendo el planeta apto para la vida. Este papel lo juega mediante diversos mecanismos, tanto a través del calor latente de sus cambios de estado, como a la redistribución de la temperatura por las corrientes oceánicas, fenómenos como El Niño, y la formación de nubes que actúan como persianas a la insolación.

      En la interacción entre los factores de variabilidad climática mencionados, que reciben el nombre de forzamientos, y el sistema climático, hay muchas cosas que no entendemos, por lo que tenemos un conocimiento muy imperfecto de la variabilidad climática. Es algo muy complejo en lo que todo juega un papel más o menos importante, por lo que es muy fácil perderse.

      A escala de la vida humana, que es lo que importa a la mayoría, lo que determina el clima son los ciclos solares, periodos de más enfriamiento cada siglo o así debidos a las mareas, las oscilaciones oceánicas cada pocas décadas, el incremento de gases de efecto invernadero y los fenómenos no predecibles como El Niño/La Niña y erupciones volcánicas. Y luego la suerte de que nos haya tocado un periodo dentro de los ciclos milenarios en el que vamos a más calentamiento y no al revés. Eso es lo que determina nuestra experiencia climática personal.

      Un saludo.

    12. #12

      Knownuthing

      en respuesta a mikij1
      Ver mensaje de mikij1

      Mikij1,

      La respuesta es muy sencilla, porque a +C02 + calentamiento. Está claro que el CO2 provoca calentamiento, lo que nadie sabe decir es cuanto. Si resulta que vives en un periodo de calentamiento en el que el CO2 está aumentando inusualmente, y sabes que el CO2 produce calentamiento, es lógico que pienses que el responsable del calentamiento es el CO2 ¿no?

      Una vez que tienes una hipótesis que encaja más o menos con las observaciones (no encaja con el enfriamiento entre 1945 y 1975, pero a eso se le busca otra explicación), y que se basa en hechos físicos demostrados, es lógico que sea aceptada por la mayoría de los científicos. Mientras los hechos siguieron encajando con las observaciones yo también creía que la hipótesis era cierta.

      El problema es que en ciencia no es posible demostrar una teoría, solo es posible refutarla, por lo que se acepta que las teorías son ciertas cuando no se ha podido refutarlas. Un buen científico debe bucar evidencias que refuten las teorías establecidas, no que la confirmen, puesto que confirmar una teoría es imposible por definición. Pero ahí es donde entra en Juego la naturaleza humana y se hace trampa. A los que intentan refutar la hipótesis del CO2 se les niegan los fondos, se les impide publicar en buenas revistas y se obstaculiza e incluse destruye la carrera científica, mientras que a los que buscan evidencia que apoye la hipótesis se les inunda con dinero y premios. Los dados están cargados.

      Si en vez de un periodo de calentamiento nos hubiera tocado uno de enfriamiento, la hipótesis del CO2 no se hubiera impuesto porque habríamos visto que el calentamiento del CO2 no es suficiente para torcer los cambios cíclicos del clima. Es lo que está pasando desde el 2000. El presente El Niño les ha dado un respiro gracias a su fuerte calentamiento, pero la vuelta a la pausa tras La Niña del año próximo, si sucede como espero, les va a poner las cosas de nuevo muy difíciles a los que defienden que es todo efecto de los gases de invernadero.

      Un saludo.

    13. #13

      Kalevala

      en respuesta a Knownuthing
      Ver mensaje de Knownuthing

      Yo tengo una teoría alternativa:
      Todo empezó con el,peak oil, que se esperaba en algún momento entre el año 2000 y el 2020.
      El peak oil, en principio, implica una reducción de la producción de petróleo y por tanto de su consumo.
      Y de momento no hay salida a ese problema.

      Así que los políticos, que saben mucho de esconder problemas y ofrecer soluciones ( aunque sean falsas, como los brotes verdes, p.ej.) buscaron y buscaron y dieron con una "solución": hay que convencer a la gente de que el menor consumo de petróleo (con todos sus problemas) va a ser voluntario, "para salvar el mundo". Le echaron la culpa al CO2 del calentamiento, que ya llevaba ocurriendo 100 años.
      Y apoyaron a los científicos que seguían ese sendero (como bien dice knownuting).

