Una simulación del clima de hace 49.000 años revela que la altura de los antiguos casquetes desplazó vientos, células atmosféricas y zonas tropicales de precipitación
Redactor: Javier Morales O.
Editor: Karem Díaz S.
Las enormes capas de hielo que cubrieron buena parte de Norteamérica durante la última edad glacial modificaron la circulación atmosférica a escala planetaria y contribuyeron a intensificar las lluvias en Australia, según una investigación dirigida por científicos de las universidades de Melbourne y Nueva Gales del Sur.
El estudio reconstruyó mediante simulaciones el clima existente hace aproximadamente 49.000 años, cuando los casquetes del hemisferio norte actuaban como cordilleras de hielo capaces de alterar los vientos, las zonas de presión y la distribución de las precipitaciones mucho más allá de las regiones congeladas.
Los resultados muestran que la altura y la forma de esas masas glaciares tuvieron una influencia mayor sobre determinados componentes de la circulación atmosférica que los cambios orbitales, la concentración de gases de efecto invernadero o la reflectividad de la superficie considerados por separado.
Casquetes de hielo de varios kilómetros transformaron el relieve
Durante el último ciclo glacial, la capa Laurentide cubrió gran parte del actual Canadá y sectores del norte de Estados Unidos. A ella se sumaban el casquete Cordillerano en el oeste de Norteamérica y otras masas de hielo sobre Groenlandia, Escandinavia y diferentes regiones de Eurasia.
Estas acumulaciones no eran superficies planas. Algunas reconstrucciones indican que la capa Laurentide pudo alcanzar hasta cinco kilómetros de altura durante su máxima expansión, una elevación comparable o superior a la de numerosas cadenas montañosas actuales.
Su presencia cambió la topografía continental y creó una barrera física para las corrientes atmosféricas. También enfrió la superficie al reflejar una proporción elevada de la radiación solar, almacenó enormes cantidades de agua y redujo el nivel de los océanos.
La capacidad de los glaciares para modificar el sistema terrestre durante periodos prolongados se relaciona con estudios sobre la extensa historia del hielo glaciar en la Tierra. El nuevo trabajo se concentra en cómo su relieve transformó la atmósfera durante una fase concreta del Pleistoceno.
El modelo reconstruyó el planeta de hace 49.000 años
Los investigadores utilizaron ACCESS-ESM1.5, un modelo australiano del sistema terrestre que representa las interacciones entre atmósfera, océanos, superficie continental, vegetación y hielo marino. El periodo seleccionado pertenece al Estadio Isotópico Marino 3, comprendido aproximadamente entre hace 65.000 y 25.000 años.
La reconstrucción de hace 49.000 años fue elegida por su particular combinación de grandes capas de hielo, bajas concentraciones de dióxido de carbono y una configuración orbital que proporcionaba una marcada insolación estacional. El nivel medio del mar se encontraba entonces entre 60 y 65 metros por debajo del periodo preindustrial.
La concentración atmosférica de dióxido de carbono utilizada en la simulación rondaba las 199 partes por millón, un valor semejante al del Último Máximo Glacial. A pesar de una inclinación del eje terrestre que favorecía una mayor radiación estival en las latitudes altas, el planeta seguía siendo considerablemente más frío que durante la era preindustrial.
El equipo realizó experimentos separados para distinguir los efectos de los parámetros orbitales y los gases de efecto invernadero, el albedo de las superficies heladas y la topografía de los casquetes. Esta separación permitió establecer qué factor modificaba la posición de los vientos y cuál afectaba principalmente su intensidad.
La topografía desplazó los vientos del hemisferio norte
Las simulaciones mostraron que el relieve de las capas de hielo desplazó los vientos del oeste del hemisferio norte unos seis grados hacia el sur durante el invierno boreal y cuatro grados durante el verano. El flujo atmosférico sobre el Atlántico también adoptó una orientación más horizontal que la observada actualmente.
Este cambio alteró la ubicación de la corriente en chorro, las tormentas y los sistemas de presión. Durante el verano boreal, la precipitación sobre Eurasia aumentó un 31 %, mientras que en invierno disminuyó debido a las condiciones más frías.
La reflectividad del hielo produjo otro efecto. El albedo reforzó entre un 10 % y un 14 % los vientos occidentales mediante un enfriamiento de tres a cuatro grados Celsius, pero no modificó significativamente su posición.
Esta diferencia indica que la altura y la forma del hielo no actuaron únicamente enfriando la superficie. Su presencia como obstáculo topográfico desvió físicamente las corrientes de aire y generó ondas atmosféricas que propagaron sus efectos hacia otras regiones.
Las conexiones entre los ciclos glaciares y la geometría planetaria también se estudian mediante las variaciones orbitales asociadas con las eras glaciales. La nueva investigación muestra que, una vez formados los casquetes, su propia topografía se convirtió en un agente climático de primer orden.
