En el océano atlántico, una 'cinta transportadora' gigante transporta aguas cálidas desde los trópicos hasta el Atlántico norte, donde se enfrían y se hunden y luego regresan hacia el sur en las profundidades del océano. Este patrón de circulación es un actor importante en el clima global, regular los patrones climáticos en el Ártico, Europa, y alrededor del mundo. La evidencia sugiere cada vez más que este sistema se está desacelerando, y algunos científicos temen que pueda tener efectos importantes, como provocar que las temperaturas se sumerjan en Europa y calentar las aguas de la costa este de los Estados Unidos, potencialmente dañando la pesca y agravando los huracanes. (Para una exageración excesiva de los efectos potenciales, vea la película de 2004 El día después de mañana).

Un nuevo estudio publicado en Comunicaciones de la naturaleza proporciona información sobre la rapidez con la que estos cambios podrían surtir efecto si el sistema continúa debilitándose. Dirigido por científicos del Observatorio Terrestre Lamont-Doherty de Columbia en colaboración con el Centro de Investigación de Noruega, el estudio es el primero en determinar con precisión el lapso de tiempo entre los cambios pasados ​​en la cinta transportadora oceánica y los cambios climáticos importantes.

El equipo estudió una sección clave del patrón de corrientes oceánicas, conocida como Circulación de vuelco meridional del Atlántico (AMOC). Se concentraron en una sección donde el agua se hunde desde la superficie hasta el fondo del Atlántico Norte. Confirmaron que el AMOC comenzó a debilitarse unos 400 años antes de una ola de frío importante 13, 000 años atrás, y comenzó a fortalecerse de nuevo unos 400 años antes de un abrupto calentamiento 11, Hace 000 años.

"Nuestras reconstrucciones indican que hay claros precursores climáticos proporcionados por el estado del océano, como señales de advertencia, por así decirlo, "dice el autor principal Francesco Muschitiello, quien completó el trabajo como postdoctorado en Lamont-Doherty y ahora trabaja en la Universidad de Cambridge.

Hasta ahora, Ha sido difícil resolver si los cambios pasados ​​en la cinta transportadora oceánica ocurrieron antes o después de los cambios climáticos abruptos que marcaron la última desglaciación en el hemisferio norte. Para superar los desafíos habituales, el equipo reunió datos de un núcleo de sedimento perforado desde el fondo del Mar de Noruega, un núcleo de sedimentos de lago del sur de Escandinavia, y núcleos de hielo de Groenlandia.

Los científicos suelen depender de la datación por carbono radiactivo (carbono 14) para determinar la edad de los sedimentos; medir la cantidad de carbono 14 que queda en un fósil revela cuánto tiempo hace que murió el organismo, y por lo tanto, qué edad tiene el sedimento circundante. Esta relación es complicada en los sedimentos oceánicos, aunque, porque el carbono 14 se crea en la atmósfera, y el carbono necesita tiempo para atravesar el océano. Para cuando llega a los organismos en la parte inferior de la columna de agua, el carbono 14 ya podría tener cientos o miles de años. Así que el equipo necesitaba una forma diferente de fechar las capas de sedimentos en el núcleo marino.

Es por eso que midieron el contenido de carbono 14 en un núcleo de sedimento de un lago cercano. Las antiguas capas del lago contienen plantas en descomposición que extraían el carbono 14 directamente de la atmósfera. para que los científicos pudieran averiguar la edad de cada capa de sedimento del lago. Luego utilizaron algunas técnicas para hacer coincidir las capas del núcleo de sedimentos del lago con las capas del núcleo marino. Las capas de ceniza de dos erupciones volcánicas de hace mucho tiempo en Islandia ayudaron a alinear las cosas. Este proceso le dio al equipo la edad precisa de cada capa en el núcleo marino.

