Los últimos cambios climáticos

En la entrada anterior pudimos comprobar que el clima no es algo estable, que cambia a lo largo de la historía por multitud de factores. Los climas no sólo han afectado a las formas de vida y a su evolución, si no que también han transformado los paisajes y sus morfologías, además de que han escrito nuestra historia y la evolución de diferentes culturas y etnias.

Y es que uno de los cambios climáticos que más incidencia tuvo en nuestra historia fue la última gran glaciacion, conocida como Würm/Wisconsin. Esta glaciación comenzó hace unos 100.000 años y concluyó hace unos 10.000. Con la expansión de los casquetes polares el nivel del mar descendió y muchos territorios que anteriormente estaban separados por mares someros quedaron unidos por conexiones terrestres . Este hecho permitió la dispersión por toda la superficie terrestre de una nueva especie de homínido, los Homo sapiens. El estrecho de Bering fue un puente entre Asia y América, a través del cual llegarían los últimos colonizadores del continente americano hasta el siglo XV de la Edad Moderna (con el "descubrimiento" por parte de Cristóbal Colón).  Durante 19.000 años, los grupos primitivos de Asia tuvieron la oportunidad de cruzar el "puente de Beringia". Ese tiempo fue suficiente para que las primeras bandas humanas y otras especies animales de Asia llegaran al norte de América.

 

Evolución del Puente de Beringia (profundidad en metros). *Click para ver evolución

Con el descenso del nivel del mar también se permitió el acceso a islas y otras áreas incomunicadas, como por ejemplo Australia-Tasmania con Nueva Guinea, Filipinas e Indonesia. Lo mismo ocurrió entre Japón y Corea. Por lo tanto gracias a este periodo glaciar el ser humano pudo llegar a casi todos los puntos del globo terráqueo y desarrollar diversas culturas.

El clima en el planeta se fue rápidamente calentando. Los bloques de hielo fueron retrocediendo. Las aguas volverían a ocupar el lugar que antes era suyo. Este periodo de calentamiento se conocerá como periodo Dryas, procedente del género botánico Dryas. Gracias al calentamiento volvió a reactivarse la circulación oceánica termohalina, con especial incidencia en la corriente del Golfo, la cual transporta calor al continente europeo desde las latitudes tropicales. Sin embargo este periodo no fue uniforme.

La fusión de los casquetes polares dio lugar a algunos accidentes geográficos que podemos ver hoy en día. Los Grandes Lagos norteamericanos se sitúan en el antiguo borde del glaciar laurentino o norteamericano. Al ser el borde sur del glaciar, la fricción y mayores temperaturas provocaría caída de bloques que formarían un terreno con grandes depresiones que fueron sumergidas por el agua de fusión, creando un gran mar de agua dulce conocido como Lago Agassiz, que con el paso de los años ha sido drenado, y los actuales Grandes Lagos. En Europa el mar Báltico corresponde con la depresión formada por el peso del gran casquete polar que ocupaba el continente. El peso de los casi dos kilómetros de espesor de hielo hundió la superficie terrestre y el agua de la fusión del glaciar formó este gran mar. Sin embargo el fondo del mar se está levantando, ya que al no tener un gran peso encima vuelve a reajustarse (levantamiento isostático). Este mismo hecho ocurre también en la bahía de Hudson en Canadá.

Distribución del manto glaciar Laurentino, del Lago Agassiz y los Grandes Lagos.

El clima ha ido moderándose con el paso de los años, sin embargo ha tenido diferentes pulsaciones, tanto frías como cálidas. Entre los periodos cálidos encontramos el Óptimo Climático del Holoceno que se produjo en el intervalo comprendido aproximadamente entre 9.000 y 5.000 años atrás. La temperatura media global era entre 0.5 y 2ºC superior a la actual. 

Tras este periodo nos encontramos en un episodio Neoglacial (sí, he dicho bien, Neoglacial). La temperatura ha ido enfriándose poco a poco desde hace 5.000 años. Durante la Edad Media hubo un paréntesis de pocos cientos de años en los que la temperatura aumentó significativamente, hasta el hecho de que la cultura vikinga pudiese establecerse en Groenlandia e incluso cultivar cereales en su suelo, además de darse cultivo de uva y producción de vino en el norte de Europa. Este episodio se conoce como Óptimo Climático Medieval (OCM), y transcurrió entre el siglo X y el XIV.

