Los científicos que perforan profundamente en rocas antiguas en el desierto de Arizona dicen que han documentado un cambio gradual en la órbita de la Tierra que se repite regularmente cada 405. 000 años, desempeñando un papel en los cambios climáticos naturales. Los astrofísicos han planteado durante mucho tiempo la hipótesis de que el ciclo existe basándose en cálculos de la mecánica celeste, pero los autores de la nueva investigación han encontrado la primera evidencia física verificable. Demostraron que el ciclo se ha mantenido estable durante cientos de millones de años, desde antes del surgimiento de los dinosaurios, y todavía está activo hoy. La investigación puede tener implicaciones no solo para los estudios climáticos, pero nuestra comprensión de la evolución de la vida en la Tierra, y la evolución del Sistema Solar. Aparece esta semana en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias .

Los científicos han postulado durante décadas que la órbita de la Tierra alrededor del sol va de casi circular a aproximadamente un 5 por ciento elíptica. y viceversa cada 405, 000 años. Se cree que el cambio es el resultado de una interacción compleja con las influencias gravitacionales de Venus y Júpiter, junto con otros cuerpos en el Sistema Solar mientras todos giran alrededor del Sol como un conjunto de aros de hula giratorios, a veces más cerca uno del otro, a veces más. Los astrofísicos creen que el cálculo matemático del ciclo es confiable hasta alrededor de 50 millones de años, pero después de eso, el problema se vuelve demasiado complejo, porque hay demasiados movimientos de cambio en juego.

"Hay otros, más corta, ciclos orbitales, pero cuando miras al pasado es muy difícil saber con cuál estás tratando en un momento dado, porque cambian con el tiempo, "dijo el autor principal Dennis Kent, experto en paleomagnetismo en el Observatorio Terrestre Lamont-Doherty de la Universidad de Columbia y en la Universidad de Rutgers. "La belleza de este es que está solo. No cambia. Todos los demás se mueven sobre él".

La nueva evidencia se encuentra dentro de 1, Núcleos de roca de 500 pies de largo que Kent y sus coautores perforaron en una colina en el Parque Nacional del Bosque Petrificado de Arizona en 2013, más núcleos profundos anteriores de los suburbios de Nueva York y Nueva Jersey. Las rocas de Arizona en el estudio se formaron durante el Triásico tardío, entre 209 millones y 215 millones de años atrás, cuando el área estaba cubierta de ríos serpenteantes que depositaban sedimentos. Sobre esta hora, los primeros dinosaurios comenzaron a evolucionar.

Los científicos determinaron las edades de las rocas de Arizona mediante el análisis de capas de cenizas volcánicas intercaladas que contienen radioisótopos que se descomponen a un ritmo predecible. Dentro de los sedimentos, también detectaron repetidas inversiones en la polaridad del campo magnético del planeta. Luego, el equipo comparó estos hallazgos con los núcleos de Nueva York-Nueva Jersey, que penetró en viejos lechos lacustres y suelos que presentan signos exquisitamente conservados de alternancia de períodos húmedos y secos durante lo que se creía que era el mismo tiempo.

Kent y Olsen han argumentado durante mucho tiempo que los cambios climáticos que se muestran en las rocas de Nueva York-Nueva Jersey estaban controlados por el 405, Ciclo de 000 años. Sin embargo, allí no hay capas de ceniza volcánica para proporcionar fechas precisas. Pero esos núcleos contienen inversiones de polaridad similares a las detectadas en Arizona. Combinando los dos conjuntos de datos, el equipo demostró que ambos sitios se desarrollaron al mismo tiempo, y que el 405, El intervalo de 000 años ejerce de hecho una especie de control maestro sobre los cambios climáticos. Paleontólogo Paul Olsen, un coautor del estudio, dijo que el ciclo no cambia directamente el clima; más bien, intensifica o amortigua los efectos de los ciclos de corta duración, que actúan de forma más directa.

Los movimientos planetarios que estimulan los cambios climáticos se conocen como ciclos de Milankovitch, llamado así por el matemático serbio que los elaboró ​​en la década de 1920. Reducido a los términos más simples, constan de un 100, Ciclo de 000 años en la excentricidad de la órbita de la Tierra, similar al gran 405, Oscilación de 000 años; un 41, Ciclo de 000 años en la inclinación del eje de la Tierra en relación con su órbita alrededor del Sol; y un 21, Ciclo de 000 años causado por una oscilación del eje del planeta. Juntos, estos cambios cambian las proporciones de la energía solar que llega al hemisferio norte, donde se encuentra la mayor parte de la tierra del planeta, durante diferentes épocas del año. Esto, a su vez, influye en el clima.

