Burbujas en el hielo y conchas fósiles: cómo entender el clima del pasado

La isla Ellesmere, atravesada por la cordillera Ártica, es fría. Muy fría. En sus tierras sobreviven el lobo ártico, el buey almizclero, el caribú y el oso polar, así como algo menos de 200 personas repartidas en tres asentamientos. Allí, en la isla más al norte de Canadá, los termómetros alcanzan los 3 °C en pleno mes de julio y se hunden hasta los -38 °C en invierno. Pero Ellesmere no siempre ha sido así. Hubo un tiempo en que estuvo habitada por una especie de camello que vivía en bosques frondosos.

Hace 3 millones de años la isla canadiense ocupaba el mismo lugar que ocupa hoy, por encima del círculo polar Ártico. Pero el clima de la Tierra era muy diferente al de la actualidad. La temperatura media global era algo más de 3 ºC por encima de la actual y el nivel del mar estaba entre 5 y 25 metros más alto, en función del lugar. El hielo era anecdótico en el Polo Norte y la concentración de CO₂ en la atmósfera era de 400 partes por millón. En marzo de este año alcanzaron las 418 partes por millón, pero en isla Ellesmere sigue nevando.

«El clima hoy no está en equilibrio con la cantidad de CO₂ en la atmósfera. Por eso sigue subiendo la temperatura. Digamos que el clima está intentando ponerse al día con la cantidad de CO₂», explica Gianluca Marino. Este científico de origen napolitano es investigador distinguido del programa Beatriz Galindo, y desde hace cuatro años forma parte del laboratorio de paleoclimatología del Centro de Investigación Mariña de la Universidade de Vigo. Busca entender el clima del pasado.

«Una de las mayores preocupaciones que tenemos los paleoclimáticos es que nos espere un cambio climático más fuerte del que hemos experimentado hasta ahora. Hace 3 millones de años, cuando el nivel de CO₂ era parecido al de la actualidad, la temperatura era bastante más cálida y el nivel del mar estaba a unos 20 metros por encima del actual», señala Marino. «A largo plazo, y si no hacemos nada para reducir la cantidad de CO₂ en la atmósfera, podrían esperarse cambios así. No significa que tendría que suceder, pero la historia nos dice que podría suceder, que ya ha pasado antes».

Los termómetros de la historia

«Mientras estamos hablando, se están perforando testigos de hielo que deberían llegar a 1,2 o 1,3 millones de años». El investigador de la Universidad de Vigo nos recuerda que, en la Tierra, hay muchas formas de viajar en el tiempo. Podemos escuchar la historia que nos cuentan las rocas y los sedimentos. Y podemos extraer largas columnas de agua que lleva miles de siglos congelada, atrapando en su interior pistas de cómo era el mundo entonces. Estos testigos de hielo son un gran archivo de la composición atmosférica del pasado al que podemos acceder directamente.

En la actualidad, los registros de hielo más antiguos en Groenlandia tienen 130.000 años. Los de la Antártida nos dejan viajar hasta hace 800.000 años. «Podemos medir las concentraciones de CO₂ de la atmósfera del pasado en las burbujas de gas atrapadas en el hielo. Si logramos medirla en los nuevos testigos de 1,2 millones de años, va a ser un paso enorme en el estudio del clima del pasado», añade Gianluca Marino. Para ello, primero habrá que perforar con éxito hasta casi 3.000 metros por debajo de la superficie de la Antártida.

Los gases de efecto invernadero atrapados en el hielo son uno de los pocos termómetros directos disponibles para entender el clima del pasado. Además, tienen un límite, el que marca la edad del hielo. «Lo habitual es no tener termómetros directos del clima del pasado. Normalmente, se usa lo que se llama un proxy o indicador. Es decir, medidas indirectas». El equipo de Marino, por ejemplo, trabaja estudiando la concentración de determinados elementos químicos en las conchas de algunos animales marinos. Esta concentración varía en función de la temperatura del agua. «Podemos calibrar estos indicadores con las temperaturas del presente y así reconstruir las temperaturas del pasado», señala el investigador.

Existen multitud de estos indicadores climáticos. Los restos orgánicos de determinadas algas en los sedimentos. La información en los anillos de los árboles (vivos y, también, fósiles). Los anillos de los corales. Las características de las especies que poblaron cada periodo temporal de la Tierra. «Hay muchísimos y cada año se descubren nuevos. Algunos nos dan datos locales y otros nos permiten reconstruir el clima global», añade Marino.

La historia del clima del planeta

Hace 3 millones de años, había camellos en la isla Ellesmere. Hace 50 millones, en aquellas tierras canadienses había cocodrilos, una especie de hipopótamo y tortugas gigantes. Y hace 650 millones de años, la Tierra podría haber sido una inmensa bola de nieve y hielo. Cuanto más atrás vayamos en el tiempo, más difusas son las señales y más difícil es tener certezas sobre el clima de la Tierra y su evolución.

«Lo que sí sabemos es que el clima de la Tierra cambia a distintas escalas temporales, y cada una está relacionada con procesos diferentes», explica Marino. «Por ejemplo, hay un cambio que ocurre a lo largo de cientos de millones de años que está relacionado con la geología del planeta. También hay cambios a una escala temporal de entre 20.000 y 400.000 años que están relacionados con procesos orbitales y con la inclinación del eje terrestre. En cada momento de la historia de la Tierra, incluyendo el actual, el clima es el resultado de la interacción de todos esos procesos que funcionan a distintas escalas temporales».

Todos estos cambios están relacionados con los llamados forzamientos climáticos. Bajo este término se engloban todos aquellos procesos que alteran el equilibrio energético de la Tierra, el equilibrio entre la energía que el planeta recibe del sol y la energía que se marcha de vuelta al espacio. Estos forzamientos tienen que ver con muchos factores. Si el sol está poco activo, se reduce la energía que llega a la Tierra. Si hay más hielo, aumenta el efecto albedo y la energía que rebota hacia afuera. Y si hay más gases de efecto invernadero en la atmósfera, se atrapa más calor.

Hoy sabemos que hace 55 millones de años, durante un periodo llamado el máximo térmico del Paleoceno-Eoceno, se liberaron grandes cantidades de gases de efecto invernadero a la atmósfera. La temperatura subió 6 °C de forma repentina, los océanos se calentaron, los polos se derritieron y el nivel del mar subió. Y repentino significa, en la escala geológica, unos 20.000 años. «Aun así, está muy lejos de la rapidez de las emisiones actuales. Hemos liberado a la atmósfera carbono que se había almacenado en el sistema Tierra durante cientos de millones de años. Y lo hemos hecho en 150 o 200 años. La escala temporal no tiene precedentes en la historia del planeta», concluye el investigador.

«La temperatura ha subido 1 °C en un siglo. Puede ser difícil darse cuenta de cuánto es esto. La temperatura en nuestra ciudad puede variar muchos grados en un solo día, por lo que un solo grado nos parece nada. Pero hablamos de un promedio global y anual. Cuando observamos los registros del clima del pasado, de decenas de millones de años, es cuando nos damos cuenta de que la subida de la temperatura del último siglo es un evento excepcional en la historia del planeta».