El enfriamiento volvió a nuestro clima y culminó con el pico de la Pequeña Edad de Hielo (PEH), que comenzó tras el OCM en el siglo XIV y concluyó a mediados del s. XIX. Las temperaturas eran del orden de 1 y 1.5ºC inferiores a lo que son hoy en día. El enfriamiento permitío el avance de los glaciares y provocó la pérdida de cosechas, generando hambrunas. Estas hambrunas y un clima más húmedo fueron uno de los motivos de la aparición de la Peste Negra. Las causas de este enfriamiento se deben a una menor actividad solar y a una alta actividad volcánica. El enfriamiento fue tal que hay registros de encuentros con esquimales en las costas inglesas.

 Paisaje invernal. Representación del puerto de Rotterdam congelado en el invierno de 1620, por Hendrick Avercamp.

Y así llegamos al presente. Hay un calentamiento global (innegable), provocado por acción humana (indudable), pero no hay que olvidar que los cambios climáticos, sean de acción humana o no son algo "normal" y que ocurre, ha ocurrido y ocurrirá a lo largo de la historia. Es inexcusable e imperdonable el mal que estamos haciendo con nuestras emisiones y nuestro acelerado desarrollo tecnológico. Sin embargo, si no hubiese sido por la PEH y el periodo Neoglacial la extensión de los casquetes polares y de Groenlandia no sería la que conocemos, ni encontraríamos glaciares en las más altas cumbres montañosas del planeta. Estamos defendiendo un clima con apenas 200-300 años de antiguedad, sin saber lo que la naturaleza nos puede deparar. 

¿Catastrofísmo? La contaminación es un hecho. ¿Estamos cambiando el clima? Es probable. Mi opinión...  cambios climáticos habrá querramos o no. ¿Propaganda política? En el juicio de cada uno está la respuesta.

Información adicional:

El periodo Dryas y sus cambios climáticos.
El clima acabó con Mayas y Vikingos.
La obra de Hendrick Avercamp con imágenes de sus cuadros (en inglés).

Las variaciones del clima

El cambio climático es un tema que está últimamente en boca de todos. La expulsión a la atmósfera de altos niveles de gases efectos invernadero desde la revolución industrial ha sido cada vez mayor, despertando en nosotros un sentimiento de protección del medio ambiente nunca visto en los últimos 300 años.

Descripción del cambio climático según la serie Futurama®.

El IPCC (Intergovernmental Panel On Climate Change) es un cuerpo perteneciente a la ONU creado en 1988 por la Organización Meteorológica Mundial con el fin de analizar toda la información relativa al cambio climático antropogénico analizando tanto sus causas como sus consecuencias, y las posibles medidas que pueden solucionar o atenuar el problema. Sus estudios indícan que el clima global del planeta tiende a un calentamiento, lo que provocaría un aumento en la extensión de las áreas desérticas, disminución de los casquetes polares y aumento del nivel del mar en un primer término, para después entrar en un periodo glaciar. Este periodo glaciar se debería a la desaparición de la corriente marina tropical del Golfo, que atenúa las temperaturas del Norte de Europa, por la enorme cantidad de agua dulce introducida en los océanos por la fusión de hielo polar. Este hecho provocaría un descenso en la salinidad marina y la detención de la corriente del Golfo, evitando la llegada de suaves temperaturas al Norte de Europa, lo cual éste área quedaría cubierto por una espesa capa de hielo que significaría el fin de muchas poblaciones...

 Variación de temperatura medio en el periodo 1995-2004 respecto al periodo 1940-1980.

Es irrefutable que el cambio climático es un proceso actualmente activo,del que apenas conocemos sus consecuencias. Pero no siempre nuestro clima fue como lo hemos vivido. Una glaciación parece algo extraordinario, sin embargo desde el nacimiento de nuestro planeta en la era Precámbrica hasta el día hoy han sido innumerables los cambios climáticos acontecidos.

 Predicciones de aumento de temperatura según distintos modelos climáticos simulados por ordenador.

Todos hemos visto o conocemos que en un pasado no muy lejano hubo una época glaciar en la que un mamut, un tigre dientes de sable (Smilodon) y un perezoso vivían sus aventuras mientras una ardillita demostraba desmesurada pasión por una bellota.

