Glaciares cubiertos de nieve en el Ártico canadiense © 2025 by Stefan Hendricks
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Un reciente estudio científico que rastrea los ciclos naturales del clima de la Tierra a lo largo de un millón de años, ha constatado que se los puede relacionar con pequeños cambios en la órbita de este planeta alrededor del Sol.
El equipo internacional de investigación, cuyos resultados fueron publicados en la revista Science, analiza datos de núcleos de sedimentos y examina los cambios climáticos del pasado entre glaciaciones y períodos interglaciares.
El grupo de científicos, dirigido por la Universidad de Cardiff, y en el que participa el Instituto Alfred Wegener (AWI), ha hecho su predicción basándose en una nueva interpretación de los pequeños cambios en la órbita de la Tierra alrededor del Sol que provocan cambios masivos en el clima del planeta durante periodos de miles de años.
En su estudio, los investigadores analizaron un registro climático de sedimentos marinos profundos que se remonta a millones de años, basado en datos de isótopos de oxígeno de foraminíferos bentónicos, que documentan cambios en el tamaño de las capas de hielo terrestres del hemisferio norte junto con la temperatura de las profundidades marinas.
El equipo pudo relacionar estos cambios con pequeñas variaciones cíclicas en la inclinación axial y la geometría de la órbita de la Tierra alrededor del Sol, que influyen en la distribución estacional y geográfica de la luz solar entrante. El autor principal, el profesor Stephen Barker, de la Facultad de Ciencias de la Tierra y Medioambientales de la Universidad de Cardiff, declaró:
Nos sorprendió hallar una influencia tan clara de los distintos parámetros orbitales en los registros climáticos. Es sorprendente que este patrón no se haya visto antes.
Las predicciones sobre una conexión entre la órbita de la Tierra alrededor del Sol y las fluctuaciones entre las edades de hielo (glaciares) y los periodos interglaciares (interglaciares) existen desde hace más de un siglo, pero no fue hasta mediados de la década de 1970 cuando se confirmaron con datos reales.
Desde entonces, ha sido un reto para los científicos determinar con exactitud qué parámetro orbital es más importante para el comienzo y el final de las glaciaciones, ya que es difícil datar cambios climáticos tan lejanos en el tiempo.
El equipo, formado por investigadores del University College de Londres (UCL), la Universidad de California en Santa Bárbara y el Instituto Alfred Wegener, Centro Helmholtz de Investigación Polar y Marina (AWI), pudo superar este problema investigando patrones cíclicos de señales climáticas durante la transición entre periodos fríos y cálidos en el pasado.
Esto les permitió averiguar cómo encajaban los distintos parámetros para provocar los cambios climáticos observados. El profesor Stephen Barker comentó:
El patrón que encontramos es tan reproducible que pudimos hacer una predicción exacta de cuándo se producirían los distintos periodos interglaciares del último millón de años y cuánto durarían.
La coautora del estudio, la profesora Lorraine Lisiecki, de la Universidad de California en Santa Bárbara, añadió:
Esto es importante porque confirma que los ciclos naturales del clima que observamos en la Tierra a lo largo de decenas de miles de años son en gran medida predecibles y no aleatorios o caóticos. Y como ahora vivimos en un periodo interglaciar -el Holoceno-, también podemos hacer una predicción sobre cuándo nuestro clima podría volver a un estado de edad de hielo.
Otro de los coautores del estudio, el Dr Gregor Knorr, del Instituto Alfred Wegener, Centro Helmholtz de Investigación Polar y Marina, agregó:
Pero esa transición a un estado de edad de hielo en 10.000 años es muy improbable porque las emisiones humanas de dióxido de carbono a la atmósfera ya han desviado el clima de su curso natural, lo que tiene implicaciones a más largo plazo en el futuro.
El equipo planea basarse en sus hallazgos para establecer una línea de base del clima natural de la Tierra para los próximos 10.000 – 20.000 años, calibrando los cambios pasados. En combinación con simulaciones de modelos climáticos, los investigadores esperan cuantificar el impacto absoluto del cambio climático inducido por el Hombre en un futuro lejano.
El profesor Stephen Barker añadió:
Ahora que sabemos que el clima es en gran medida predecible en estas largas escalas de tiempo, podemos utilizar los cambios pasados para informarnos sobre lo que podría haber ocurrido en el futuro sin la influencia humana.
Esto es algo que no podíamos hacer antes con el grado de confianza y proporciona una base mejorada para las decisiones que estamos tomando ahora sobre las emisiones de gases de efecto invernadero que determinarán el cambio climático futuro.
El profesor Chronis Tzedakis, de la University College London, también coautor del estudio, añade:
Este nuevo estudio se basa en nuestro trabajo anterior y representa una importante contribución a una teoría unificada de los ciclos glaciares.
Resumen del editor de la revista Science
A pesar de décadas de investigación, no se sabe con precisión cómo afectan las distintas partes de los ciclos de insolación solar a los ciclos glaciares. Barker y el equipo de científicos adoptaron un nuevo enfoque para responder a esta pregunta examinando la morfología del inicio de los glaciares y la deglaciación.
Descubrieron que estas etapas dependen en gran medida del desfase relativo entre la precesión y la oblicuidad: la precesión influye más en el inicio de la deglaciación, mientras que la oblicuidad es más importante para alcanzar las condiciones interglaciares máximas y el inicio de los glaciares.
Así pues, la variabilidad glaciar-interglaciar en el período pertinente, denominado mundo de 100.000 años, es en gran medida determinista.
