Sabemos desde hace años que el clima de la Tierra es como una máquina gigante de Rube Goldberg:tira de una palanca, y se pone en marcha una enorme cadena de acontecimientos. Sin embargo, muchos de los pasos que impulsan estos cambios han permanecido envueltos en incertidumbre.

"Una pregunta clave en el campo sigue siendo qué causó que la Tierra entrara y saliera periódicamente de las edades de hielo, "dijo el profesor asistente Malte Jansen, cuya investigación en la Universidad de Chicago busca descubrir y comprender los procesos que conforman el clima global. "Estamos bastante seguros de que el equilibrio de carbono entre la atmósfera y el océano debe haber cambiado, pero no sabemos muy bien cómo ni por qué ".

En un nuevo estudio, Jansen y la ex investigadora postdoctoral de UChicago Alice Marzocchi exponen cómo un cambio inicial en el clima podría iniciar una cadena de eventos que conduzca a una edad de hielo. Su modelo muestra cómo el aumento del hielo marino antártico en un clima más frío podría desencadenar una cascada de cambios que podrían contribuir a inclinar el clima global hacia períodos glaciares.

La responsabilidad (o la culpa) del clima de la Tierra se comparte entre la tierra, vida, atmósfera y océano. Los elementos se mueven hacia adelante y hacia atrás entre los cuatro en una danza lenta que ha mantenido a la Tierra habitable durante miles de millones de años, pero puede cambiar el clima a medida que los elementos se acumulan en uno o más de los lugares.

Por ejemplo, actualmente estamos en una ruptura entre las edades de hielo; durante los últimos dos millones y medio de años, los glaciares han cubierto periódicamente la Tierra y luego se han retirado. Científicos, por lo tanto, han estado reuniendo pistas sobre cómo funciona este proceso de glaciación y cómo se desencadena. Es probable que pequeños cambios en la órbita de la Tierra hayan provocado cierto enfriamiento. Pero eso solo no lo haría Dijo Jansen. Habría tenido que haber habido cambios acompañantes masivos en el sistema climático para tener en cuenta la cantidad de enfriamiento que siguió.

"La explicación más plausible es que hubo algún cambio en cómo se dividió el carbono entre la atmósfera y el océano, ", Dijo Jansen." No hay escasez de ideas sobre cómo sucede esto, pero no está muy claro cómo encajan todos ". Las simulaciones no están de acuerdo, y ninguno se alinea completamente con la evidencia geológica disponible para los científicos.

Sobre la base de un estudio que Jansen publicó hace un par de años, Jansen y Marzocchi desarrollaron un modelo de cómo podría haberse desarrollado la transición glacial.

En su foto, la atmósfera se enfría lo suficiente como para hacer que el hielo marino antártico comience a formarse. "El Océano Austral alrededor de la Antártida juega un papel clave en la circulación oceánica, ya que es una región donde las aguas profundas suben a la superficie antes de desaparecer nuevamente en el abismo, "Dijo Jansen." Como resultado, el aumento del hielo marino en la Antártida tiene consecuencias descomunales ".

La tapa de hielo cambia la circulación oceánica, pero también bloquea físicamente al océano para que no intercambie dióxido de carbono con la atmósfera. Esto significa que cada vez más carbono se introduce en las profundidades del océano y permanece allí. Menos dióxido de carbono en la atmósfera conduciría a un efecto invernadero inverso, haciendo que el planeta se enfríe.

"Lo que esto sugiere es que se trata de un ciclo de retroalimentación, "dijo Marzocchi, ahora es un científico investigador en el Centro Nacional de Oceanografía del Reino Unido. "A medida que baja la temperatura, se libera menos carbono a la atmósfera, lo que provoca más enfriamiento ".

La explicación encaja con la evidencia sobre el clima pasado de fuentes como sedimentos, los arrecifes de coral, y muestras de núcleos de glaciares.

"Lo que me sorprendió es cuánto de este aumento de almacenamiento se puede atribuir solo a cambios físicos, con la capa de hielo marino de la Antártida como protagonista clave, "Dijo Marzocchi. Solo los efectos físicos, antes de contabilizar los cambios del crecimiento biológico, representan aproximadamente la mitad de la reducción de dióxido de carbono que se cree que ocurrió.

Los resultados son otro paso hacia la comprensión de cómo funciona el clima de la Tierra en escalas de tiempo prolongadas. dijeron los científicos.

"El océano es el depósito de carbono más grande en escalas de tiempo geológicas, "Así que estudiar el papel que juega el océano en el ciclo del carbono nos ayuda a simular con mayor precisión el cambio ambiental futuro", dijo Marzocchi.