      Pero, como suele pasar, la vida real les da bofetadas a los políticos:
      - El peak oil ha causado una crisis económica y el consumo se ha estabilizado, como era de esperar, hasta que disminuya finalmente. Pero se ha ido sustituyendo con gas natural y carbon. Así que las emisiones de CO2 no han disminuido, al contrario.
      - el calentamiento no es lineal sino escalonado, seguramente regulado por varios ciclos sinuisodales, mientras que las emisiones de CO2 son lineales y continuas.
      - los ecologistas, ya detrás mucha gente, se ha apuntado contra el calentamiento y se ha puesto de moda (como el feminismo). Y si discrepas, te tachan de negacionista (o de machista) y te callan la boca, te quedas sin fondos de inves

    14. #14

      Kalevala

      en respuesta a Kalevala
      Ver mensaje de Kalevala

      Sorry, sigo aquí.
      Te quedas sin fondos de investigación y sin carrera investigadora (al menos no te meten en la cárcel como a los "machistas")

      Mi opinión es que dilucidar si la causa del calentamiento (que nadie niega) es antropogenica al 100%, o solo al 80%, o solo al 20% o apenas al 1%, es muy interesante desde el punto de vista académico pero apenas debería importar a la humanidad. Algo así como discutir si son galgos o podencos.

      Emitir menos CO2, en principio para luchar contra el calentamiento antropogenico, debería ser el camino porque implica decrecimiento. Y es que el crecimiento es la causa de muchos otros problemas mundiales: sobrepoblacion, crisis económicas, contaminación, deforestación, esquilmacion de pesquerías, extinciónes masiva, etc.

      Parafraseando a la iglesia, los políticos escriben derecho, con renglones torcidos. En este caso la causa ultima de dejar de producir CO2 ( y por tanto energía fósil) es un "must". Pero no por el calentamiento sino por todo lo demás.
      Y frente al problema del decrecimiento, que nadie quiere porque implica vivir peor, solo se puede imponer por una "buena causa" como salvar el mundo. Y ni así!

    15. #15

      Knownuthing

      en respuesta a Kalevala
      Ver mensaje de Kalevala

      Kalevala,

      Yo dudo mucho que todo responda a un plan maestro. El crecimiento es insostenible, pero un vistazo a lo que ha pasado en los periodos sin crecimiento haría desfallecer al político más aguerrido de intentar reproducirlo aposta. De hecho los de Podemos llevaban el decrecimiento como programa a sus asambleas, y lo quitaron del programa porque no se ganan elecciones prometiendo decrecimiento. Y si hay decrecimiento, lo primero que pasa es que en las siguientes elecciones te echan.

      Sí que tengo claro que los gobiernos no se creen que hay un peligro grave para el mundo. No hay mas que ver el presupuesto de la lucha contra el cambio climático, y el nulo progreso de 27 años desde Kioto manifestado en el triste acuerdo de París. Si descubrieramos que un asteroide va a chocar contra la Tierra en 50 años, dedicaríamos los recursos que fueran necesarios, todas las naciones del mundo y tendríamos multitud de planes para asegurarnos que alguno funcionara.

      Y es triste ver como se abandona el conservacionismo para dedicarlo todo a una lucha sin sentido contra el cambio climático. Me apena ver a Greenpeace recolectando dinero con la excusa de salvar el Ártico y los osos polares, todo ello absurdas patrañas, en vez de dedicarse a lo que hacían en los 70 y 80, protegiendo el medio ambiente.

      Incluso en el caso de que la hipótesis del CO2 fuera cierta, reducir las emisiones de CO2 no tendría ningún efecto sobre las temperaturas a muy largo plazo. Y las emisiones se van a reducir queramos o no, porque llegamos al pico de petróleo y en pocas décadas más al de todos los combustibles fósiles.

      La verdad es que no tiene mucho sentido. Quizá simplemente hayamos extraviado el rumbo. Suele pasar que en los momentos cruciales las sociedades a veces toman las decisiones erróneas.

      Un saludo.