Esta "ficticia" historia (quién sabe si pudo ser real) se sitúa en el contexto de una glaciación cuaternaria. Las glaciaciones cuaternarias son las que mejor conocemos debido a que algunos elementos remanentes de esos periodos se conservan hoy en día. Se conocen cuatro grandes glaciaciones, siendo de más antigua a más reciente: Günz/Nebraska, Mindel/Kansas, Riss/Illinois y Würm/Wisconsin. El nombre de dichos periodos glaciares corresponden a la máxima extensión alcanzada por el glaciar (Estados estadounidenses en su nomenclatura norteamericana; ríos afluentes del Danubio en Europa). Generalmente suele haber una correlación entre los periodos glaciares europeos y los norteamericanos, aunque no siempre ha sido así. Las eras glaciares vienen acompañadas por episodios intermedios con temperaturas mucho más benignas, conocidos como periodos pluviales o interglaciares. En estos periodos las llanuras europeas eran ocupadas por fauna que hoy en día podemos encontrar en la sabana africana (leones, rinocerontes, elefantes...).

Pero esta clasificación de glaciaciones ha quedado obsoleta, ya que se ha demostrado que han ocurrido unos 64 cambios climáticos a lo largo del periodo cuaternario (desde hace 2,5 mill. de años hasta hoy). Esta afirmación se debe al resultado del estudio de las profundidades marinas. Las mediciones isotópicas del oxígeno de las conchas de foraminíferos fósiles permiten conocer los cambios habidos en la acumulación de hielo en los continentes. El razonamiento se encadena de la siguiente forma. 

No todas las moléculas de agua son idénticas. El peso atómico del oxígeno es mayoritariamente 16, pero existe una pequeña fracción de moléculas de agua (un 0,12 % aproximadamente) cuyo oxígeno pesa 18. Esto implica que las moléculas de agua que contienen oxígeno pesado, pesan más que las que contienen oxígeno ligero. Pues bien, ocurre que las moléculas de agua con más peso tienden a evaporarse del mar con mayor dificultad que las ligeras. Además, si han pasado al estado de vapor, tienden a condensarse y a volver al océano antes que las que contienen el isótopo ligero. De esta forma, el agua de los océanos es siempre más rica en el isótopo pesado que el vapor de agua atmosférico. Es también más rica en que la que precipita en forma de lluvia o de nieve, o que la que se acumula en forma de hielo en los casquetes continentales.

 Variaciones en el porcentaje de 18O según los distintos estadios isotópicos marinos en los últimos 1,2 mill. de años (impares: periodos interglaciares; pares: periodos glaciares).

Durante los períodos en los que el hielo —pobre en 18O— es retenido en los continentes, el agua oceánica es proporcionalmente rica en 18O. Aumenta así la ratio 18O/16O del agua marina. Y viceversa, cuando no hay hielo acumulado en el continente, la ratio 18O/16O del mar disminuye. Por eso, si conocemos las variaciones de estas ratios en el mar, podemos deducir la existencia o no de glaciaciones continentales. 

En próximas entradas se comentarán como han sido los climas de estos últimos 2 millones y medio de años en la historia de nuestro planeta, para comprobar que el clima no es algo estable y que ha variado en multitud de ocasiones.

Información adicional:

¿Qué son los foraminíferos? 

¿Qué son los isótopos?

Último informe de evaluación del cambio climático (2007). IPCC, Intergovernmental Panel On Climate Change (en .pdf)

Descargar capa de información sobre los cambios en los glaciares de nuestro planeta en los últimos años para Google Earth. (Abrir archivo .kml y se ejecutará automáticamente la capa en Google Earth).

NSIDC, National Snow and Ice Data Center (en inglés).

El porqué de los mamíferos

La más importante extinción masiva que se ha dado sobre nuestro planeta acaeció hace 250 millones de años en el periodo Pérmico y que acabó con el 95% de los seres vivos tanto en la superficie como en los océanos, y gracias a esta extinción una nueva especie animal entraría en escena: los mamíferos. Y es que los mamíferos somos el resultado evolutivo de un periodo de destrucción proveniente del interior de la Tierra. ¿Porqué somos vivíparos en lugar de ovíparos?

