Más del 80% de los avances glaciares analizados coincidió con grandes episodios volcánicos, muchos ocurridos en el Cinturón de Fuego del Pacífico
Redactor: Raúl Méndez C.
Editor: Karem Díaz S.
Grandes erupciones explosivas pudieron desencadenar varios de los prolongados periodos fríos que interrumpieron el clima relativamente estable del Holoceno, según una investigación internacional publicada en Nature Communications. El estudio comparó registros volcánicos, depósitos de sulfato, reconstrucciones climáticas y evidencias de expansión glaciar correspondientes a los últimos 12.000 años.
El equipo identificó una relación temporal entre erupciones de gran magnitud y 22 avances glaciares documentados en distintas partes del mundo. Más del 80% de esos episodios de crecimiento del hielo ocurrió dentro del margen de incertidumbre cronológica de al menos una gran erupción del hemisferio norte.
Veintidós fases frías interrumpieron el Holoceno
El Holoceno comenzó hace aproximadamente 11.700 años, después del final del último periodo glacial. Aunque ha sido una época generalmente más cálida y estable, contiene intervalos abruptos de enfriamiento que duraron desde décadas hasta varios siglos.
Durante esas fases, las temperaturas descendieron, cambiaron los patrones de precipitación y numerosos glaciares avanzaron. Las explicaciones propuestas anteriormente incluían variaciones solares, desplazamientos de icebergs y modificaciones internas de la circulación oceánica.
Esos procesos no son necesariamente excluyentes. Los cambios orbitales siguen siendo fundamentales para comprender los grandes ciclos glaciares, como muestra una investigación sobre la relación entre la órbita terrestre y las eras glaciales. El nuevo trabajo plantea que las erupciones pudieron actuar como detonantes de alteraciones más rápidas dentro de ese marco climático.
Morrenas y núcleos de hielo reconstruyeron el pasado
Los investigadores recopilaron información sobre 51 grandes erupciones conocidas ocurridas durante el Holoceno al norte de los 20 grados de latitud sur. Muchas se localizaron en el Pacífico occidental, dentro del Cinturón de Fuego, donde la interacción de placas tectónicas mantiene numerosos sistemas volcánicos activos.
Las fechas se reconstruyeron mediante sulfatos y cenizas preservados en núcleos de hielo del Ártico y la Antártida, materiales orgánicos atrapados en depósitos volcánicos y dataciones actualizadas de rocas y tefras.
Para conocer cuándo avanzaron los glaciares, el equipo analizó edades radiométricas obtenidas en morrenas de 17 regiones. Estas acumulaciones de sedimentos y rocas marcan posiciones alcanzadas por los frentes glaciares y permiten reconstruir periodos de crecimiento prolongado.
Las cronologías geológicas contienen márgenes de error, por lo que los autores no buscaron una coincidencia exacta en años. Compararon los intervalos posibles de cada erupción con las fechas estimadas de los avances del hielo.
La relación fue superior a la esperada por azar
Solo cuatro de los 22 avances glaciares quedaron fuera del margen cronológico de una erupción incluida en la selección. Para comprobar si la asociación podía producirse por casualidad, el equipo ejecutó simulaciones de Monte Carlo con diez millones de conjuntos aleatorios de fechas volcánicas.
El análisis de las once erupciones excepcionales, clasificadas con magnitud igual o superior a 7, encontró una asociación estadísticamente significativa con los avances glaciares. Todas coincidieron dentro de la incertidumbre cronológica con uno de esos episodios, y en el 72% de los casos existían evidencias de expansión del hielo tanto en el hemisferio norte como en el sur.
La relación alcanzó un nivel de confianza del 99%, con una probabilidad estadística de 0,002 para el conjunto principal. El resultado respalda a las erupciones como posibles desencadenantes, aunque la coincidencia temporal no demuestra por sí sola que cada evento frío tuviera una única causa volcánica.
El azufre inicia el enfriamiento atmosférico
Una erupción explosiva puede impulsar dióxido de azufre hasta la estratosfera. Allí se transforma en aerosoles de sulfato capaces de dispersar y reflejar parte de la radiación solar, con lo que disminuye temporalmente la energía que alcanza la superficie.
La influencia depende de la cantidad de azufre, la altitud alcanzada, la latitud del volcán, el tamaño de las partículas y las condiciones climáticas previas. Una erupción voluminosa no produce necesariamente el mayor enfriamiento si la columna no deposita suficiente azufre en la estratosfera.
