Cambio climático: Una mirada global

Los 4 500 millones de años de vida de la Tierra son también una historia continua de cambio climático.

Dos de los términos trivializados por los alarmistas del calentamiento global son “sin precedentes” e “irreversible”. Resulta inquietante que científicos, que deberían tener las cosas más claras, persistan en utilizar esos términos incluso cuando la historia de nuestro planeta muestra claramente que ninguno de ellos se corresponde con la realidad. La prueba de su inexactitud aparece obvia si examinamos retrospectivamente la historia de la Tierra, en particular al eón Fanerozoico, para lograr una imagen total del cambio climático histórico.

Según Meg Urry, quien dirige el departamento de física de la universidad de Yale, “los científicos observan la naturaleza, y luego desarrollan teorías que describen sus observaciones. La ciencia es impulsada por la propia naturaleza, y ella no nos da la posibilidad de elección. Es como es”. Si bien algunas de las fechas presentadas aquí pueden modificarse y los científicos continúan discutiendo algunos de los detalles finos, esto es lo que la ciencia cree que conoce sobre la vida, el universo y todo lo que hay.

Hace alrededor de 13 700 millones de años, nació el universo. No mucho después, se formó la Vía Láctea. Nacieron estrellas, transmutaron elementos en el fuego nuclear y finalizaron sus vidas en explosiones supernova. Este ciclo se repitió muchas veces para muchas estrellas diferentes.

Luego, hace 4 600 millones de años, nuestro Sol nació a partir de las cenizas de estrellas muertas más viejas. Junto al Sol, también se formó una gran progenie de planetas, incluyendo al que llamamos Tierra. Un millón de años después del nacimiento de nuestro sol, la violenta explosión de una supernova cercana estuvo cerca de aniquilar la vida sobre la Tierra, casi antes de que comenzara. Durante los siguientes cuatro mil quinientos millones de años, las fuerzas de la naturaleza dieron forma a nuestro planeta y a la vida que albergaba.

Sacudida por supernovas, superviviendo apenas al nacimiento traumático de la Luna, bombardeada por asteroides, la resistente Tierra perduró. Y a pesar de las congelantes edades de hielo, las devastadoras extinciones en masa y el siempre cambiante clima, la vida no solamente resistió, sino que medró. Incluso cuando los meteoros continuaron lloviendo sobre el joven planeta, hay evidencia de que hace tanto como 4 200 millones de años el agua, el pre-requisito para la vida tal como la conocemos, estaba presente.

La evidencia indica también que la vida ha existido sobre nuestro planeta por cerca de cuatro mil millones de años, aunque durante la mayor parte de ese tiempo fue una simple vida unicelular. En los comienzos, la atmósfera de la Tierra era una mezcla tóxica de metano, dióxido de carbono y amoníaco; el oxígeno estaba casi totalmente ausente en la atmósfera de la Tierra primigenia. Para los humanos y para la mayor parte de la flora y fauna que nos son familiares, esta atmósfera habría resultado venenosa.

Los impactos de asteroides, las tremendas erupciones volcánicas y las cambiantes placas tectónicas dieron como resultado cambios drásticos en el clima y en la aparición de nuevas formas de vida. En algún momento los microorganismos simples, que eran los únicos habitantes de la antigua Tierra, desarrollaron la fotosíntesis que logró una ganancia neta de oxígeno, primero en el océano y luego en la atmósfera. Más tarde, hace 2 300 millones de años, ocurrió el primer desastre ecológico del mundo cuando el oxígeno libre estableció su presencia permanente en la atmósfera. Conocido como “Gran Oxidación” o “Catástrofe del Oxígeno”, casi todos los organismos vivientes de la Tierra murieron como consecuencia de este cambio climático masivo provocado por las bacterias.

Los científicos conocen todo esto por los minerales presentes en el registro de las rocas. Hace entre 2 500 a 2 300 millones de años atrás, durante el eón Proterozoico temprano, se pueden encontrar extensos depósitos de pirita (sulfato de hierro) y uranita (óxido de uranio) en sedimentos de ríos. Para formarse, estos minerales requieren bajos niveles de oxígeno. Desde hace 2 300 millones de años en adelante se puede encontrar óxido de hierro, una indicación de la presencia de oxígeno libre. Aún así, los niveles de oxígeno eran apenas una fracción de los actuales, y la intensa radiación solar caía sobre el planeta. Al final, el oxígeno resolvería el problema de la radiación en cuanto se crearon en la estratósfera las moléculas de ozono (O₃), formando una capa protectora.

