Es cada vez más claro que las condiciones de sequía prolongada, el calor sin precedentes, los incendios forestales sostenidos y las tormentas frecuentes y más extremas experimentadas en los últimos años son el resultado directo del aumento de las temperaturas globales provocado por la adición de dióxido de carbono a la atmósfera por parte de los humanos.
Y un nuevo estudio realizado por científicos del Instituto Tecnológcio de Massachusetts (MIT) sobre eventos climáticos extremos en la historia antigua de la Tierra, sugiere que el planeta actual puede volverse más volátil a medida que continúa calentándose.
El estudio, que fue publicado en Science Advances, examina el registro paleoclimático de los últimos 66 millones de años, durante la era Cenozoica, que comenzó poco después de la extinción de los dinosaurios. Los científicos encontraron que durante este período, las fluctuaciones en el clima de la Tierra experimentaron un sorprendente “sesgo de calentamiento”. En otras palabras, hubo muchos más eventos de calentamiento (períodos de calentamiento global prolongado, que duraron de miles a decenas de miles de años) que eventos de enfriamiento. Además, los eventos de calentamiento tendían a ser más extremos, con mayores cambios de temperatura, que los eventos de enfriamiento.
Los investigadores dicen que una posible explicación de este sesgo de calentamiento puede residir en un “efecto multiplicador”, por el cual un grado modesto de calentamiento, por ejemplo, debido a que los volcanes liberan dióxido de carbono a la atmósfera, naturalmente acelera ciertos procesos biológicos y químicos que aumentan estas fluctuaciones, y que conducen, en promedio, a un calentamiento aún mayor.
Curiosamente, el equipo observó que este sesgo de calentamiento desapareció hace unos 5 millones de años, cuando comenzaron a formarse las capas de hielo en el hemisferio norte. No está claro qué efecto ha tenido el hielo en la respuesta de la Tierra a los cambios climáticos. Pero a medida que el hielo ártico actual retrocede, el nuevo estudio sugiere que un efecto multiplicador puede reaparecer y el resultado puede ser una mayor amplificación del calentamiento global inducido por el hombre.
“Las capas de hielo del hemisferio norte se están reduciendo y podrían desaparecer como consecuencia de las acciones humanas”, dice el autor principal del estudio, Constantin Arnscheidt, estudiante graduado del Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias del MIT. “Nuestra investigación sugiere que esto puede hacer que el clima de la Tierra sea fundamentalmente más susceptible a eventos extremos de calentamiento global a largo plazo, como los observados en el pasado geológico”.
Un multiplicador de calentamiento
El equipo se preguntó si este sesgo de calentamiento podría haber sido el resultado de un “ruido multiplicativo” en el ciclo clima-carbono. Los científicos han entendido desde hace mucho tiempo que las temperaturas más altas, hasta cierto punto, tienden a acelerar los procesos biológicos y químicos. Debido a que el ciclo del carbono, que es un impulsor clave de las fluctuaciones climáticas a largo plazo, está compuesto en sí mismo por tales procesos, los aumentos de temperatura pueden conducir a fluctuaciones más grandes, sesgando el sistema hacia eventos extremos de calentamiento.
En matemáticas, existe un conjunto de ecuaciones que describen tales efectos amplificadores o multiplicativos generales. Los investigadores aplicaron esta teoría multiplicativa a su análisis para ver si las ecuaciones podían predecir la distribución asimétrica, incluido el grado de sesgo y la longitud de sus colas.
Al final, encontraron que los datos y el sesgo observado hacia el calentamiento podrían explicarse mediante la teoría multiplicativa. En otras palabras, es muy probable que, durante los últimos 66 millones de años, los períodos de calentamiento moderado se hayan visto reforzados en promedio por efectos multiplicadores, como la respuesta de los procesos biológicos y químicos que calentaron aún más el planeta.
Como parte del estudio, los investigadores también analizaron la correlación entre los eventos de calentamiento pasados y los cambios en la órbita de la Tierra. Durante cientos de miles de años, la órbita de la Tierra alrededor del sol se vuelve regularmente más o menos elíptica. Pero los científicos se han preguntado por qué muchos eventos de calentamiento pasados parecían coincidir con estos cambios, y por qué estos eventos presentan un calentamiento descomunal en comparación con lo que podría haber provocado el cambio en la órbita de la Tierra por sí solo.
Entonces, Arnscheidt y Rothman incorporaron los cambios orbitales de la Tierra en el modelo multiplicativo y su análisis de los cambios de temperatura de la Tierra, y encontraron que los efectos multiplicadores podrían amplificar de manera predecible, en promedio, los modestos aumentos de temperatura debido a cambios en la órbita de la Tierra.
“El clima se calienta y se enfría en sincronía con los cambios orbitales, pero los ciclos orbitales en sí mismos solo predecirían cambios modestos en el clima”, dice Rothman. “Pero si consideramos un modelo multiplicativo, entonces un calentamiento modesto, junto con este efecto multiplicador, puede resultar en eventos extremos que tienden a ocurrir al mismo tiempo que estos cambios orbitales”.
“Los humanos están forzando el sistema de una nueva manera”, agrega Arnscheidt. “Y este estudio muestra que, cuando aumentamos la temperatura, es probable que interactuemos con estos efectos amplificadores naturales”.
Fuente: MIT