El clima pasado de la Tierra revela el calentamiento global futuro
Se sabe que el carbono emitido por nuestras fábricas causa el calentamiento global, pero más allá de eso, la ciencia es controvertida. Los detalles de cuánto eleva la temperatura global una unidad de dióxido de carbono se debaten acaloradamente en la literatura sobre el cambio climático.
La cifra más aceptada proviene del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático, que encontró que duplicar las concentraciones de dióxido de carbono aumentaría las temperaturas entre 1,5 y 4,5 grados centígrados. Y el umbral para el cambio climático «catastrófico» que acabará con nuestra forma de vida tal como la conocemos es 2C.
Pero esta conclusión, como todas las conclusiones de los esfuerzos científicos, es incierta. Los escépticos del cambio climático han tomado nota de esta incertidumbre, argumentando que los factores ocultos en el sistema climático, «incógnitas desconocidas», pueden entrar en juego a medida que el planeta se calienta. Estos factores podrían cambiar repentinamente la forma en que la Tierra responde al dióxido de carbono y hacer que sea casi imposible predecir qué tan cálido o frío será el mundo dentro de cien años.
Pero un nuevo estudio, publicado en la revista Nature, desafía ese argumento al explorar períodos cálidos en la historia profunda de la Tierra. El estudio encontró que el clima de la Tierra respondió al dióxido de carbono en el pasado de manera similar a como lo hace hoy; los factores ocultos no comenzaron a cambiar repentinamente la relación entre el dióxido de carbono y la temperatura.
Los «factores» son fenómenos naturales como el vapor de agua, las nubes, el hielo marino, el polvo y la vegetación, todos los cuales pueden tener diferentes efectos en el clima. Por ejemplo, el vapor de agua y el hielo marino son agentes de calentamiento efectivos, mientras que el polvo y el hielo marino son agentes refrescantes. Cuando los científicos utilizan modelos informáticos para simular el cambio climático, traducen todos estos factores en código y los introducen en una realidad virtual de la Tierra.
Pero usar modelos para comprender la respuesta de la temperatura al CO2 puede ser un desafío. Esto se debe a que los modelos dependen de qué tan bien los códigos informáticos reflejen el mundo natural, dijo en una entrevista telefónica David Lea, paleoclimatólogo de la Universidad de California en Santa Bárbara, que no participó en el estudio.
En cambio, los paleoclimatólogos estudian la historia de la Tierra hasta hace unos 3 millones de años, cuando el planeta era más cálido de lo que es hoy. Ese fue el Plioceno, la era en la que los primeros ancestros humanos evolucionaron en África. El estudio de Nature encontró que el mundo era de 2 a 3 grados centígrados más cálido que en la actualidad, con niveles de dióxido de carbono aproximadamente similares. El Ártico no tiene hielo marino.
Descifrando la historia del CO2 de la Tierra
Por supuesto, es bastante difícil reconstruir la temperatura de hace 3 millones de años. Para esto, los científicos se basan en proxies: rastros de huellas climáticas contenidas en sedimentos recolectados del lecho marino o de las conchas de organismos que vivieron en ese momento. Los científicos viajan a través de los océanos y perforan los fondos marinos más profundos para recopilar dichos datos.
En el estudio de Nature, los científicos se centraron en obtener datos sobre los niveles de dióxido de carbono atmosférico en ese momento. Hacerlo los llevó al límite de sus experimentos; las mediciones directas más antiguas de CO2 (atrapado en pequeñas burbujas de aire dentro del hielo polar) datan de hace solo 800.000 años.
«Más allá de eso, tenemos que confiar en métodos indirectos o proxy para reconstruir el CO2», escribió en un correo electrónico Miguel Martínez-Boti, paleoclimatólogo de la Universidad de Southampton y autor principal del estudio.
Martinez-Boti y sus colegas excavaron sedimentos del Mar Caribe y el Océano Atlántico tropical. Del sedimento aislaron organismos marinos microscópicos llamados foraminíferos, que vivieron y murieron durante el Plioceno. Las criaturas contenían boro en sus caparazones, y el análisis del elemento reveló a los científicos la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera.
Usando estos errores como proxy, los científicos reunieron un registro completo de dióxido de carbono atmosférico que data de 2,3 millones a 3,3 millones de años. El dióxido de carbono fluctúa entre 350 y 400 partes por millón, con un máximo de 450 ppm. En comparación, el mundo actualmente ronda las 400 ppm.
Ana Christina Ravelo, paleoclimatóloga de la Universidad de California, Santa Cruz, que no participó en el estudio, califica el conjunto de datos de CO2 como fantástico.
“En mi opinión, estos son probablemente algunos de los mejores datos que existen en este período”, dijo en una entrevista telefónica.
Buscando pistas sobre la edad de hielo
Martinez-Boti y sus colegas fueron un paso más allá al examinar cómo los niveles de CO2 afectaban las temperaturas del Plioceno. También analizaron si esta relación se mantuvo en otros momentos de la historia de la Tierra.
La edad de hielo de los últimos 800.000 años es famosa por los mamuts y mastodontes que vagaban por América del Norte, pero ese no es el único lugar de interés para los paleoclimatólogos. Mediciones de CO2 y temperatura de alta calidad están disponibles durante este período.
Es por eso que Martinez-Boti y sus colegas eligieron este período para su estudio e inicialmente encontraron que el CO2 se calentaba más que el Plioceno. Pero cuando tomaron en cuenta la mayor cobertura de la capa de hielo de la Edad del Hielo (la capa de hielo era el refrigerante), descubrieron que los dos períodos eran más o menos iguales.
En ambos casos, duplicar la concentración de CO2 daría como resultado un aumento de la temperatura de unos 3 grados centígrados.
Esto es similar a la recomendación del IPCC de 1,5 a 4,5 grados centígrados por cada duplicación de dióxido de carbono.
«Esto sugiere que el rango del IPCC es suficiente para explicar las respuestas climáticas en el futuro cercano a medida que nos acercamos a las condiciones del Plioceno», dijo Martínez-Boti.
experimento sin precedentes
Entonces, ¿cómo niega este hallazgo la sugerencia de que los factores climáticos «desconocidos» podrían influir en un mundo más cálido, haciendo casi imposible simular el futuro usando modelos climáticos? Esta sugerencia fue hecha por Judith Curry, profesora de la Escuela de Ciencias Atmosféricas y de la Tierra de Georgia Tech, y otros (ClimateWire, 26 de septiembre de 2022).
Martínez-Boti dijo que el estudio muestra que otros factores climáticos desconocidos no surgieron cuando las temperaturas aumentaron 3 °C en el Plioceno.
Los resultados del estudio vienen con algunas advertencias. Tal investigación del paleoclima depende de la capacidad de los científicos para utilizar herramientas proxy para reconstruir condiciones pasadas. Los científicos han construido un buen conjunto de datos de CO2 para el Plioceno, pero los conjuntos de datos de temperatura que usaron en la literatura pueden no ser perfectos, dice Ravelo de UC Santa Cruz.
«Todavía no tenemos una buena idea, una idea realmente precisa, de la temperatura global», dijo.
Lea, de UC Santa Barbara, dijo que si bien el pasado ofrece una perspectiva notable sobre el futuro de nuestro planeta, la tasa de cambio climático actual es muy diferente a la de entonces.
«Los experimentos que estamos haciendo ahora casi no tienen precedentes en la historia de la Tierra», dijo. «Estos cambios en el Plioceno y [ice ages] Ocurrió durante un millón de años y ahora estamos cambiando el planeta en una escala de tiempo de cientos de años. «
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