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10 casos de fluctuaciones antropogénicas en el clima de la Tierra
10 casos de fluctuaciones antropogénicas en el clima de la Tierra

Video: 10 casos de fluctuaciones antropogénicas en el clima de la Tierra

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Anonim

Durante mucho tiempo, el clima de la Tierra ha fluctuado por diez razones diferentes, que incluyen oscilaciones orbitales, cambios tectónicos, cambios evolutivos y otros factores. Hundieron al planeta en edades de hielo o en calor tropical. ¿Cómo se relacionan con el cambio climático antropogénico contemporáneo?

Históricamente, la Tierra ha logrado ser una bola de nieve y un invernadero. Y si el clima cambió antes de la aparición del hombre, ¿cómo sabemos que somos nosotros los culpables del fuerte calentamiento que observamos hoy?

En parte porque podemos establecer una relación causal clara entre las emisiones antropogénicas de dióxido de carbono y un aumento de 1,28 grados Celsius en la temperatura global (que, dicho sea de paso, continúa) durante la era preindustrial. Las moléculas de dióxido de carbono absorben la radiación infrarroja, por lo que a medida que aumenta su cantidad en la atmósfera, retienen más calor, que se evapora de la superficie del planeta.

Al mismo tiempo, los paleoclimatólogos han logrado grandes avances en la comprensión de los procesos que llevaron al cambio climático en el pasado. Aquí hay diez casos de cambio climático natural, en comparación con la situación actual.

Ciclos solares

Escala:enfriamiento por 0, 1-0, 3 grados Celsius

Momento:caídas periódicas de la actividad solar que duran de 30 a 160 años, separadas por varios siglos

Cada 11 años, el campo magnético solar cambia y con él se producen ciclos de 11 años de brillo y atenuación. Pero estas fluctuaciones son pequeñas y afectan el clima de la Tierra solo de manera insignificante.

Mucho más importantes son los "grandes mínimos solares", períodos de diez años de disminución de la actividad solar que se han producido 25 veces durante los últimos 11.000 años. Un ejemplo reciente, el mínimo de Maunder, ocurrió entre 1645 y 1715 y provocó que la energía solar cayera 0.04% -0.08% por debajo del promedio actual. Durante mucho tiempo, los científicos creyeron que el mínimo de Maunder podría causar la "Pequeña Edad del Hielo", una ola de frío que duró desde el siglo XV al XIX. Pero desde entonces ha surgido que fue demasiado breve y sucedió en el momento equivocado. La ola de frío probablemente fue causada por la actividad volcánica.

Durante el último medio siglo, el Sol se ha atenuado ligeramente y la Tierra se está calentando, y es imposible asociar el calentamiento global con un cuerpo celeste.

Azufre volcánico

Escala:enfriamiento en 0, 6 - 2 grados Celsius

Momento:de 1 a 20 años

En 539 o 540 d. C. mi. Hubo una erupción tan poderosa del volcán Ilopango en El Salvador que su pluma alcanzó la estratosfera. Posteriormente, veranos fríos, sequías, hambrunas y plagas devastaron asentamientos en todo el mundo.

Erupciones de la escala de Ilopango arrojan gotas reflectantes de ácido sulfúrico a la estratosfera, que protegen la luz del sol y enfrían el clima. Como resultado, el hielo marino se acumula, más luz solar se refleja en el espacio y el enfriamiento global se intensifica y prolonga.

Tras la erupción de Ilopango, la temperatura global bajó 2 grados durante 20 años. Ya en nuestra era, la erupción del monte Pinatubo en Filipinas en 1991 enfrió el clima global en 0,6 grados durante un período de 15 meses.

El azufre volcánico en la estratosfera puede ser devastador, pero en la escala de la historia de la Tierra, su efecto es pequeño y también transitorio.

Fluctuaciones climáticas a corto plazo

Escala:hasta 0, 15 grados Celsius

Momento: de 2 a 7 años

Además de las condiciones climáticas estacionales, existen otros ciclos de corta duración que también afectan las precipitaciones y la temperatura. El más significativo de ellos, El Niño o Oscilación del Sur, es un cambio periódico en la circulación en el Océano Pacífico tropical durante un período de dos a siete años que afecta las precipitaciones en América del Norte. La Oscilación del Atlántico Norte y el Dipolo del Océano Índico tienen un fuerte impacto regional. Ambos interactúan con El Niño.