El papel atmosférico de estas emisiones no se limita a los periodos eruptivos. Investigaciones anteriores han mostrado que algunos volcanes liberan azufre incluso durante fases de aparente inactividad, una fuente que también debe considerarse al reconstruir el balance natural de aerosoles.
El océano y el hielo prolongarían el efecto
Los aerosoles volcánicos permanecen en la atmósfera durante un tiempo mucho menor que los periodos fríos estudiados. Para explicar esa diferencia, los autores proponen una cascada de retroalimentaciones entre atmósfera, océano y criosfera.
El enfriamiento inicial favorece la expansión del hielo marino ártico. Una cubierta mayor reduce la pérdida de calor del océano hacia la atmósfera y modifica el contraste energético entre las regiones del planeta.
El proceso puede debilitar la circulación del Atlántico y desplazar hacia el sur la zona de convergencia intertropical, una franja de lluvias cercana al ecuador. Esos cambios reorganizan temperaturas y precipitaciones, amplían la zona fría y facilitan que los glaciares de montaña acumulen más nieve de la que pierden.
Las retroalimentaciones podrían mantener el enfriamiento durante décadas o siglos después de desaparecer los aerosoles iniciales. El volcán actuaría así como catalizador de una reorganización climática más duradera, no como una fuente permanente de partículas.
No todas las erupciones generan la misma respuesta
El caso de Hunga Tonga en 2022 muestra la complejidad de estos procesos. Un estudio determinó que sus aerosoles produjeron un ligero enfriamiento en el hemisferio sur, pese a la enorme cantidad de vapor de agua enviada a la estratosfera.
Otras supererupciones tampoco sostuvieron una alteración durante siglos. El análisis de núcleos polares relacionado con la supererupción de Los Chocoyos en Guatemala indicó que el planeta se recuperó de sus efectos en unas décadas.
Estas diferencias muestran que el volumen de material expulsado no basta para anticipar las consecuencias. La distribución hemisférica de los aerosoles, la cantidad efectiva de azufre estratosférico, la estación del año y el estado previo del océano y el hielo modifican el resultado.
Tambora produjo un enfriamiento más breve
La investigación distingue los intervalos centenarios del impacto ocasionado por la erupción del Tambora en 1815. Sus aerosoles redujeron la temperatura y contribuyeron al llamado “Año sin verano” de 1816, asociado con anomalías meteorológicas, pérdidas agrícolas y crisis alimentarias.
Ese efecto directo se debilitó conforme las partículas abandonaron la atmósfera. En los episodios estudiados, en cambio, la hipótesis plantea que el impulso volcánico activó cambios autosostenidos del hielo marino y la circulación oceánica.
Algunas erupciones del Holoceno pudieron liberar mucho más azufre que Tambora. Los autores mencionan los episodios de Samalas, Kurile Lake y K-Ah entre los eventos capaces de producir perturbaciones atmosféricas de gran magnitud.
El hallazgo no contradice el calentamiento actual
Los resultados describen variaciones naturales del clima pasado y no implican que una futura erupción pueda compensar de forma segura el calentamiento causado por los gases de efecto invernadero. El dióxido de carbono se acumula durante periodos mucho más largos y continúa alterando el balance energético planetario.
El clima contemporáneo tampoco se encuentra en las mismas condiciones de fondo que durante los episodios analizados. La concentración de gases de efecto invernadero, el calentamiento oceánico y la pérdida de hielo introducen un contexto sin equivalente directo en la mayor parte del Holoceno.
Por ello, los autores no ofrecen una predicción sobre cuándo ocurrirá otra fase fría prolongada. El estudio proporciona un marco para mejorar los modelos y analizar cómo respondería un planeta más cálido a una erupción excepcional.
Las incertidumbres mantienen abierta la investigación
El registro de erupciones antiguas está incompleto y algunas señales de sulfato preservadas en el hielo todavía no han sido vinculadas con un volcán concreto. Las morrenas también representan respuestas regionales de glaciares con tamaños, altitudes y sensibilidades diferentes.
Estas limitaciones impiden calcular con precisión cuánto tiempo transcurrió entre cada erupción y el inicio del crecimiento glaciar. También dificultan separar la influencia volcánica de los cambios solares, oceánicos e internos que pudieron actuar al mismo tiempo.
La combinación de registros geológicos, núcleos de hielo y simulaciones estadísticas aporta, sin embargo, una relación coherente: las mayores erupciones aparecen cerca de los principales avances glaciares con una frecuencia muy superior a la esperada por azar. El siguiente desafío será reproducir toda la cadena de retroalimentaciones mediante modelos climáticos y nuevos archivos paleoclimáticos.
Fuentes referenciales:
Phys.org
Nature Communications
