Las emisiones de carbono en forma de dióxido de carbono CO2 y otros gases de efecto invernadero como el metano CH4, han causado un aumento de la temperatura promedio del planeta por encima de límites que no se alcanzaban desde hace miles de años. No obstante, no es menos cierto que incrementos similares, aunque menos acentuados, han venido ocurriendo sistemáticamente en nuestro planeta con regularidad.
Durante millones de año el clima se ha visto sometido a enfriamientos y calentamientos alternos, cuya causa aún no es bien conocida. Los enfriamientos se conocen como glaciaciones, y predominan la mayor parte del tiempo. Los períodos de calentamiento duran mucho menos, y en este momento nos encontramos en uno de ellos. La figura muestra la concepción de un artista sobre el avance de los hielos polares en el hemisferio norte durante una glaciación.
¿Qué es una glaciación?
Una glaciación es un ciclo de larga duración ‒ más o menos 100 000 años ‒ donde la temperatura en todo el planeta disminuye, lo que trae como consecuencia una expansión del hielo continental, de los casquetes polares y de los glaciares. Durante ese período se forman extensos casquetes helados en los continentes del hemisferio norte, y los hielos de la Antártida se expanden en el sur. Los especialistas han llegado al consenso de que el actual calentamiento global está determinado por la combinación del actual período interglacial ‒ relativamente corto ‒ junto a la contribución del aumento de los gases de efecto invernadero causados por la actividad humana en los últimos 150 años.
Se emplea el término glaciales para designar los periodos más fríos de estas variaciones del clima, e interglaciales para los periodos más cálidos. Durante las glaciaciones el planeta sufre cambios de temperatura notables; se forman grandes depósitos de hielo en Norteamérica y Eurasia y los hielos de la Antártida avanzan hacia el mar. Estos procesos de calentamiento y enfriamiento se han repetido en nuestro planeta, de manera cíclica, durante millones de años.
La figura muestra los cambios de la temperatura global en los últimos 400 000 años. En este período el planeta se ha mantenido en un estado casi constante de glaciación, con solo cortos períodos interglaciales como el actual. La última glaciación terminó hace unos 12 000 años; en ella hubo reducciones significativas de la temperatura en todo el planeta y cambios en el nivel de los mares y océanos, así como en la distribución mundial de plantas y animales.
En la actualidad nos encontramos en un período conocido como Holoceno, con la temperatura aun incrementándose si se compara con glaciaciones anteriores. En esta ocasión el proceso natural de aumento de la temperatura global se ha acentuado notablemente a causa del efecto invernadero causado por la contaminación de CO2, CH4 y otros gases generados por el desarrollo industrial y la quema de combustibles fósiles. El efecto invernadero, causante del calentamiento adicional, será analizado en detalle en otra ocasión.
Evidencias geológicas sobre la presencia de las glaciaciones
Existen tres tipos de evidencias que corroboran a la existencia de las glaciaciones: geológicas, químicas y paleontológicas. En lo esencial, las evidencias geológicas tienen que ver con la formación y desaparición de los glaciares.
Un glaciar es una masa de hielo que fluye pendiente abajo a partir de la cima de las montañas, donde la acumulación de nieve a gran altura compensa la pérdida de hielo a menor altura y las descargas por el deshielo. Esta masa de hielo en movimiento ‒ un río de hielo que se mueve muy lentamente ‒ va incorporando fragmentos rocosos de todos tamaños y genera morfologías propias, que persistirán cuando el glaciar haya desaparecido. A partir de ahí se puede obtener mucha información sobre épocas pasadas.
Los términos glaciar y glacial se confunden con frecuencia. No son sinónimos. Glaciar se refiere a lo relacionado con las grandes masas de hielo en movimiento. Puede ser un sustantivo; por ejemplo, el glaciar Perito Moreno ‒ el más famoso de Argentina ‒ o un adjetivo: morrena glaciar. Glacial es un adjetivo: se refiere a algo extremadamente frío o helado. Un periodo glacial designa una época de muy bajas temperaturas.