La respuesta comienza en un periodo en el que el clima se asemeja al que podemos encontrar en las zonas tropicales, con unas temperaturas elevadas constantes a lo largo del año y húmedo, dando así paisajes dominados por espesos bosques que daban una atmósfera muy rica en oxígeno. Estas condiciones climáticas provocaron la predominancia de los reptiles-mamiferoides o terápsidos, nuestros antepasados, los cuales constituían las criaturas más grandes sobre la superficie, mientras que una especie de subreptiles conocidos como diápsidos, de muy escaso tamaño y situados más abajo en la cadena trófica que los terápsidos. Más tarde darían lugar a los dinosaurios.

 Arcosaurio, ejemplo de diápsido (arriba) y Cinodonte, especie de terápsido (abajo).

Un exagerado aumento de temperatura y una gran disminución del oxígeno atmosférico fueron los culpables de semejante masacre. En Siberia se han encontrado pistas sobre este desastre. Debajo de un yacimiento petrolífero se halló una capa de lava solidificada cuatro veces más amplia que el territorio español con un grosor de cuatro kilómetros. Todo procedente de una sola erupción volcánica. La cantidad de lava fue diez mil veces mayor que la expulsada por un volcán durante un periodo de 10000 años.

Basándose en el volumen de magma se ha reconstruido la erupción, llegando el resultado mucho más allá de lo que nadie podría imaginar. En la explosión inicial el magma ardiente alcanzó entre 2000 y 3000 metros de altura, diez veces más alta que las grandes erupciones observadas en la época moderna. Grandes barreras de fuego se extienderon por la meseta siberiana. Ríos incandescentes engullieron los bosques siberianos. Fallas tectónicas de 100 kilómetros de grosor que se extienden a lo largo de otros 1500 kilómetros eran el camino que el magma encontraba para abrirse paso a la superficie. 

 Extensión de los materiales volcánicos del Pérmico en Siberia.

La intensa actividad en el interior de la Tierra se debió a un superpenacho, que consiste en la caída de material del manto al núcleo terrestre, ascendiendo esa materia más caliente a la superficie y generando un abombamiento. Pero esta erupción sólo fue el detonante de una serie de acontecimientos catastróficos que acabaron con la práctica totalidad de la vida en la Tierra.

La erupción liberó 40 millones de toneladas de CO₂ provocando un efecto invernadero que provocó la fusión del hidrato de metano congelado en el fondo de los océanos. El metano es un gas de efecto invernadero 20 veces más potente que el dióxido de carbono, elevando la temperatura en la Tierra en torno a 8º C en el ecuador y 25º C en las regiones polares. Esto convirtió a nuestro planeta en un verdadero horno. Pero eso no fue todo…la presencia de otros gases en la atmosfera provocó un descenso brutal del oxígeno, dando lugar a un aire muy denso muy difícil de respirar.

Nuestros antepasados, milagrosamente, pudieron sobrevivir a esas condiciones, pero para ello debieron de adaptarse a tales dificultades. Mejoraron su sistema respiratorio. La caja torácica que antes ocupaba todo el torso pasó a ocupar únicamente el pecho, propiciando la aparición del diafragma y aumentando así la eficacia de la respiración en los pulmones. La rarefacción del oxígeno durante los 100 millones de años posteriores al cataclismo propició también el cambio de reproducción ovípara a vivípara. Con este cambio las madres podrían proteger de los peligros exteriores y alimentar directamente a las crías mediante la placenta, con un aporte constante de oxígeno, al contrario de los seres ovíparos, estableciendo una relación directa entre madre e hijo. 

 Eomaia scansoria, primer mamífero placentario que se conoce.

Pero para poder llegar a ser lo que somos fue necesaria otra extinción masiva más, la extinción de los dinosaurios, siendo ésta la oportunidad que tendrían nuestros antepasados para ocupar un planeta por conquistar. Los humanos debemos agradecer la herencia del sistema respiratorio, ya que gracias a él hemos desarrollado un cerebro voluminoso el cual consume el 20% del oxígeno que respiramos, y que nos llevaría a ser lo que hoy en día somos.

Información adicional:

http://siberia.mit.edu/ (en inglés).

http://live.psu.edu/story/10457 (en inglés).

http://www.asturnatura.com/articulos/fosiles/reptiles.php 

http://www.educarm.es/paleontologia/origenmamiferos.htm