La interrelación de estos ciclos ha obstaculizado durante mucho tiempo la capacidad de demostrar que el cambio antropogénico es estadísticamente significativo y no solo otro salto en la variabilidad natural. Pero desde entonces, el cambio climático antropogénico ha ido mucho más allá de la variabilidad climática natural y las temperaturas estacionales. La Evaluación Nacional del Clima de EE. UU. De 2017 concluyó que "no hay evidencia concluyente de los datos de observación que puedan explicar el cambio climático observado por ciclos naturales".

Vibraciones orbitales

Escala: aproximadamente 6 grados Celsius en el último ciclo de 100.000 años; varía con el tiempo geológico

Momento: ciclos regulares superpuestos de 23.000, 41.000, 100.000, 405.000 y 2.400.000 años

La órbita de la Tierra fluctúa cuando el Sol, la Luna y otros planetas cambian sus posiciones relativas. Debido a estas fluctuaciones cíclicas, los llamados ciclos de Milankovitch, la cantidad de luz solar fluctúa en latitudes medias en un 25% y el clima cambia. Estos ciclos han operado a lo largo de la historia, creando capas alternas de sedimentos que se pueden ver en rocas y excavaciones.

Durante la era del Pleistoceno, que terminó hace unos 11.700 años, los ciclos de Milankovitch enviaron al planeta a una de sus edades de hielo. Cuando el cambio de órbita de la Tierra hizo que los veranos del norte fueran más cálidos que el promedio, las capas de hielo masivas en América del Norte, Europa y Asia se derritieron; cuando la órbita cambió de nuevo y los veranos se volvieron más fríos, estos escudos volvieron a crecer. A medida que el océano cálido disuelve menos dióxido de carbono, el contenido atmosférico aumentó y disminuyó al unísono con las oscilaciones orbitales, amplificando su efecto.

Hoy, la Tierra se está acercando a otro mínimo de luz solar del norte, por lo que sin las emisiones antropogénicas de dióxido de carbono, entraríamos en una nueva era de hielo en los próximos 1.500 años más o menos.

Sol joven tenue

Escala: sin efecto de temperatura total

Momento: permanente

A pesar de las fluctuaciones a corto plazo, el brillo del sol en su conjunto aumenta en un 0,009% por millón de años, y desde el nacimiento del sistema solar hace 4.500 millones de años, ha aumentado en un 48%.

Los científicos creen que, debido a la debilidad del joven sol, se debería deducir que la Tierra permaneció congelada durante toda la primera mitad de su existencia. Al mismo tiempo, paradójicamente, los geólogos han descubierto rocas de 3.400 millones de años, formadas en el agua con olas. El clima inesperadamente cálido de la Tierra primitiva parece deberse a una combinación de factores: menos erosión de la tierra, cielos más despejados, días más cortos y una composición especial de la atmósfera antes de que la Tierra obtuviera una atmósfera rica en oxígeno.

Las condiciones favorables en la segunda mitad de la existencia de la Tierra, a pesar del aumento en el brillo del sol, no conducen a una paradoja: el termostato de meteorización de la Tierra contrarresta los efectos de la luz solar adicional, estabilizando la Tierra.

Termostato de intemperismo y dióxido de carbono

Escala: contrarresta otros cambios

Momento: 100.000 años o más

El principal regulador del clima de la Tierra ha sido durante mucho tiempo el nivel de dióxido de carbono en la atmósfera, ya que el dióxido de carbono es un gas de efecto invernadero persistente que bloquea el calor y evita que se eleve desde la superficie del planeta.

