Todos los años, La capa de hielo marino en el Océano Ártico se reduce a un punto bajo a mediados de septiembre. Este año mide solo 1.44 millones de millas cuadradas (3.74 millones de kilómetros cuadrados), el segundo valor más bajo en los 42 años desde que los satélites comenzaron a tomar medidas. El hielo de hoy cubre solo el 50% del área que cubría hace 40 años a fines del verano.

Como ha demostrado el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático, Los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera son más altos que en cualquier otro momento de la historia de la humanidad. La última vez que el CO atmosférico ₂ concentraciones alcanzaron el nivel actual - alrededor de 412 partes por millón - fue hace 3 millones de años, durante la época del Plioceno.

Como geocientíficos que estudian la evolución del clima de la Tierra y cómo crea las condiciones para la vida, Vemos la evolución de las condiciones en el Ártico como un indicador de cómo el cambio climático podría transformar el planeta. Si las emisiones globales de gases de efecto invernadero siguen aumentando, podrían devolver la Tierra a las condiciones del Plioceno, con niveles del mar más altos, patrones climáticos modificados y condiciones alteradas tanto en el mundo natural como en las sociedades humanas.

El Ártico plioceno

Somos parte de un equipo de científicos que analizó núcleos de sedimentos del lago El'gygytgyn en el noreste de Rusia en 2013 para comprender el clima del Ártico bajo niveles más altos de dióxido de carbono atmosférico. El polen fósil conservado en estos núcleos muestra que el Plioceno Ártico era muy diferente de su estado actual.

Hoy en día, el Ártico es una llanura sin árboles con escasa vegetación de tundra, como pastos, juncos y algunas plantas con flores. A diferencia de, los núcleos de sedimentos rusos contenían polen de árboles como el alerce, abeto, abeto y cicuta. Esto muestra que los bosques boreales, que hoy terminan cientos de millas más al sur y al oeste en Rusia y en el Círculo Polar Ártico en Alaska, una vez llegó hasta el Océano Ártico a través de gran parte de la Rusia ártica y América del Norte.

Debido a que el Ártico fue mucho más cálido en el Plioceno, la capa de hielo de Groenlandia no existía. Los pequeños glaciares a lo largo de la costa oriental montañosa de Groenlandia se encontraban entre los pocos lugares con hielo durante todo el año en el Ártico. La Tierra del Plioceno tenía hielo solo en un extremo, en la Antártida, y ese hielo era menos extenso y más susceptible a derretirse.

Debido a que los océanos eran más cálidos y no había grandes capas de hielo en el hemisferio norte, Los niveles del mar eran de 9 a 15 metros (30 a 50 pies) más altos en todo el mundo que en la actualidad. Las costas estaban muy tierra adentro de sus ubicaciones actuales. Las áreas que ahora son el Valle Central de California, la Península de Florida y la Costa del Golfo estaban todas bajo el agua. También lo era la tierra donde las principales ciudades costeras como Nueva York, Miami, Los Angeles, Stand de Houston y Seattle.

Los inviernos más cálidos en lo que ahora es el oeste de EE. UU. Redujeron la capa de nieve, que en estos días abastece gran parte del agua de la región. El Medio Oeste y las Grandes Llanuras de hoy eran mucho más cálidos y secos que hubiera sido imposible cultivar maíz o trigo allí.

¿Por qué había tanto CO ₂ en el Plioceno?

¿Cómo CO ₂ concentraciones durante el Plioceno alcanzan niveles similares a los actuales? Los humanos no aparecerían en la Tierra durante al menos otro millón de años, y nuestro uso de combustibles fósiles es aún más reciente. La respuesta es que algunos procesos naturales que han ocurrido en la Tierra a lo largo de su historia liberan CO ₂ a la atmósfera, mientras que otros lo consumen. El sistema principal que mantiene esta dinámica en equilibrio y controla el clima de la Tierra es un termostato global natural, regulado por rocas que reaccionan químicamente con CO ₂ y sácalo de la atmósfera.

En suelos ciertas rocas se descomponen continuamente en nuevos materiales en reacciones que consumen CO ₂ . Estas reacciones tienden a acelerarse cuando las temperaturas y las precipitaciones son más altas, exactamente las condiciones climáticas que ocurren cuando aumentan las concentraciones atmosféricas de gases de efecto invernadero.

Pero este termostato tiene un control incorporado. Cuando CO ₂ y las temperaturas aumentan y la erosión de las rocas se acelera, tira más CO ₂ de la atmósfera. Si CO ₂ comienza a caer, las temperaturas son frías y la erosión de las rocas se ralentiza a nivel mundial, sacar menos CO ₂ .

Las reacciones de erosión de las rocas también pueden funcionar más rápido donde el suelo contiene muchas superficies minerales recién expuestas. Los ejemplos incluyen áreas con alta erosión o períodos en los que los procesos tectónicos de la Tierra empujaron la tierra hacia arriba, creando importantes cadenas montañosas con fuertes pendientes.

El termostato de meteorización de rocas funciona a un ritmo geológicamente lento. Por ejemplo, al final de la Era de los Dinosaurios hace unos 65 millones de años, los científicos estiman que el CO atmosférico ₂ los niveles estaban entre 2, 000 y 4, 000 partes por millón. Se necesitaron más de 50 millones de años para reducirlos de forma natural a alrededor de 400 partes por millón en el Plioceno.

Porque los cambios naturales en el CO ₂ los niveles sucedieron muy lentamente, Los cambios cíclicos en el sistema climático de la Tierra también fueron muy lentos. Los ecosistemas tuvieron millones de años para adaptarse, adaptarse y responder lentamente a los cambios climáticos.

¿Un futuro parecido al Plioceno?

Hoy en día, las actividades humanas están sobrepasando los procesos naturales que atraen el CO ₂ fuera de la atmósfera. En los albores de la era industrial en 1750, CO atmosférico ₂ se situó en unas 280 partes por millón. Los humanos solo han tardado 200 años en revertir por completo la trayectoria iniciada hace 50 millones de años y devolver el planeta al CO2. ₂ niveles no experimentados durante millones de años.

La mayor parte de ese cambio ha ocurrido desde la Segunda Guerra Mundial. Los aumentos anuales de 2-3 partes por millón ahora son comunes. Y en respuesta, la Tierra se está calentando a un ritmo rápido. Desde aproximadamente 1880, el planeta se ha calentado 1 grado Celsius (2 grados Fahrenheit), muchas veces más rápido que cualquier episodio de calentamiento en los últimos 65 millones de años de la historia de la Tierra.

En el Ártico las pérdidas de nieve reflectante y de la capa de hielo han amplificado este calentamiento a +5 C (9 F). Como resultado, En verano, la cobertura de hielo marino del Ártico tiende a disminuir cada vez más. Los científicos proyectan que el Ártico estará completamente libre de hielo en verano dentro de las próximas dos décadas.

Esta no es la única evidencia de un calentamiento drástico del Ártico. Los científicos han registrado tasas extremas de deshielo en verano en la capa de hielo de Groenlandia. A principios de agosto La última plataforma de hielo restante de Canadá, en el territorio de Nunavut, se derrumbó en el mar. Partes del Ártico Siberia y Svalbard, un grupo de islas noruegas en el Océano Ártico, alcanzó temperaturas récord este verano.

Ciudades costeras, Las regiones agrícolas del granero y los suministros de agua para muchas comunidades serán radicalmente diferentes si este planeta regresa a un Plioceno CO ₂ mundo. Este futuro no es inevitable, pero evitarlo requerirá grandes pasos ahora para disminuir el uso de combustibles fósiles y bajar el termostato de la Tierra.

Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original.