Este primer ejemplo de la vida cambiando el medioambiente de la Tierra, algunas veces en detrimento de formas de vida más viejas, resultó ser algo bueno para nuestra especie, ya que sin el cambio de la composición atmosférica, nunca habríamos llegado a existir. Según expresó Thorne Lay, profesor de Ciencias de la Tierra en la universidad de California, Santa Cruz: “La vida misma modificó el sistema terrestre. A medida que cambió el sistema, se hicieron viables más formas de vida. Finalmente, florecieron los diversos organismos multicelulares. Pero no antes de ser golpeados en el rostro por varias bolas de nieve”. ¡Y qué bolas de nieve resultaron ser!

Hace ochocientos millones de años, durante la era Neoproterozoica, la Tierra sufrió una monstruosa edad de hielo. Hay evidencia de hielo glacial en latitudes tropicales, a apenas 15º a 30º al norte del ecuador. En nuestro mundo, esto significaría glaciares tan al sur como en Miami, Florida. La Tierra debió lucir como un planeta diferente, casi sin océanos abiertos y con unas pocas áreas de roca expuesta. Solamente hielo y nieve, un mundo de casi un blanco puro.

Representación artística de una Tierra Bola de Nieve en la época actual. © The Resilient Earth

En esa época, la mayor parte de la tierra emergida pertenecía al súper continente de Rodinia, que se formó hace unos 1 100 millones de años. Rodinia contenía las tierras que componen los continentes modernos, pero en una configuración que no reconoceríamos. América del Norte estaba en el medio. América del Sur, Australia y la Antártida rodeaban a Norteamérica. Rodinia se extendía a horcajadas de los trópicos, dejando un único vasto océano abarcando el otro lado del globo. No había tierras en ninguno de los polos.

En 1992, Joseph L. Kirschvink, del Instituto de Tecnología de California en Pasadena, formuló una teoría por la cual nuestro planeta se había congelado casi totalmente de polo a polo, con un único océano estrangulado por el hielo. Denominó a esta condición “Tierra Bola de Nieve”. Otros investigadores han calculado que algunos de los períodos glaciales durante esta época llegaron a durar hasta diez millones de años. Durante estos períodos el océano pudo haberse congelado completamente, bloqueando toda la luz solar y destruyendo a la mayor parte de la vida.

De hecho, los científicos creen ahora que ha habido edades de hielo que se extienden hacia atrás en el tiempo hasta mediados del eón Arqueano, hace aproximadamente unos 2 800 millones de años. Tenemos evidencia de esto en capas de sedimento descubiertas en formaciones rocosas que se sabe pertenecen a ese período. En ocasiones, estos episodios duraron varios centenares de millones de años, y pueden haber rivalizado en intensidad con la edad de hielo del Neoproterozoico. Pudo haber varios períodos Tierra Bola de Nieve en el pasado de nuestro planeta.

El siguiente hito importante para la vida sobre la Tierra ocurrió al comienzo del eón Fanerozoico, hace 542 millones de años, con la Explosión Cámbrica. Este acontecimiento, con nuevos organismos multicelulares que aparecieron en gran profusión, resultó en una explosión de vida. Marcó el fin del eón Proterozoico y el comienzo del Fanerozoico (en griego: “vida visible”). Este eón señala el advenimiento de la vida realmente compleja, donde los organismos individuales son lo suficiente grandes como para ser reconocidos sin necesidad de un microscopio.

Los diferentes períodos del tiempo geológico están marcados por cambios significativos en los tipos de criaturas que habitaron y habitan la Tierra. La roca depositada durante el eón Fanerozoico contienen evidencia de partes duras fosilizadas de los cuerpos de entidades vivientes, y es el registro fósil el que se utiliza para fechar las capas de roca de las otras tres eras. Al leer el registro fósil, los científicos han construido un bosquejo del desarrollo de la vida durante el tiempo posterior a la Explosión Cámbrica. Debe tenerse en cuenta que es el cambiante registro de fósiles el que permite a los científicos hacer el mapa del pasado; la historia de nuestro planeta fue escrita en la roca por los restos fósiles de incontables especies extintas.

De modo que vemos que hubo extinciones en masa, cambios en las proporciones de los gases atmosféricos e incluso múltiples edades de hielo antes de comienzo del Fanerozoico. Sin embargo, se puede argüir que las condiciones durante el Precámbrico (la época anterior a hace 542 millones de años) no eran en realidad representativas del clima terrestre existente desde que la vida se diseminó por todo el planeta. Por lo tanto, echemos un vistazo al pasado “reciente” del Fanerozoico.