Las bajas temperaturas en la zona de acumulación se encargan de mantener el agua sólida, mientras que en la zona de separación y pérdida el hielo se derrite por el aumento de la temperatura. Se forman pequeños drenajes y escorrentías superficiales que alimentan ríos ladera abajo. Si el glaciar desemboca en un lago o mar, se fragmenta en grandes bloques de hielo (icebergs). Las zonas de acumulación y pérdida están separadas por la línea de equilibrio, lugar donde el conjunto de pérdidas y ganancias es nulo, como se muestra en la figura.
Un circo es una depresión semicircular con paredes inclinadas en la zona de acumulación. Cuando el hielo desaparece, es habitual que en los remanentes de los circos se formen lagos. Una lengua glaciar es una masa de hielo que desborda el circo y se desplaza pendiente abajo. Las morrenas son montones de piedras y barro arrastrados y acumulados por el glaciar en sus bordes y en su frente.
Todas estas características se conservan cuando el glaciar desaparece, y permiten conocer la extensión de la masa glaciar y evaluar hasta qué punto bajó la temperatura en ese lugar.
Evidencias químicas
Las evidencias químicas de las glaciaciones se basan en los cambios en la proporción de isótopos en las rocas sedimentarias, los sedimentos oceánicos y en los núcleos de hielo formados en las regiones de nieves perpetuas. Por ejemplo, mientras que a 1 atm de presión el agua ordinaria hierve a 100 ºC, el agua formada por isótopos pesados (agua pesada, óxido de deuterio: D2O, 2H2O) hierve a 101.4 ºC, es 11 % más densa que el agua ordinaria y tiende a evaporarse menos; su concentración en el hielo que se forma aumenta cuando las condiciones son más frías.
Otro ejemplo proviene de las mediciones de la concentración isotópica del isótopo 18O del oxígeno en el hielo de Groenlandia, que por razones similares refleja los cambios climáticos en los últimos 4000 años. Las variaciones en la concentración de 18O, a la izquierda en la figura siguiente, están acordes a los cambios de temperatura global en ese período, que se corresponde con el holoceno. En la misma figura también aparecen los cambios relativos de temperatura media del planeta en los últimos 2000 años, tomando de referencia la era pre-industrial, a partir de resultados reportados por diferentes grupos de investigación. Se observa un crecimiento notable de casi 1º C por encima del promedio.
Aunque existen muchas posibilidades para que las pruebas se contaminen por diversas razones, y de que resulta difícil separar los efectos causados por las glaciaciones que tuvieron lugar en épocas diferentes, al tomarse en conjunto las evidencias muestran ‒ sin lugar a dudas ‒ la alternancia de períodos glaciales e interglaciares durante los últimos millones de años.
Evidencias paleontológicas
Las pruebas paleontológicas se basan en la distribución geográfica de los fósiles, ya que durante una glaciación los organismos adaptados al frío migran hacia las regiones más frías, y los que prefieren un clima más cálido se extinguen o se trasladan a zonas más alejadas de los polos. Por ejemplo, un yacimiento famoso por sus ricos depósitos es Notarchirico, cerca de Potenza en Italia, que abarca un período de 695 000 a 614 000 años atrás. En las excavaciones más profundas y antiguas aparecen evidencias fósiles de hipopótamos y rinocerontes, así como ciervos y monos macacos, un indicio de que el área contaba con bosques, estepas y lagos o estanques.
Pero al reducir la profundidad de las excavaciones, se encuentra que hace unos 660 000 años desaparecen los hipopótamos y macacos, asociados a climas cálidos, y son sustituidos por elefantes de colmillos rectos y animales similares al ganado, como el bisonte de bosque del Pleistoceno. Los ciervos casi desaparecen, lo que sugiere que la región se transformó en una zona mucho más despejada, con menos áreas boscosas y con un clima más frío, lo que coincide con las evidencias geológicas. Y a medida que se reduce la profundidad de la excavación aparece otro cambio: los ciervos, que se alimentaban de arbustos, vuelven a dominar, lo que demuestra que en una época más reciente esta región se había calentado otra vez, y que los bosques que servían de alimento a los ciervos se habían multiplicado por doquier.