    16. #17

      Knownuthing

      en respuesta a 4higueras
      Ver mensaje de 4higueras

      Conozco esa hipótesis de la emergencia temprana del itsmo. El problema es que las cosas son muy convincentes cuando distintas ciencias dicen lo mismo. Los geólogos que la proponen, que no son mayoría, tienen enfrente también a los biólogos, que saben bien que la mayoría de las especies cruzaron mucho más recientemente. Quizá la cosa fuera algo intermedio y no hubiera cierre total del itsmo, pero sí parcial, lo suficiente para permitir el cruce de especies marinas de ambos lados e impedir el de especies terrestres, al tiempo que se producían efectos climáticos por disminuir el volumen de agua intercambiada. Es difícil de saber.

      Un saludo.

    17. #18

      balcubicu

      en respuesta a Knownuthing
      Ver mensaje de Knownuthing

      Hola Know, gran artículo e información. La teoría del calentamiento climático como maniobra de distracción para ocultar el Peak Oil y lo que es peor para los intereses de muchos, el decrecimiento y los límites que se han alcanzado me parece bastante coherente y con buena base.

      La pequeña capacidad de carga poblacional de la especie humana en un nuevo periodo de glacial debe ser terrible, si bien ése asunto nos pilla lejanos, incluido las generaciones más jóvenes actuales, debe ser un gran problema en el futuro.

      En el artículo del problema de la población humana consideraste que la población humana probablemente llegará a su máxima capacidad en el 2062, con eso tengo una duda, ¿no crees que el Peak Oil petrolero, más el de la producción industrial más los otros peaks seguidos y los problemas con la energía no hará bastante difícil que se pueda alcanzar los 10.000 millones para 2062?, ¿no alcanzará su máximo el pico de población unas décadas antes, quizás en la de los 2040?, en el caso que expusiste de la Unión Soviética explicaste bien el rápido descenso que supuso en el aquel país el pico petrolero. Dado que el actual crecimiento poblacional se produce mayormente en el tercer mundo, que no es el que tiene precisamente grandes papeletas de pelear por las reservas restantes de petroleo, tan necesarias para la agricultura industrial y dada también la reducción de las exportaciones de sus economías y de la ayuda internacional debido a la constante caída económica, ¿no hará esto adelantar el pico de población?. Como bien dijiste en aquel artículo en el apartado de la Unión Soviética "los ciudadanos tenían una capacidad adquisitiva mucho menor, y la oferta se hundió porque los productores tenían problemas para pagar, para conseguir los insumos necesarios y para cobrar sus productos. la producción de alimentos depende de la economía".

      Saludos.

    18. #19

      Knownuthing

      en respuesta a balcubicu
      Ver mensaje de balcubicu

      A pesar de ser un gran aficionado a la ciencia ficción, yo hace tiempo que dejé de creer que el destino de la humanidad esté en las estrellas. Me temo que nuestro éxito actual está basado en el presente interglacial, y no precisamente por casualidad. Hace 50.000 años que somos lo que somos y sin embargo no hay rastro de civilizaciones anteriores al Holoceno, hace 11.500 años. Cuando llegue el próximo interglacial la capacidad de carga de la huminadad bien pudiera caer al 1% de la actual.

      El artículo de población está escrito de forma independiente al pico de petróleo, para una audiencia general que no suele creer que haya ningún problema con el petróleo. El pronóstico de pico poblacional en 2062 con 10 mil millones constituye el mejor (o peor según se mire) escenario, basado simplemente en la continuación de las tendencias actuales a una reducción progresiva dle índice de natalidad.

      Mi opinión personal es como la tuya. No vamos a alcanzar los 10 mil millones y conforme las cosas se vayan poniendo peor la natalidad va a descender más deprisa y la mortalidad también subirá algo. La década de los 40 podría ser adecuada para alcanzar ese pico.

      Un saludo

    19. #20

      4higueras

      en respuesta a Knownuthing
      Ver mensaje de Knownuthing

      Hola know, hipótesis bastante plausible para mis cortas entendederas, además cuando hay consenso en la formación del istmo, hace 3,5 millones de años coincide con un caída mayor aún de las temperaturas, supongo que habría varios millones de años de estrecho antes de que se formara el istmo, seguro que las corrientes eran muy fuertes en el y quizás eso dificultó la migración de las especies terrestres de un lado a otro, pero parece que pudiera tener algo que ver en el fenómeno del enfriamiento, ya que las fechas coinciden, un saludo


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