Resumen estructurado
Introducción
La morfología de los ciclos glaciares refleja la geometría orbital de la Tierra. © 2025 by Science.
La teoría de Milankovitch sugiere que el aumento y la disminución de las enormes capas de hielo continentales en todo el hemisferio norte son el resultado de ligeros cambios en la inclinación axial y la geometría de la órbita de la Tierra alrededor del Sol, que influyen en la distribución estacional y geográfica de la luz solar entrante.
Los cambios en la inclinación del eje de rotación de la Tierra con respecto al plano orbital (oblicuidad) provocan variaciones en la estacionalidad, con un periodo de ~41 mil años (kyr), y afectan fuertemente a la energía total (integrada) de verano recibida en latitudes altas.
La precesión del eje de rotación (y de la propia órbita) provoca variaciones en el momento del solsticio con respecto a la distancia Tierra-Sol, con un periodo de ~21 kyr. La precesión influye sobre todo en la intensidad máxima del verano en las latitudes medias y altas. La forma de la órbita terrestre (excentricidad) también varía de más a menos circular, con un periodo de ~100 kyr (y ~400 kyr). La excentricidad es lo que más influye en la amplitud de la precesión.
Fundamentación
Milankovitch desarrolló su teoría a principios del siglo XX, pero permaneció sin demostrar hasta que Hays, Imbrie y Shackleton presentaron las primeras pruebas geológicas sólidas que la apoyaban en 1976. La identificación de los periodos característicos de precesión y oblicuidad en una serie de registros paleoclimáticos confirmó que ambos parámetros debían desempeñar algún papel en el ritmo de los ciclos glaciares del Pleistoceno, pero su función exacta seguía sin estar clara.
Además, la observación de una fuerte periodicidad de ~100 años era difícil de conciliar con la débil influencia directa de la excentricidad. Desde entonces, ha habido muchos intentos de diferenciar la importancia relativa de la precesión frente a la oblicuidad, especialmente en el proceso de terminación de los glaciares (deglaciación).
El mayor obstáculo al que se enfrenta un ejercicio de este tipo es la dificultad de producir edades absolutas para los paleorregistros con la precisión suficiente para diferenciar la influencia directa de uno u otro parámetro. El equipo de científicos adoptó un enfoque alternativo que elude la necesidad de tal precisión; examinaron la morfología de la deglaciación-incepción y la compararon con el desfase orbital.
Resultados
Se ha hallado una fuerte correlación entre la duración de la deglaciación y el escalonamiento de la precesión frente a la oblicuidad durante la terminación, siendo el inicio de la deglaciación probablemente impulsado por la intensificación máxima del verano (es decir, la precesión) en combinación con el aumento de la oblicuidad, mientras que la oblicuidad por sí sola es responsable del inicio glaciar.
Nuestros resultados pueden explicarse por variaciones en la latitud media de las capas de hielo septentrionales: el inicio se produce en latitudes altas bajo la influencia de la oblicuidad, y la deglaciación refleja los efectos duales de la precesión y la oblicuidad en capas de hielo glaciares totalmente extendidas.
Una deglaciación prolongada se produce cuando el cambio responsable en la precesión comienza pronto con respecto a la fase de oblicuidad, retrasando de forma efectiva el retroceso hacia el norte de las capas de hielo hacia su estado interglaciar. Por último, observamos que los picos de precesión que conducen a la terminación (que siempre coinciden con el aumento de la oblicuidad) se producen directamente después de los mínimos de excentricidad.
Esto es coherente con las sugerencias de que la disminución de la excentricidad puede permitir el crecimiento de grandes capas de hielo mediante la reducción de la amplitud de la precesión.
Conclusión
Los resultados sugieren que los ciclos glaciares de ~100 kyr de mediados a finales del Pleistoceno son en gran medida deterministas, lo que permite predecir la aparición y duración de todos los periodos deglaciares e interglaciares de los últimos 900 kyr basándose únicamente en la fase orbital. Esto permite a los científicos hacer estimaciones de primer orden sobre el futuro natural del clima de la Tierra en la hipotética ausencia de forzamiento de CO2 resultante de las actividades humanas.
Resumen
Identificar el papel específico de la precesión, la oblicuidad y la excentricidad en las transiciones glaciar-interglaciar se ve dificultado por un control impreciso de la edad. El equipo sorteó este problema centrándose en la morfología de la deglaciación y el inicio, que demostramos depende en gran medida de la fase relativa de la precesión frente a la oblicuidad.
Los investigadores demostraron que, aunque ambos parámetros son importantes, la precesión influye más en el inicio de la deglaciación, mientras que la oblicuidad es más importante para alcanzar las condiciones interglaciares máximas y el inicio de la glaciación.
Comprobaron que el conjunto de picos de precesión (mínimos) responsables de las terminaciones desde hace 0,9 millones de años es un subconjunto de aquellos picos que comienzan (es decir, el parámetro de precesión empieza a disminuir) mientras la oblicuidad aumenta.
Específicamente, la terminación ocurre con el primero de estos picos candidatos que ocurre después de cada mínimo de excentricidad. Así pues, la morfología general de los ciclos glaciares de 100.000 años (100-kyr) parece en gran medida determinista.
Publicación original
Stephen Barker, Lorraine E. Lisiecki, Gregor Knorr, Sophie Nuber, Polychronis C. Tzedakis: Distinct roles for precession, obliquity, and eccentricity in Pleistocene 100-kyr glacial cycles, Science (2025). DOI: 10.1126/science.adp3491
