Hace diecinueve millones de años, durante una época conocida como Mioceno temprano, enormes capas de hielo en la Antártida crecieron y retrocedieron rápida y repetidamente.
por Will Cushman, Universidad de Wisconsin-Madison
El Mioceno se considera ampliamente como un posible análogo del clima de la Tierra en el próximo siglo, en caso de que la humanidad mantenga su trayectoria actual de emisiones de carbono.
Identificar cómo y por qué las principales capas de hielo de la Antártida se comportaron como lo hicieron a principios del Mioceno podría ayudar a comprender el comportamiento de las capas en un clima cálido. Juntas, las capas de hielo bloquean un volumen de agua equivalente a más de 50 metros de aumento del nivel del mar e influyen en las corrientes oceánicas que afectan las redes alimentarias marinas y los climas regionales. Su destino tiene profundas consecuencias para la vida en casi todas partes de la Tierra.
Si bien las fluctuaciones en las capas de hielo de la Antártida, a lo largo de millones de años, han aumentado y disminuido a intervalos regulares vinculados a las oscilaciones naturales en el viaje de la Tierra en órbita, investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison y sus colaboradores en todo el mundo han descubierto evidencia de que Las capas de hielo de la Antártida crecieron y disminuyeron con mayor frecuencia durante la época del Mioceno de lo que se sabía anteriormente.
Esta nueva evidencia, publicada recientemente en Proceedings of the National Academy of Sciences , indica que hace entre 19,2 y 18,8 millones de años, las capas de hielo crecieron y retrocedieron varias veces en ciclos de tan solo unos pocos miles de años. Esto es mucho más rápido de lo que puede explicarse por los cambios periódicos en la órbita y el eje de rotación del planeta, conocidos como ciclos de Milankovitch, que normalmente avanzan lentamente, alterando el clima y las capas de hielo de la Tierra a lo largo de decenas o cientos de miles de años.
«Nuestra observación de esta rápida volatilidad de las capas de hielo de la Antártida plantea la interesante pregunta de qué la está causando», dice Nick Sullivan, Ph.D. Graduado que dirigió el análisis de su investigación de tesis.
El estudio ofrece una ventana sin precedentes al comportamiento pasado de las láminas y se basa en un registro de sedimentos bien conservado del Proyecto de Perforación Antártica o ANDRILL. El proyecto fue una colaboración científica internacional para recopilar evidencia de condiciones climáticas pasadas a través de sedimentos y rocas perforadas a cientos de metros por debajo del lecho marino de la Antártida.
En 2006 y 2007, las perforaciones en el estrecho McMurdo frente a la costa de la Antártida, en un área influenciada por las dos grandes capas de hielo del continente, recuperaron registros detallados de sedimentos del Mioceno, cerca de la capa de hielo .
«Pudimos ver claramente la influencia de los ciclos climáticos a largo plazo en la extensión de la capa de hielo en los núcleos de rocas y sedimentos que recuperamos en 2007, pero nuestras observaciones iniciales no fueron lo suficientemente detalladas como para detectar cambios a corto plazo», dice el coautor Richard Levy, profesor de la Universidad Victoria de Wellington y científico principal de GNS Science, un instituto público de investigación de Nueva Zelanda.
El último análisis dirigido por Sullivan ahora permite a los científicos «documentar cambios pasados en la capa de hielo en escalas de tiempo tan cortas como cinco siglos aproximadamente», dice Stephen Meyers, profesor de geociencia de la Universidad de Washington en Madison que trabajó con Sullivan en su análisis.
De hecho, Meyers lo llama un archivo extraordinario.
Esto se debe a que contiene pequeños trozos de grava que cayeron al fondo del mar cuando los icebergs se alejaron de las capas de hielo después de romperse. La cantidad de grava en los sedimentos oceánicos registra los cambios en la capa de hielo, como cuando el borde de una capa de hielo se acerca o se aleja de esa parte particular del fondo marino.
Mientras buscaba evidencia de ciclos de Milankovitch dentro del sedimento, Sullivan encontró variaciones en la abundancia de grava, lo que sugiere que las capas de hielo cercanas avanzaron y retrocedieron en intervalos recurrentes tan breves como 1.200 años.
No está claro qué provocó que las capas de hielo avanzaran y retrocedieran en estos intervalos geológicamente frecuentes, pero el equipo propone varias causas potenciales basadas en estudios previos de las capas de hielo.
Una idea sugiere que las capas de hielo, al acumularse con el tiempo, se volvieron más empinadas y pesadas en la parte superior, lo que las llevó a colapsar. Otro propone que a medida que las gruesas capas de hielo avanzaban sobre terreno accidentado, el calor de la fricción ayudó a acelerarlas temporalmente.
«Es probable que existan múltiples mecanismos que interactúan entre sí», dice Sullivan, incluidas las variaciones en el clima local y el océano.
Científicos de todo el mundo están trabajando para comprender mejor los numerosos factores más allá de la órbita de la Tierra que controlan el comportamiento de la capa de hielo a medida que el planeta continúa calentándose. El Mioceno temprano no es perfectamente análogo al mundo actual, pero el nuevo estudio sugiere que las capas de hielo de la Antártida podrían cambiar rápida e inesperadamente en los próximos siglos si los niveles de dióxido de carbono y las temperaturas continúan aumentando debido a las emisiones antropogénicas de gases de efecto invernadero.
«Durante mucho tiempo se pensó que las capas de hielo de la Antártida permanecían grandes y estables durante largos períodos de tiempo. Pero cuanto más de cerca miramos, más nos damos cuenta de cuán sensibles son las capas de hielo al cambio ambiental», dice Levy. «Esta idea es clave al considerar el ritmo al que debemos adaptarnos al futuro aumento del nivel del mar impulsado por el derretimiento y el retroceso de las capas de hielo de nuestro planeta».
Más información: Nicholas B. Sullivan et al, Variabilidad a escala milenaria de la capa de hielo antártica durante el Mioceno temprano, Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2023). DOI: 10.1073/pnas.2304152120