En los 1970s, Los científicos demostraron que los ciclos de Milankovitch han impulsado el calentamiento y enfriamiento repetidos del planeta, y, por lo tanto, el crecimiento y la disminución de las edades de hielo durante los últimos millones de años. Pero todavía están discutiendo sobre inconsistencias en los datos durante ese período, y las relaciones de los ciclos con los niveles ascendentes y descendentes de dióxido de carbono, el otro aparente control de clima maestro. Comprender cómo funcionó todo esto en el pasado más distante es aún más difícil. Para uno, es casi seguro que las frecuencias de los ciclos más cortos hayan cambiado con el tiempo, pero nadie puede decir exactamente cuánto. Por otro, todos los ciclos avanzan constantemente unos contra otros. A veces algunos están desfasados ​​con otros, y tienden a anularse entre sí; en otros, varios pueden alinearse entre sí para iniciar repentinamente, cambios drásticos. Hacer el cálculo de cómo podrían encajar todos juntos se vuelve más difícil cuanto más retrocede.

Kent y Olsen dicen que cada 405, 000 años, cuando la excentricidad orbital está en su punto máximo, las diferencias estacionales causadas por ciclos más cortos se volverán más intensas; los veranos son más calurosos y los inviernos más fríos; tiempos secos más secos, tiempos húmedos más húmedos. Lo contrario será cierto 202, 500 años después, cuando la órbita es más circular. Durante el Triásico tardío, por razones poco entendidas, la Tierra era mucho más cálida de lo que es ahora a través de muchos ciclos, y hubo poca o ninguna glaciación. Luego, el 405, El ciclo de 000 años se presentó en períodos húmedos y secos fuertemente alternados. La precipitación alcanzó su punto máximo cuando la órbita estaba en su punto más excéntrico, produciendo lagos profundos que dejaron capas de pizarra negra en el este de América del Norte. Cuando la órbita era más circular, las cosas se secaron, dejando capas más ligeras de suelo expuestas al aire.

Júpiter y Venus ejercen una influencia tan fuerte debido a su tamaño y proximidad. Venus es el planeta más cercano a nosotros, en su punto más lejano, sólo alrededor de 162 millones de millas, y aproximadamente similar en masa. Júpiter está mucho más lejos, pero es el planeta más grande del Sistema Solar, 2,5 veces más grande que todos los demás combinados.

Linda Hinnov, un profesor de la Universidad George Mason que estudia el pasado profundo, dijo que el nuevo estudio apoya estudios previos de otros que afirman haber observado signos del 405, Ciclo de 000 años incluso más atrás, antes de hace 250 millones de años. Entre otras cosas, ella dijo, "podría conducir a nuevos conocimientos sobre la evolución temprana de los dinosaurios". Ella llamó a los hallazgos "una nueva contribución significativa a la geología, ya la astronomía ".

Kent y Olsen dicen que debido a todos los factores en competencia en el trabajo, aún queda mucho por aprender. "Esto es realmente complicado, ", dijo Olsen." Estamos utilizando básicamente los mismos tipos de matemáticas para enviar naves espaciales a Marte, y seguro, eso funciona. Pero una vez que comienzas a extender los movimientos interplanetarios hacia atrás en el tiempo y lo relacionas con la causa y el efecto en el clima, no podemos afirmar que comprendemos cómo funciona todo ". El ritmo metronómico del 405, El ciclo de 000 años puede eventualmente ayudar a los investigadores a desentrañar algo de esto, él dijo.

Si te estuvieras preguntando la Tierra se encuentra actualmente en la parte casi circular del 405, Período de 000 años. ¿Qué significa eso para nosotros? "Probablemente nada muy perceptible, ", dice Kent." Está bastante abajo en la lista de tantas otras cosas que pueden afectar el clima en escalas de tiempo que nos importan ". Kent señala que, según la teoría de Milankovitch, deberíamos estar en la cima de un 20, Tendencia de calentamiento de 000 años que puso fin al último período glacial; la Tierra puede eventualmente comenzar a enfriarse nuevamente durante miles de años, y posiblemente dirigirse a otra glaciación. "Podría suceder. Supongo que podríamos esperar y ver, "dijo Kent." Por otro lado, todo el CO2 que estamos vertiendo al aire en este momento es la gran enchilada obvia. Eso está teniendo un efecto que podemos medir ahora mismo. El ciclo planetario es un poco más sutil ".