Bienvenidos al Fanerozoico

El examen cuidadoso de cada era y período del Fanerozoico requeriría mucho más espacio del que quiero dedicar a un único artículo de blog, de modo que me concentraré en la variación de varios factores medioambientales clave a lo largo de todo ese período. Estos factores son la temperatura, los niveles de dióxido de carbono, las condiciones de las edades de hielo, y la extinción de especies y su impacto sobre la diversidad. Pero antes de revisar estos datos, deseo mencionar un período de la época Paleozoica tardía que dará una idea de los tipos de variación que se pueden ver en el pasado.

A fines del Paleozoico, durante el período Carbonífero, grandes selvas de plantas primitivas medraban sobre tierra firme, formando extensos pantanos de turba. Estas enormes masas de materia vegetal fueron enterradas bajo sedimento, para formar finalmente los grandes depósitos de carbón que se encuentran en América del Norte, Europa y todo el mundo. Un descenso global en el nivel del mar a fines del Devónico se revirtió a principios del Carbonífero, creando grandes mares de poca profundidad y enormes depósitos de minerales de carbonato. Estos depósitos atraparon grandes cantidades de carbono atmosférico que más tarde crearían vastos lechos de piedra caliza.

Durante la última parte del Carbonífero, la cantidad de oxígeno en la atmósfera terrestre era de aproximadamente un 35%, un nivel mucho más alto que el actual. Según Robert Berner, los niveles de oxígeno atmosférico han variado entre un 15% y un 30% a lo largo de los últimos 550 millones de años (véase, en inglés, “Atmospheric oxygen over Phanerozoic time” en PNAS, septiembre 28,1999). Al mismo tiempo, el CO₂ global descendió a menos de 300 partes por millón, un nivel que ahora se asocia con períodos glaciales. La abundancia de O₂ permitió la existencia de los insectos más grandes que jamás se vieron sobre la Tierra. Libélulas del tamaño de halcones, con alas de 75 cm de extensión, arañas del tamaño de plantas de hogar, centípedos de 1,5 mt y bichos que se arrastraban del tamaño de tazones de sopa. Fue realmente un tiempo en el que los insectos dominaban el planeta. Quizás sea una buena cosa que el nivel actual del oxígeno atmosférico sea de apenas un 21%.

Las plantas del Carbonífero se parecían a las plantas que viven en las áreas tropicales y medianamente templadas de hoy en día. Por los fósiles, sabemos que muchas de ellas carecían de anillos de crecimiento, lo que sugiere un clima uniforme. Pero el clima estaba cambiando.

Hacia mediados del Carbonífero, la Tierra se estaba deslizando hacia una edad de hielo, la así llamada Permo-Carbonífera o Karoo. El crecimiento de grandes plataformas de hielo en el polo sur fijó grandes cantidades de agua en forma de hielo. Como una tan grande cantidad de agua fue capturada del medioambiente, los niveles del mar cayeron, lo que llevó a una extinción en masa de invertebrados marinos de aguas poco profundas, a la gradual declinación de los pantanos, y a un aumento de las tierras áridas.

Muchas veces, estas condiciones se revirtieron cuando los glaciares retrocedieron. El agua del deshielo glacial fue devuelta a los océanos, y nuevamente se inundaron los pantanos y las planicies bajas.

Las formaciones rocosas del Carbonífero muestran a menudo un patrón de franjas, con capas alternadas de esquistos y carbón que indican inundaciones y desecaciones cíclicas de la tierra. Aún bajo estas condiciones estresantes, o quizás a causa de ellas, la vida continúo desarrollándose. Hacia fines de la era, ya habían aparecido los primeros grandes reptiles y las primeras plantas modernas, antecesoras de las modernas coníferas.

De muchas maneras, el Carbonífero es único en el sentido de su combinación de formas de atmósfera, clima y vida, pero cada período del tiempo geológico es único; es por eso que se los distingue con nombres individuales por la Comisión Internacional de Estratigrafía (ICS, por sus siglas en inglés). El hecho es que lo que hace que esos remotos períodos sean similares, es que todos ellos son diferentes unos con otros; el único factor constante que recorre la historia de la Tierra es el cambio. Para un mayor detalle de las características de estos períodos geológicos puede leerse, en inglés, el capítulo 4 de The Resilient Earth: Unprecedented
Climate Change?, o adquirir un copia del libro en Amazon.

Ahora que tenemos una idea de los tipos de cambio que la Tierra ha experimentado en el pasado, examinemos la variación de temperatura durante el Fanerozoico. Debajo, hay una gráfica que muestra el mejor cálculo científico de cómo las temperaturas han variado a lo largo de los últimos 542 millones de años.

