Izquierda:Ice Core de la estación Dome Fuji. Derecha:relación de isótopos de oxígeno (un indicador de la temperatura del aire) y flujo de polvo (un indicador de las concentraciones de partículas atmosféricas) durante los últimos 720, 000 años obtenidos de los núcleos de hielo Antarctic Dome Fuji. Los triángulos en la parte inferior del gráfico indican la ubicación de los picos de calentamiento en la Antártida como se resume en este estudio. Crédito:Proyecto Dome Fuji Ice Core
Un grupo de investigación formado por 64 investigadores del Instituto Nacional de Investigación Polar, la Universidad de Tokio, y otras organizaciones han analizado las temperaturas atmosféricas y el polvo durante los últimos 720, 000 años utilizando un núcleo de hielo obtenido en Dome Fuji en la Antártida. Los resultados indican que cuando ocurrieron temperaturas intermedias dentro de un período glacial, el clima era muy inestable y fluctuante. También se realizó una simulación climática basada en el Modelo de Circulación General Acoplado Atmósfera-Océano, que reveló que la principal causa de la inestabilidad climática observada fue el enfriamiento global causado por una disminución del efecto invernadero.
La inestabilidad climática afecta gravemente tanto al medio ambiente natural de la Tierra como a la sociedad humana. En el esfuerzo continuo por comprender cómo el calentamiento global podría afectar la inestabilidad climática, Es importante identificar períodos en el pasado que experimentaron inestabilidad climática. Estos períodos deben estudiarse y modelarse para aclarar las posibles causas de la inestabilidad observada. Sin embargo, Se ha avanzado poco en la mejora de nuestra documentación y comprensión de la inestabilidad climática antes del último período glacial.
Los grupos de investigación del Dr. Kenji Kawamura y el Dr. Hideaki Motoyama (Instituto Nacional de Investigación Polar) analizaron el núcleo de hielo Second Dome Fuji (Fig.1, izquierda) que se obtuvieron como parte de la Expedición de Investigación Antártica Japonesa (JARE) entre 2003 y 2007. Su equipo reprodujo las fluctuaciones en la temperatura del aire y el polvo (partículas sólidas transportadas por la atmósfera) en la Antártida durante los últimos 720 años. 000 años (Fig.1, Derecha). Combinaron esto con datos del núcleo de hielo Dome C perforado por un equipo europeo para obtener datos del paleoclima muy sólidos. Examinaron estos datos, descubriendo que durante los últimos 720, 000 años, el clima intermedio dentro de los períodos glaciares estuvo marcado por frecuentes fluctuaciones climáticas (Fig. 2).
Relación entre la frecuencia de las fluctuaciones climáticas con las temperaturas en la Antártida durante los últimos 720 años, 000 años obtenidos del análisis de núcleos de hielo antártico (puntos negros), así como los resultados para el período glacial final basados en núcleos de hielo de Groenlandia (cuadrados rojos). Durante los períodos interglaciares cálidos, y la parte más fría de un período glacial, la frecuencia de las fluctuaciones climáticas fue baja, pero durante períodos de temperaturas intermedias dentro de un período glacial, las fluctuaciones climáticas se producían con frecuencia y el clima era inestable. Crédito:Proyecto Dome Fuji Ice Core
Esto planteó una pregunta:¿Por qué ocurre la mayor inestabilidad cuando hay un clima intermedio durante un período glacial, en lugar de durante un período interglacial como el del presente, ¿O durante la parte más fría de un período glacial? El grupo de investigación del Dr. Ayako Abe-Ouchi (Universidad de Tokio) utilizó un modelo climático (MIROC) para reproducir primero tres tipos de condiciones climáticas de fondo:el período interglacial, clima intermedio dentro de un período glacial, y la parte más fría de un período glacial. Realizaron una simulación que agregó la misma cantidad de agua dulce a la parte norte del Océano Atlántico Norte en cada una de las tres condiciones climáticas. Esta simulación se realizó utilizando la supercomputadora Earth Simulator de la Agencia Japonesa de Ciencia y Tecnología Marina-Terrestre (JAMSTEC). Los resultados de la simulación indicaron que la respuesta a la afluencia de agua dulce se maximiza durante el clima intermedio que ocurre dentro de los períodos glaciares. provocando que el clima se vuelva inestable (Fig. 3 A-C).
Un factor importante que afecta la inestabilidad climática es la vulnerabilidad de la circulación de aguas profundas del Atlántico durante el enfriamiento global como resultado de una disminución en la concentración de dióxido de carbono atmosférico (Fig. 3 D-E). Hasta ahora, Se pensaba que el factor principal de la inestabilidad climática era la existencia e inestabilidad de las capas de hielo continentales en el hemisferio norte. pero este experimento ha revelado que el dióxido de carbono es otro factor importante, determinando no solo el estado medio del clima, pero también la estabilidad a largo plazo del clima. Estos resultados también sugieren que la estabilidad futura en el período interglacial actual, que ha continuado durante más de 10, 000 años, no está garantizado. En efecto, si se produce un derretimiento significativo de la capa de hielo de Groenlandia debido al calentamiento antropogénico, podría desestabilizar el clima.
Desviaciones de temperatura después de la adición continua de agua dulce a la parte norte del Atlántico Norte durante 500 años según lo simulado por el Modelo Clima Global Atmósfera-Océano Acoplado (MIROC), que se utilizó para reproducir las concentraciones de dióxido de carbono atmosférico y la capa de hielo correspondientes a tres condiciones climáticas diferentes (A:un período interglacial, B:clima intermedio dentro de un período glacial, y C:la parte más fría de un período glacial). Durante el clima intermedio dentro de los períodos glaciales, la respuesta fue dramática, con el enfriamiento del hemisferio norte y el calentamiento del hemisferio sur. También se realizaron pruebas de sensibilidad utilizando condiciones artificiales (D, E) en el que las concentraciones de dióxido de carbono atmosférico y la cobertura de la capa de hielo en el hemisferio norte de los períodos interglaciares se cambiaron con las del clima intermedio dentro de los períodos glaciales. La concentración de dióxido de carbono atmosférico parece jugar un papel importante en el aumento de la inestabilidad climática. Crédito:Proyecto Dome Fuji Ice Core
Según el Dr. Kawamura, "Debido a las emisiones antropogénicas, las concentraciones atmosféricas de gases de efecto invernadero han alcanzado un nivel nunca visto en los últimos millones de años. Grandes componentes climáticos, como las capas de hielo y los océanos con su gran tamaño y escalas de tiempo largas para las variaciones, indudablemente cambiará. Será aún más importante combinar las reconstrucciones climáticas y las simulaciones numéricas para los períodos en los que el entorno global era muy diferente al actual. comprender el sistema de la Tierra verificando sus mecanismos ".
