Durante los últimos 2,6 millones de años, el clima de la Tierra se ha alterado entre los estados glaciares e interglaciares. Como tal, Ha habido ocasiones en las que la transición entre los dos estados climáticos apareció con periodicidad regular o irregular. Peter Köhler, investigador de AWI, ha descubierto ahora que la aparición irregular de interglaciares ha sido más frecuente de lo que se pensaba. Su estudio hace una contribución significativa a nuestra comprensión de los cambios climáticos fundamentales de la Tierra.

Para comprender el papel de los seres humanos en el desarrollo de nuestro clima actual, tenemos que mirar hacia atrás un largo camino, Dado que siempre ha habido cambio climático, aunque en escalas de tiempo muy diferentes a las del cambio climático antropogénico, que se debe principalmente al uso de combustibles fósiles durante los últimos 200 años. Sin humanos durante millones de años, cambio climático entre estados glaciares e interglaciares durante períodos de muchos miles de años, principalmente debido a la inclinación de la Tierra que cambia unos pocos grados con una periodicidad de 41, 000 años. Esto, a su vez, cambia el ángulo en el que los rayos del sol inciden en la Tierra y, como tal, la energía que llega al planeta, especialmente en latitudes altas en verano. Sin embargo, Existe una fuerte evidencia de que durante el curso de los últimos 2.6 millones de años, los interglaciales se han "saltado" repetidamente. El hemisferio norte, particularmente América del Norte, permaneció congelado durante largos períodos, a pesar de que el ángulo de la inclinación axial cambia a tal punto que más energía solar volvió a llegar a la Tierra durante el verano, que debería haber derretido las masas de hielo del interior. Esto significa que la inclinación de la Tierra no puede ser la única razón para que el clima de la Tierra cambie entre estados glaciales e interglaciares.

Para resolver el rompecabezas, Los investigadores del clima están investigando más de cerca en qué puntos de la historia de la Tierra ocurrieron irregularidades. Junto con colegas de la Universidad de Utrecht, El físico Peter Köhler del Instituto Alfred Wegener (AWI) ha hecho ahora una contribución significativa para proporcionar una imagen más clara de la secuencia de períodos glaciales e interglaciares durante los últimos 2,6 millones de años. Hasta ahora, los expertos pensaron que, especialmente durante los últimos 1,0 millones de años, períodos glaciales e interglaciares se desviaron de sus 41, Ciclo de 000 años, y que se saltaron los períodos interglaciares, como resultado de lo cual algunos períodos glaciares duraron 80, 0000 o incluso 120, 000 años. "Para el período entre 2,6 y 1,0 millones de años, se asumió que el ritmo era 41, 000 años, "dice Peter Köhler. Pero como su estudio, que ahora se ha publicado en la revista científica Comunicaciones de la naturaleza , muestra, También hubo repetidas irregularidades durante el período de hace 2,6 a 1,0 millones de años.

El estudio de Köhler es particularmente interesante porque reevaluó un conjunto de datos bien conocido que los investigadores han estado usando durante varios años, el conjunto de datos climáticos LR04, pero llegó a conclusiones completamente diferentes. Este conjunto de datos consiste en una evaluación global de muestras de núcleos de sedimentos de aguas profundas que tienen millones de años, e incluye medidas de las antiguas conchas microscópicas, organismos marinos unicelulares, foraminíferos, que se depositaron en el fondo del océano. Los foraminíferos incorporan oxígeno del agua de mar a sus conchas de calcio. Pero durante milenios el nivel de isótopos de oxígeno específicos (átomos de oxígeno que tienen diferentes números de neutrones y, por lo tanto, diferentes masas) varía en el agua de mar.

¹⁸ O revela cómo era el mundo en el pasado

El conjunto de datos LR04 contiene mediciones de la proporción del isótopo de oxígeno pesado ¹⁸ O al mechero ^dieciséis O. La relación de ¹⁸ O / ^dieciséis O almacenado en las conchas de los foraminíferos depende de la temperatura del agua. Pero también hay otro efecto que conduce a cantidades relativamente grandes de ¹⁸ O que se encuentra en las conchas de los foraminíferos en períodos glaciales:cuando, durante el curso de un período glacial, hay fuertes nevadas en tierra, que conduce a la formación de gruesas capas de hielo, el nivel del mar cae — en el período estudiado, hasta 120 m. Ya que ¹⁸ O es más pesado que ^dieciséis Oh Las moléculas de agua que contienen este isótopo pesado se evaporan con menos facilidad que las moléculas que contienen el isótopo más ligero. Como tal, comparativamente más ¹⁸ O permanece en el océano y el ¹⁸ El contenido de O de las conchas de los foraminíferos aumenta. "Si toma el conjunto de datos LR04 al pie de la letra, significa que difuminas dos efectos:la influencia de la temperatura del océano y la del hielo terrestre, o más bien el del cambio del nivel del mar, ", dice Peter Köhler." Esto hace que las declaraciones sobre la alternancia de los períodos glaciales sean inciertas ". Y hay un factor adicional:los investigadores del clima determinan principalmente la secuencia de los períodos glaciales sobre la base de la glaciación en el hemisferio norte. ¹⁸ Los valores O no nos permiten decir si la glaciación prehistórica ocurrió principalmente en el hemisferio norte o en la Antártida.

El modelo de computadora separa los parámetros que influyen

En un intento por resolver este problema, Köhler y su equipo evaluaron el conjunto de datos LR04 de una manera completamente diferente. Los datos se introdujeron en un modelo informático que simula el crecimiento y el derretimiento de las grandes capas de hielo continentales. Lo que lo distingue:el modelo es capaz de separar la influencia de la temperatura y la del cambio del nivel del mar en el ¹⁸ O concentración. Es más, puede analizar con precisión dónde y cuándo cae la nieve y aumenta el hielo, más en el hemisferio norte o en la Antártida. "Los matemáticos llaman a esta separación una deconvolución, "Köhler explica, "que nuestro modelo es capaz de ofrecer".

Los resultados muestran que la secuencia de glaciares e interglaciares fue irregular incluso en el período de hace 2.6 a 1.0 millones de años, un hallazgo que podría ser crucial en los próximos años. Como parte del importante proyecto en curso de la UE 'BE-OIC (Beyond EPICA Oldest Ice Core)', los investigadores están perforando más profundamente que nunca en el hielo antártico. Con el núcleo de hielo más antiguo recuperado hasta la fecha, 'EPICA', han viajado 'solo' aproximadamente 800, 000 años en el pasado. El hielo antiguo proporciona, entre otras cosas, información sobre la cantidad de dióxido de carbono que contenía la atmósfera terrestre en ese momento. Con 'Beyond EPICA' se adentrarán alrededor de 1,5 millones de años en el pasado. Combinando las mediciones de dióxido de carbono con los análisis de Köhler, Se pueden obtener valiosos conocimientos sobre la relación entre estos dos factores:las fluctuaciones en la secuencia de los glaciares y el contenido de dióxido de carbono de la atmósfera. Y esto puede ayudarnos a comprender la relación fundamental entre los gases de efecto invernadero y los cambios climáticos en la historia glaciar de la Tierra.