Obsérvese la amplia variación en la temperatura a lo largo del tiempo, algunas veces menor a los 14ºC promedio de hoy en día, pero la mayor parte del tiempo considerablemente mayor. Obsérvese también que los rectángulos azules a lo largo de la parte inferior de la gráfica representan períodos de condición de congelación. Incluso aunque ha habido varias extensas edades de hielo durante el Fanerozoico, durante la mayor parte de los pasados quinientos millones de años no ha habido capas permanentes de hielo en ninguno de los dos hemisferios. En ese sentido, el deshielo total de las capas de hielo de Groenlandia y de la Antártida marcarían un regreso a las condiciones históricamente normales para nuestro planeta.

La línea azul muestra el promedio a corto plazo, y la línea roja muestra la tendencia promediada.

Ahora, demos un vistazo a la variación en los niveles de CO₂ que se muestran en la otra gráfica que está más abajo. Aunque la incertidumbre en las mediciones crece a medida que retrocedemos en el tiempo, es posible ver la tendencia general: solía haber mucho más CO₂ en el aire en las épocas más tempranas. Hay una tendencia general hacia niveles más reducidos, pero lo más interesante es comparar la gráfica del CO₂ con la de la temperatura que hemos visto más arriba.

Las líneas rosada, verde y anaranjada y la de estrellas azuladas indican cuatro mediciones diferentes realizadas por científicos o institutos diferentes. La línea sólida azul oscura indica el promedio filtrado para 30 millones de años de las otras cuatro. La coordenada de la derecha indica el múltiplo que representan esas mediciones con respecto a los niveles actuales de CO2.

En esta escala, no hay realmente una correlación aparente entre los niveles de dióxido de carbono y las temperaturas globales. Más aún, ha habido edades de hielo cuando los niveles de CO₂ han sido diez o quince veces más altos que los actuales (por ejemplo, en la edad de hielo del Ordovícico). También ha habido veces en que la temperatura iba en aumento mientras que el CO₂ descendía y otras en las que el CO₂ ascendía pero las temperaturas descendían (durante el Silúrico y el Devónico y durante el Triásico y el Jurásico, respectivamente).

La caída en los niveles de CO₂ a fines del Carbonífero y en el Pérmico puede ser atribuida a los pantanos de carbón súper activos que estaban muy ocupados en acumular las gruesas vetas de carbón que proporcionan buena parte de la generación de energía en la actualidad.

Esa caída se mantuvo durante la gran edad de hielo de Karoo (360-260 millones de años atrás), pero comenzó a revertirse después de la extinción Pérmico-Triásica (hace 251 millones de años). Muchos han especulado que las edades de hielo son una causa de las antiguas extinciones en masa, y es posible que haya una conexión. Las fechas de los eventos conocidos de extinción masiva se muestran en la gráfica de biodiversidad que está más abajo.

La franja gris muestra todas las especies, la azul las especies bien conocidas, la línea azul la tendencia a largo plazo, los triángulos rojos las mayores extinciones en masa y los triángulos amarillos otros eventos menores de extinción. La coordenada de la derecha indica los miles de especies.

La extinción Ordovícico-Silúrica, también conocida como extinción del final del Ordovícico, fue la tercera mayor de las cinco más grandes en la historia de la Tierra en términos de porcentaje de géneros que se extinguieron y la segunda mayor en términos de pérdida de vida en general. En algún momento hace entre 450 y 440 millones de años, ocurrieron dos estallidos de extinción, separados por aproximadamente un millón de años. Nótese que después de cada gran extinción (indicada por los triángulos rojos) la vida rebota con un incremento en la diversidad. Claramente, la vida se fortalece ante un reto (para conocer más sobre extinciones, véase en inglés, Nature, Cruel and Uncaring).

La gráfica de más abajo muestra el CO₂, la temperatura y la información sobre las fechas de las edades de hielo en un único ploteo, ¿Tuvo el frío algo que ver con la extinción? Las discusiones campean en la comunidad paleológica. Por otro lado, algunos han sugerido que un aumento súbito en los niveles de CO₂ a fines del Pérmico fue el responsable de la extinción Pérmico-Triásica. Es posible que la ciencia nunca lo sepa.

Algo que sí sabemos es que las emisiones humanas de CO₂, en el peor de los casos, no pueden ni siquiera aproximarse a la emisión natural de gases de invernadero, incluso en eventos que no dispararon extinciones en masa (véase, en inglés, Could Human CO2 Emissions Cause Another PETM?).

