Los orígenes de los cambios climáticos de la edad de hielo pueden encontrarse en el hemisferio sur, donde las interacciones entre el sistema de viento del oeste, el Océano Austral y el Pacífico tropical pueden desencadenar rápidos, cambios globales en la temperatura atmosférica, según un equipo de investigación internacional dirigido por la Universidad de Maine.

El mecanismo, apodado el interruptor de Zealandia, se relaciona con la posición general del cinturón de vientos del oeste del hemisferio sur, el sistema de viento más fuerte de la Tierra, y las plataformas continentales del suroeste del Océano Pacífico, y su control sobre las corrientes oceánicas. Los cambios en la latitud de los vientos del oeste afectan la fuerza de los giros oceánicos subtropicales y, Sucesivamente, influye en la liberación de energía de las aguas del océano tropical, la "máquina térmica" del planeta. El calor tropical se propaga rápidamente a través de la atmósfera y el océano hacia las regiones polares de ambos hemisferios, actuando como termostato del planeta.

La dinámica climática del hemisferio sur puede ser el eslabón perdido para comprender preguntas de larga data sobre las edades de hielo, basado en los hallazgos del equipo de investigación de UMaine, Observatorio de la Tierra Lamont-Doherty de la Universidad de Columbia, la Universidad de Arizona, y GNS Science en Nueva Zelanda, publicado en Reseñas de ciencias cuaternarias .

Durante más de un cuarto de siglo, George Denton, UMaine Libra Profesor de Ciencias Geológicas, el primer autor del artículo de la revista, ha dirigido investigaciones que reconstruyen la historia de los glaciares de montaña en el hemisferio sur. A finales de la década de 1980, él y Wallace Broecker, un geoquímico de la Universidad de Columbia, señaló que una cuestión clave sobre las edades de hielo seguía sin resolverse:el vínculo entre el clima de la edad de hielo y los ciclos orbitales en la duración y la fuerza de la estación de la Tierra. La evidencia mostró que los cambios climáticos de la edad de hielo fueron sincrónicos en ambos hemisferios polares, con rápidas transiciones de las condiciones climáticas globales glaciales a interglaciales. Llegaron a la conclusión de que las teorías existentes no podían explicar adecuadamente los cambios en la estacionalidad, tamaño de la capa de hielo y clima regional.

Los glaciares de montaña son muy sensibles al clima y se adaptan bien a la reconstrucción climática. utilizando depósitos de morrenas distintivos que marcan los límites del antiguo glaciar. En la década de 1990, Denton dirigió equipos de investigación en el mapeo y datación de secuencias de morrenas en América del Sur y, más recientemente, en los Alpes del Sur de Nueva Zelanda, con el coautor David Barrell, geólogo y geomorfólogo del instituto de investigación en geociencias del gobierno de Nueva Zelanda, Ciencia GNS.

Con los avances en la datación isotópica de las morrenas a mediados de la década de 2000, Denton se asoció con Joerg Schaefer de la Universidad de Columbia, quien dirige el Laboratorio de Nuclidos Cosmogénicos en el Observatorio Terrestre Lamont-Doherty. Junto con el colega y coautor de CU-LDEO, Michael Kaplan, Schaefer, Denton, y el profesor asistente y coautor de la UMaine Aaron Putnam han guiado una sucesión de proyectos de laboratorio y de campo de estudiantes graduados de la UMaine (incluido el trabajo de doctorado de Putnam) que han desarrollado una cronología de los cambios en los glaciares inducidos por el clima en los Alpes del Sur que abarcan muchas decenas de miles de años. El participante más reciente en la asociación UMaine-CU es UMaine Ph.D. estudiante y coautor Peter Strand.

Colectivamente, el UMaine, Los socios de CU-LDEO y GNS Science han trabajado para crear y compilar cronologías de glaciares de montaña de Nueva Zelanda y América del Sur, produciendo una cronología completa de la extensión de los glaciares durante y desde la última edad de hielo. Luego, el equipo comparó la datación de la morrena con los datos del paleoclima en todo el mundo para obtener información sobre la dinámica climática de las edades de hielo y los eventos climáticos abruptos a escala milenaria. Los hallazgos destacan una sincronicidad global general del avance y retroceso montaña-glaciar durante la última edad de hielo.

Los conocimientos profundos sobre la dinámica climática provienen del coautor Joellen Russell, científico del clima de la Universidad de Arizona y catedrático distinguido Thomas R. Brown de Ciencia Integrativa. Siguiendo sus esfuerzos de larga data para modelar la modulación climática de los vientos del oeste, evaluó las simulaciones realizadas como parte del Proyecto de Intercomparación de Modelos del Océano Austral, parte de la iniciativa Observaciones y modelado del clima y el carbono del océano Austral. El modelo mostró que los cambios en los sistemas eólicos del sur tienen profundas consecuencias para el balance de calor global, monitoreado por los sistemas glaciares.