Próximo, compararon la edad real de los sedimentos marinos con la edad que estaban leyendo de las mediciones de carbono 14 de los océanos profundos; las diferencias entre estos dos les dieron una estimación del tiempo que tardó el carbono 14 atmosférico en llegar al fondo marino. En otras palabras, reveló qué tan rápido se hundía el agua en esta área, en un proceso llamado formación de aguas profundas que es esencial para mantener circulando el AMOC. Ahora tenían un registro de los patrones de circulación oceánica en esta región a lo largo del tiempo.

La última pieza del rompecabezas fue analizar los núcleos de hielo de Groenlandia, para estudiar los cambios de temperatura y clima durante el mismo período de tiempo. Las mediciones de berilio-10 en los núcleos de hielo ayudaron a los autores a vincular con precisión los núcleos de hielo con los registros de carbono 14. poner ambos conjuntos de datos en la misma línea de tiempo. Ahora finalmente pudieron comparar el orden de los eventos entre los cambios en la circulación oceánica y los cambios climáticos.

La comparación de los datos de los tres núcleos reveló que el AMOC se debilitó en el tiempo previo a la última ola de frío importante del planeta. llamado el Joven Dryas, alrededor de 13, Hace 000 años. La circulación oceánica comenzó a desacelerarse unos 400 años antes de la ola de frío, pero una vez que el clima empezó a cambiar, las temperaturas sobre Groenlandia se desplomaron rápidamente en unos 6 grados.

Un patrón similar surgió cerca del final de esa ola de frío; la corriente comenzó a fortalecerse aproximadamente 400 años antes de que la atmósfera comenzara a calentarse dramáticamente, la transición de la edad de hielo. Una vez que comenzó la desglaciación, Groenlandia se calentó rápidamente:su temperatura promedio subió alrededor de 8 grados en solo unas pocas décadas, provocando el derretimiento de los glaciares y la caída considerable del hielo marino en el Atlántico Norte.

"Esos retrasos [de 400 años] probablemente estén en el lado más largo de lo que muchos hubieran esperado, "dice Anders Svensson, que estudia el paleoclima en la Universidad de Copenhague, y quién no participó en el estudio actual. "Muchos estudios previos han sugerido retrasos de varias duraciones, pero pocos han tenido las herramientas necesarias para determinar la fase con suficiente precisión ".

Coautor William D'Andrea, un paleoclimatólogo de Lamont-Doherty se sorprendió por lo que encontraron:dice que los tiempos de espera son dos o tres veces mayores de lo que hubiera esperado.

Por ahora no está del todo claro por qué hubo un retraso tan largo entre los cambios de AMOC y los cambios climáticos en el Atlántico Norte.

También es difícil precisar qué podrían significar estos patrones del pasado para el futuro de la Tierra. La evidencia reciente sugiere que el AMOC comenzó a debilitarse nuevamente hace 150 años. Sin embargo, las condiciones actuales son bastante diferentes a las de la última vez, dice Muschitiello; el termostato global era mucho más bajo en ese entonces, El hielo marino invernal se extendía más al sur que el puerto de Nueva York, y la estructura del océano habría sido muy diferente. Además, el debilitamiento pasado del AMOC fue mucho más dramático que la tendencia actual hasta ahora.

Sin embargo, D'Andrea dice que "si la AMOC se debilitara tanto como en ese entonces, podrían pasar cientos de años para que los grandes cambios climáticos se manifiesten realmente ".

Muschitiello agrega, "Está claro que hay algunos precursores en el océano, así que deberíamos estar mirando el océano. El mero hecho de que AMOC se ha ralentizado, eso debería ser una preocupación basada en lo que hemos encontrado ".

El estudio también debería ayudar a mejorar la física detrás de los modelos climáticos, que generalmente asumen que el clima responde abruptamente al mismo tiempo que cambia la intensidad de AMOC. Los refinamientos del modelo, Sucesivamente, podría hacer que las predicciones climáticas sean más precisas. Como dice Svensson:"Mientras no entendamos el clima del pasado, es muy difícil restringir los modelos climáticos necesarios para hacer escenarios futuros realistas ".