¿Pero qué hay, entonces, en la relación mencionada a menudo entre el CO₂ y la temperatura? “En una frase, los modelos teóricos no pueden explicar lo que observamos en el registro geológico”, dice el oceanógrafo Gerald Dickens de la universidad de Rice. “Parece haber algo fundamentalmente equivocado con la forma en que se relacionan la temperatura y el carbono en los modelos climáticos”.

En el pasado ha habido muchos otros factores en acción que afectaron al cambio climático. Este examen, que está limitado a los niveles de temperatura y de dióxido de carbono y a la ocurrencia de edades de hielo, ignora el impacto de traslado continental, de la variación en la actividad solar, de los ciclos orbitales y del posible impacto de los rayos cósmicos sobre el clima terrestre. En nuestro libro presentamos un mayor detalle de estos factores.

Algo interesante para observar es que la existencia de una masa continental en cualquiera de los polos parece ayudar a promover las condiciones de congelamiento. Durante el Devónico, el súper continente Gondwana pasó sobre el polo sur, durante el Carbonífero la capa de hielo polar cubrió el borde sur de Pangea, y hoy en día tenemos a la Antártida a horcajadas de la región polar austral.

Observaciones

Esto concluye nuestro viaje rápido viaje a través de la historia del clima de la Tierra. Hay un cierto número de conclusiones que se puede extraer de nuestro pantallazo sobre el Fanerozoico:

# La temperatura de la Tierra siempre está cambiando.
# A lo largo del tiempo ha habido períodos cuando ha habido mucho más frío que hoy.
# Durante buena parte del Fanerozoico, ha habido mucho más calor que en la actualidad.
# La vida ha persistido tanto durante períodos fríos como cálidos.
# No hay una temperatura “correcta”.
# El dióxido de carbono siempre ha estado presente en la atmósfera terrestre.
# Durante la mayor parte del Fanerozoico sus niveles han sido mucho más altos que los actuales.
# La vida ha persistido tanto en los períodos con altos niveles de CO₂ como con niveles bajos.
# Los niveles de CO₂ cambian con o sin la contribución humana.
# A lo largo del tiempo ha habido cierto número de edades de hielo. La vida ha soportado múltiples edades de hielo.
# Durante la mayor parte del Fanerozoico no ha habido capas persistentes de hielo polar.

Lo que nos depara el futuro no pueden predecirlo los climatólogos con todos sus modelos computacionales y sus informes de consenso IPCC. La Tierra y su clima están cambiando constantemente; no hay un clima o una temperatura correctos para nuestro planeta. Aquellos que dicen que el CO₂ es el factor más importante en el cambio climático, que las emisiones de gases de invernadero causarán un calentamiento global disparado, no tienen una base histórica para tales afirmaciones.

Como ha demostrado la historia del clima de la Tierra, nada de lo predicho por los alarmistas del calentamiento global carece de precedentes. El clima terrestre ha sido más frío que el actual, y también mucho más cálido. Los niveles de CO₂ también han sido muchas veces mayores que los actuales, incluso durante las edades de hielo.

Las edades de hielo vienen y se van, causadas por mecanismos que la humanidad no puede controlar. Y después de cada edad de hielo, el mundo se calienta y los glaciares desaparecen solamente para regresar millones de años después. Ningún cambio climático es irreversible. Dados los cuatro mil millones de años de historia terrestre y 542 millones de años de vida compleja, el culpar a la humanidad por 9 000 años de calentamiento global parece algo bastante tonto. Como dice el Eclesiastés: “Lo que ha sido es lo que será, y lo que se ha hecho es lo que se hará; no hay nada nuevo bajo el sol”.

Cuídese, disfrute el interglacial y manténgase escéptico.

NOTA:

La información de este artículo fue extraída de nuestro libro The Resilient Earth y representa la primera mitad de mi presentación para la conferencia “Científicos por la verdad” (Scientist for Truth conference) llevada a cabo en agosto de 2009 en Springfield, Masachussetts. Después de escuchar mi presentación, Dennis Avery, co-autor de “Unstoppable Global Warming: Every 1500 Years”, la bautizó como la “Gran Mirada” sobre el cambio climático, de ahí el título en inglés de esta publicación. Para más información y referencias véanse, en inglés, los capítulos 4, 5 y 6 de The Resilient Earth.

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- “Cambio climático: nuevos datos, nuevos silencios”
- “Calentamiento Global y CO2: un breve resumen”
- ”Cambio climático: las temperaturas bajan y aumenta el CO2”
- ”El mundo se está enfriando”
- ”Cambio climático: la poderosa influencia del sol”

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Artículo original: “The Grand View: 4 Billion Years Of Climate Change”
Autor: Doug L. Hoffman
Fecha: agosto 27, 2009
Enlace con el artículo original: aquí
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