La señal atravesó los trópicos hasta llegar a Australia
Los efectos del hielo norteamericano no terminaron en el Atlántico. Los cambios de temperatura y presión desplazaron la célula de Hadley del hemisferio norte y empujaron hacia el sur la Zona de Convergencia Intertropical durante el verano austral.
La célula de Hadley es una gran circulación en la que el aire cálido asciende cerca de los trópicos, se desplaza a gran altura y desciende en las zonas subtropicales. La Zona de Convergencia Intertropical, por su parte, concentra corrientes de aire húmedo y desempeña un papel decisivo en la distribución de las lluvias tropicales.
La topografía de los casquetes produjo un desplazamiento adicional de 0,9 grados hacia el sur de la zona de convergencia y de 1,5 grados en el borde de la célula de Hadley del hemisferio norte, en comparación con los cambios asociados a otros factores glaciares.
La reorganización incrementó la convergencia de humedad sobre Australia y fortaleció las precipitaciones, especialmente en el norte del continente durante la temporada monzónica. Al mismo tiempo, el modelo reprodujo condiciones más secas sobre el denominado Continente Marítimo, integrado por los archipiélagos situados entre los océanos Índico y Pacífico.
El norte de Australia recibió la señal más clara
El aumento simulado de las lluvias fue más pronunciado en las regiones septentrionales de Australia. Registros obtenidos de sedimentos marinos, lagos y antiguos sistemas fluviales también indican una disponibilidad de agua superior a la actual en partes del continente entre hace aproximadamente 49.000 y 40.000 años.
La intensificación del monzón australiano estuvo relacionada tanto con el desplazamiento de la circulación tropical como con la insolación estival de aquel periodo. Las simulaciones que incorporaron toda la topografía glaciar generaron una respuesta lluviosa más marcada que las ejecutadas sin el relieve de los casquetes.
En el sur de Australia, los resultados fueron menos uniformes. El modelo no encontró un cambio anual significativo en las precipitaciones y reprodujo condiciones algo más secas durante el invierno austral. Algunos registros paleoclimáticos coinciden con esa señal, mientras otros sugieren periodos más húmedos.
Esta diferencia demuestra que una conexión climática global no genera respuestas idénticas en todo un continente. El efecto final depende de la estación, la latitud, la posición de los vientos occidentales y las características regionales que regulan la llegada y pérdida de humedad.
Otros trabajos sobre la conexión entre lluvias y sequías en regiones separadas de Asia muestran igualmente que la atmósfera puede vincular extremos hidroclimáticos ubicados a miles de kilómetros.
Las capas de hielo también afectaron la circulación oceánica
La configuración glacial modificó los vientos sobre el Atlántico norte y las condiciones del mar de Labrador. El modelo produjo una circulación meridional de retorno del Atlántico más intensa que durante el periodo preindustrial, aunque los investigadores advierten que esta respuesta varía ampliamente entre simulaciones.
La fuerza de esta circulación es especialmente sensible a la altura y extensión asignadas a la capa Laurentide. Distintas reconstrucciones del mismo periodo pueden generar resultados diferentes al modificar los vientos, la cobertura de hielo marino y la formación de aguas profundas.
Esta incertidumbre no invalida el efecto atmosférico identificado, pero limita la posibilidad de interpretar una simulación como una reproducción exacta de todas las condiciones existentes hace 49.000 años. El trabajo representa un experimento controlado para aislar mecanismos dentro de un sistema climático complejo.
Las investigaciones paleoclimáticas, incluidos los estudios sobre los cambios abruptos del clima glacial en el hemisferio norte, ayudan a evaluar cómo el hielo, el océano y la atmósfera intercambiaron señales entre continentes.
El pasado revela conexiones climáticas de alcance planetario
El estudio no implica que las antiguas capas de hielo fueran el único factor que controlaba el clima australiano. La órbita terrestre, los gases de efecto invernadero, la topografía antártica, el albedo, los océanos y las variaciones internas del sistema actuaban simultáneamente.
Los resultados sí muestran que las montañas de hielo del hemisferio norte ejercían una influencia mucho mayor de la que sugeriría su distancia de Australia. Su relieve reorganizó los vientos del Atlántico, desplazó circulaciones tropicales y terminó modificando la distribución de lluvias en el hemisferio sur.
Comprender estas conexiones ayuda a mejorar la evaluación de los modelos empleados para reconstruir climas antiguos. También permite identificar los procesos que deben representarse correctamente al estudiar cómo la pérdida actual de hielo puede alterar la circulación atmosférica y oceánica.
Las condiciones modernas son distintas y el deshielo contemporáneo no constituye una repetición inversa exacta de la última edad glacial. Aun así, el trabajo confirma que los grandes cambios en la distribución del hielo pueden propagarse a través del sistema climático y producir consecuencias muy lejos de los polos.
Fuentes referenciales:
Phys.org
Climate of the Past
