El estudio de las causas de las edades de hielo permitirá predecir mejor el clima La oscilación entre periodos fríos y glaciaciones dominó la Tierra durante millones de años

Para predecir el clima del futuro es necesario entender los mecanismos que lo mueven, y una clave importante está en el estudio del clima del pasado, un área científica en auge. La oscilación entre periodos fríos -glaciaciones- y periodos más cálidos, los interglaciales, ha dominado el clima de la Tierra en los últimos millones de años. Comprender las causas y consecuencias del final de una edad de hielo es un tema especialmente interesante: puede ayudarnos a predecir los futuros efectos del calentamiento global que amenaza la Tierra a consecuencia de las actividades industriales del ser humano.

La temperatura media es unos 5ºC más baja que en el clima actual. Los casquetes de hielo polares extienden sus dedos glaciales miles de kilómetros y cubren gran parte de Europa, Asia, Norte y Suramérica con un grueso manto de hielo. Condiciones como éstas, propias de una edad de hielo, han imperado durante alrededor del 80% de los últimos 2,5 millones de años: como dice Mark Maslin, del University College de Londres, en muchos sentidos, estar embutido en hielo es "el estado normal del planeta".Una pauta en la forma de la órbita de la Tierra alrededor del Sol controla el ciclo de edades de hielo. La forma de esta órbita varía y se vuelve más circular o más elíptica, en períodos de aproximadamente 100.000 años. Esto se ajusta a la frecuencia con la que empiezan las edades de hielo. Pero los ciclos de edades de hielo de 100.000 años de duración son un fenómeno relativamente reciente y nadie sabe por qué el planeta adoptó su estado actual.

Sin embargo, los cambios en la cantidad de energía solar que llega a la Tierra son demasiado pequeños como para tener algún efecto en el clima por sí solos. De alguna manera, interactúan con la atmósfera y los océanos, y se amplifican hasta dar lugar a grandes diferencias en la temperatura media de todo el globo.

Pero nadie está seguro de cómo ocurre. Para descubrir lo que provoca que una edad de hielo empiece o termine, tenemos que reconstruir el clima de la Tierra en diferentes lugares y en diferentes momentos, y reconstruir los hechos. La mejor manera de retrotraerse en el tiempo es excavar un agujero. Algunos de los mejores lugares para excavar agujeros son las gruesas capas de sedimentos del lecho oceánico, así como de Groenlandia y la Antártida, donde la nieve de milenios forma casquetes de hielo de varios kilómetros de espesor.

Una poderosa señal de climas pasados es la proporción de las dos clases de oxígeno de la atmósfera, el oxígeno-16 y el más pesado oxígeno-18 (que tiene dos neutrones más en su núcleo). Cuando el tiempo se vuelve más frío, el agua se traslada a través de la atmósfera desde los mares, que se contraen, hasta los casquetes de hielo, que aumentan. Como el agua que contiene oxígeno-16 se evapora más rápidamente, su concentración en los casquetes de hielo aumenta. El agua que queda en el océano contiene proporcionalmente más oxígeno-18. Aquí, los reveladores rastros de oxígeno se encuentran en las conchas de diminutas criaturas marinas llamadas foraminíferos.

Uno de los mayores desafíos de los científicos que estudian el clima es fechar los datos. En qué teoría creemos -si los cambios los causan los océanos o la atmósfera, si empiezan en el Hemisferio Norte o en el Sur- depende en gran medida de la procedencia de los datos en que creemos. Niall Slowey (Universidad A&M de Tejas), afirma: "El 90% consiste en anotar la cronología". Robert Mulvaney (British Antarctic Survey), comenta que si los problemas y discrepancias se pudieran resolver, "empezaríamos realmente a entender el sistema climático".

El mes pasado, Slowey describió precisamente ese progreso en Nature junto con Gideon Henderson (Universidad de Columbia). Utilizando métodos para fechar perfeccionados y combinados con registros de temperatura procedentes de conchas de foraminíferos, pusieron la fecha más exacta hasta ahora al final de la penúltima edad de hielo: hace 135.000 años, milenio arriba milenio abajo.

Indicios de que el cambio empieza en el Sur

Gideon Henderson, experto en datación, cree que la causa última del cambio climático fue un aumento de la cantidad de energía solar que llegó al hemisferio Sur. Sospecha que ésta derritió las capas de hielo antártico, lo que elevó el nivel de dióxido de carbono de la atmósfera, lo que calentó todo el mundo, lo que hizo que las capas de hielo se derritiesen y así sucesivamente. Pero Henderson afirma que hay otras explicaciones posibles, como un aumento de la frecuencia de los efectos de El Niño, durante el cual el sur del Océano Pacífico se calienta.

El mes pasado, otro informe publicado en Nature, obra de Britton Stephens y Ralph Keeling, del Instituto Scripps de Oceanografía, en California, reforzó la conexión entre la capa de hielo meridional y el dióxido de carbono.

Durante una edad de hielo, la proporción de dióxido de carbono en la atmósfera cae de un 0,03% hasta un 0,02% aproximadamente, debilita el efecto invernadero y mantiene frío el mundo. Stephens y Keeling explican esta caída utilizando un modelo por ordenador. Calculan que capas de hielo más grandes en la Antártida podrían prevenir la liberación de dióxido del mar. Stephens afirma que las pruebas que se acumulan sugieren que las fuerzas que se ocultan tras el cambio climático se encuentran en el hemisferio Sur.

Nivel del mar más alto

En el periodo cálido que sucedió a la penúltima edad de hielo, la Tierra estaba más caliente que ahora y el nivel del mar era unos 6 metros más alto. Un aumento equivalente en la actualidad daría lugar a que áreas densamente pobladas situadas en zonas bajas de Holanda y Bangladesh, ciudades como Miami y Bangkok e islas como las Maldivas, desapareciesen bajo las olas.

La pasada semana en Nature, Kurt Cuffey (Universidad de California) y Shawn Marshal (Universidad de British Columbia) sugieren que la mayor contribución al aumento del nivel del mar se debió al derretimiento del casquete glacial de Groenlandia. Cuffey explica: "Nuestros resultados apoyan la idea de que varios metros o más de aumento del nivel del mar acompañarían casi con seguridad a un calentamiento climático sostenido y que el derretimiento del casquete glacial de Groenlandia provocaría aproximadamente un aumento del nivel del mar de entre 50 y 70 centímetros en el próximo siglo".

Las excavaciones y los modelos por ordenador tienen una relación simbiótica. A medida que los registros climáticos se vuelven más exactos, los modelos deberían ser mejores a la hora de explicar las fuerzas que impulsan el cambio y de predecir el futuro.