¿Cuál es el origen de las glaciaciones?
Diversos investigadores han tratado de encontrar una relación entre las glaciaciones y las variaciones cíclicas en la órbita de la Tierra alrededor del Sol. El más conocido de ellos es Milutin Milanković (1879-1958). Ingeniero civil, astrónomo, matemático y geofísico serbio, es conocido por su teoría de las edades de hielo que relaciona las variaciones de la órbita terrestre con los cambios periódicos de larga duración del clima: los denominados ciclos astronómicos de Milanković.
Sin embargo, las evidencias arqueológicas contradicen que estos ciclos sean determinantes en las glaciaciones. Una muy importante es que los ciclos glaciales son simétricos en ambos hemisferios; es decir, ambos hemisferios se calientan y enfrían a la vez. Esto contradice las teorías basadas en los ciclos de Milanković, pues según esas teorías cuando un hemisferio se calienta el otro se debería enfriar; la precesión y la insolación veraniega son asimétricas, al igual que los cambios de estación; si es verano en el norte es invierno en el sur, y viceversa. Pero durante las glaciaciones todo el planeta se enfría a la vez.
Cada ciclo de Milanković posee una duración diferente, y en ocasiones sus efectos se refuerzan; otras veces los ciclos se compensan parcialmente, e incluso se cancelan entre sí. La mayoría de los investigadores aceptan que los ciclos influyen de alguna manera en la alternancia de períodos glaciales e interglaciales, pero no que los determinan. Tampoco existe consenso acerca de su importancia en afectar una glaciación.
Evidencias recientes muestran que las grandes fluctuaciones de temperatura durante los períodos glaciales no han sido uniformes en todo el mundo; por el contrario, han variado mucho de una región a otra. Por ejemplo, los datos indican que en la última glaciación las variaciones de temperatura en los trópicos eran tres veces más intensas que en la actualidad, mientras que en Groenlandia eran 70 veces más intensas.
Por el momento no existe una teoría reconocida que explique el porqué de las glaciaciones; tampoco existen estimados confiables de cuándo comenzará la próxima. Algunos opinan que tardará no menos de 100 000 años, principalmente a causa del efecto invernadero; otros, sólo alrededor de 2000. Entre los especialistas persisten grandes controversias al respecto.
Aún faltan algunos miles de años para que los habitantes del planeta tengan que comenzar a sacar abrigos bien gruesos del guardarropa; de que habrá que sacarlos, no hay dudas. Pero mucho antes, y no dentro de miles de años, otros tendrán que pasar por experiencias contrarias, pues el aumento de temperatura global hará muy difícil la vida en algunas regiones.
Incluso, a algunos no les quedará más remedio que emigrar a otros lugares ‒ como es el caso de quienes vivan en zonas bajas costeras ‒ a causa de la fusión de los casquetes polares y la correspondiente subida del nivel del mar, ya mencionada antes. En la figura aparecen, marcadas en rojo, diversas áreas del Caribe con mayor propensión a verse afectadas por la subida del nivel del mar; algunos pronostican cambios apreciables en las costas ya dentro de 50 años.
Bibliografía
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10 grandes hallazgos del informe del IPCC de 2023 sobre el cambio climático | Instituto de Recursos Mundiales (WRI), https://es.wri.org/insights/10-grandes-hallazgos-del-informe-del-ipcc-de-2023-sobre-el-cambio-climatico
Así cambiaron las glaciaciones el ecosistema del sur de Europa, https://www.nationalgeographic.com.es/medio-ambiente/nuevo-hallazgo-revela-como-glaciaciones-transformaron-ecosistema-sur-europa_23519 Sea Level Limbo In The Caribbean: How Low Can You Go? | WLRN, https://www.wlrn.org/science/2013-11-15/sea-level-limbo-in-the-caribbean-how-low-can-you-go