El "interruptor" toma su nombre de Zealandia, una plataforma continental en gran parte sumergida de aproximadamente un tercio del tamaño de Australia, siendo las islas de Nueva Zelanda las partes emergentes más grandes. Zealandia presenta un impedimento físico para el flujo de la corriente oceánica. Cuando el cinturón de viento del oeste está más al norte, el flujo hacia el sur de agua cálida del océano desde el Pacífico tropical se dirige al norte de la masa continental de Nueva Zelanda (modo glacial). Con el cinturón de viento más al sur, el agua cálida del océano se extiende al sur de Nueva Zelanda (modo interglacial). Los modelos informáticos muestran que los efectos del clima global surgen de la latitud en la que circulan los vientos del oeste. Un desplazamiento hacia el sur de los vientos del oeste del sur vigoriza la circulación del agua en los océanos Pacífico y Sur, y calienta las aguas superficiales del océano en gran parte del mundo.

Los investigadores plantean la hipótesis de que los cambios sutiles en la órbita de la Tierra afectan el comportamiento de los vientos del oeste del hemisferio sur, y ese comportamiento se encuentra en el corazón de los ciclos globales de la edad de hielo. Esta perspectiva es fundamentalmente diferente de la visión de larga data de que las influencias orbitales en la extensión de las capas de hielo continentales del hemisferio norte regulan los climas de la era del hielo. Añadiendo peso a la hipótesis del cambio de Zealandia es que los vientos del oeste del hemisferio sur regulan el intercambio de dióxido de carbono y calor entre el océano y la atmósfera. y, por lo tanto, ejercer una mayor influencia en el clima global.

"Junto con los registros del paleoclima interhemisférico y con los resultados de la modelización del clima océano-atmósfera acoplada, estos hallazgos sugieren una gran, fin rápido y global de la última edad de hielo en la que un episodio de calentamiento de origen sur vinculó los hemisferios, "según los investigadores, cuyo trabajo fue financiado por la Fundación de la Familia Comer, la Fundación Familia Quesada, la National Science Foundation y el gobierno de Nueva Zelanda.

La última terminación glacial fue un episodio de calentamiento global que condujo a una estacionalidad extrema (condiciones de invierno frente a verano) en las latitudes del norte al estimular una avalancha de agua de deshielo e icebergs hacia el Atlántico norte desde las capas de hielo contiguas. El calentamiento del verano provocó la afluencia de agua dulce, resultando en un extenso hielo marino del Atlántico Norte que causó inviernos muy fríos en el norte y amplificó el desplazamiento anual hacia el sur de la Zona de Convergencia Intertropical y los cinturones de lluvias monzónicas. Aunque esto ha creado la impresión de diferentes respuestas de temperatura entre los hemisferios polares, el llamado "balancín bipolar, "los investigadores sugieren que esto se debe a los efectos interregionales contrastantes del calentamiento o enfriamiento global. Una sucesión de efectos de corta duración, abrupto, Se sugiere que los episodios de inviernos fríos del norte durante la última edad de hielo fueron causados ​​por cambios temporales del mecanismo de cambio de Zealandia.

El desplazamiento hacia el sur de los vientos del oeste del hemisferio sur al final de la última edad de hielo fue acompañado por una liberación gradual pero sostenida de dióxido de carbono del Océano Austral. lo que puede haber ayudado a bloquear el sistema climático en un modo interglacial cálido.

Los investigadores sugieren que la introducción de CO fósil ₂ en la atmósfera puede estar despertando la misma dinámica que puso fin a la última edad de hielo, potencialmente propulsando el sistema climático a un nuevo modo.

"El mapeo y la datación de las morrenas de los glaciares montañosos del hemisferio sur en latitudes medias nos llevan a la idea de que la latitud y la fuerza de los vientos australes del oeste, y su efecto en el océano tropical / subtropical, particularmente en la región que abarca la piscina cálida del Indo-Pacífico y el mar de Tasmania hasta el océano Austral, proporciona una explicación para impulsar los cambios globales a escala orbital entre los modos climáticos glaciales e interglaciares, a través del mecanismo de cambio de Zealandia, ", escribió el equipo de investigación." Tal comportamiento del sistema océano-atmósfera puede ser operativo en el mundo en calentamiento de hoy, introduciendo un mecanismo claramente no lineal para acelerar el calentamiento global debido al CO atmosférico ₂ subir."