Los volcanes, las rocas metamórficas y la oxidación del carbono en los sedimentos erosionados emiten dióxido de carbono al cielo, y las reacciones químicas con las rocas de silicato eliminan el dióxido de carbono de la atmósfera, formando piedra caliza. El equilibrio entre estos procesos funciona como un termostato, porque cuando el clima se calienta, las reacciones químicas son más efectivas para eliminar el dióxido de carbono, lo que ralentiza el calentamiento. Cuando el clima se enfría, la eficiencia de las reacciones, por el contrario, disminuye, facilitando el enfriamiento. En consecuencia, durante un largo período de tiempo, el clima de la Tierra se mantuvo relativamente estable, proporcionando un entorno habitable. En particular, los niveles promedio de dióxido de carbono han ido disminuyendo de manera constante como resultado del aumento del brillo del sol.

Sin embargo, se necesitan cientos de millones de años para que el termostato de intemperie reaccione al aumento de dióxido de carbono en la atmósfera. Los océanos de la Tierra absorben y eliminan el exceso de carbono más rápido, pero incluso este proceso lleva milenios y puede detenerse, con el riesgo de acidificación de los océanos. Cada año, la quema de combustibles fósiles emite alrededor de 100 veces más dióxido de carbono que los volcanes en erupción (los océanos y la meteorización fallan) por lo que el clima se calienta y los océanos se acidifican.

Cambios tectónicos

Escala: aproximadamente 30 grados Celsius durante los últimos 500 millones de años

Momento: Millones de años

El movimiento de las masas de tierra de la corteza terrestre puede mover lentamente el termostato de meteorización a una nueva posición.

Durante los últimos 50 millones de años, el planeta se ha enfriado, las colisiones de placas tectónicas empujan rocas químicamente reactivas como el basalto y la ceniza volcánica hacia los trópicos cálidos y húmedos, aumentando la tasa de reacciones que atraen el dióxido de carbono del cielo. Además, durante los últimos 20 millones de años, con el ascenso del Himalaya, los Andes, los Alpes y otras montañas, la tasa de erosión se ha más que duplicado, lo que ha provocado una aceleración de la meteorización. Otro factor que aceleró la tendencia al enfriamiento fue la separación de América del Sur y Tasmania de la Antártida hace 35,7 millones de años. Una nueva corriente oceánica se ha formado alrededor de la Antártida y ha intensificado la circulación de agua y plancton, que consume dióxido de carbono. Como resultado, las capas de hielo de la Antártida han crecido significativamente.

Anteriormente, durante los períodos Jurásico y Cretácico, los dinosaurios vagaban por la Antártida, porque sin estas cadenas montañosas, el aumento de la actividad volcánica mantenía el dióxido de carbono en niveles de aproximadamente 1,000 partes por millón (frente a 415 en la actualidad). La temperatura media en este mundo sin hielo era de 5 a 9 grados centígrados más alta de lo que es ahora, y el nivel del mar era 75 metros más alto.

Cataratas de asteroides (Chikshulub)

Escala: primero enfriar a unos 20 grados Celsius, luego calentar a 5 grados Celsius

Momento: siglos de enfriamiento, 100,000 años de calentamiento

La base de datos de impactos de asteroides en la Tierra contiene 190 cráteres. Ninguno de ellos tuvo un efecto notable en el clima de la Tierra, con la excepción del asteroide Chikshulub, que destruyó parte de México y mató a los dinosaurios hace 66 millones de años. Las simulaciones por computadora muestran que Chikshulub ha arrojado suficiente polvo y azufre a la atmósfera superior para eclipsar la luz solar y enfriar la Tierra en más de 20 grados Celsius y acidificar los océanos. El planeta tardó siglos en volver a su temperatura anterior, pero luego se calentó otros 5 grados debido a la entrada de dióxido de carbono de la piedra caliza mexicana destruida a la atmósfera.

La forma en que la actividad volcánica en India afectó el cambio climático y la extinción masiva sigue siendo controvertida.

Cambios evolutivos

Escala: dependiente del evento, enfriamiento de aproximadamente 5 grados Celsius a finales del período Ordovícico (hace 445 millones de años)

Momento: Millones de años

A veces, la evolución de nuevas especies de vida restablecerá el termostato de la Tierra. Por ejemplo, las cianobacterias fotosintéticas, que surgieron hace unos 3 mil millones de años, iniciaron el proceso de terraformación, liberando oxígeno. A medida que se propagaban, el contenido de oxígeno en la atmósfera aumentaba hace 2.400 millones de años, mientras que los niveles de metano y dióxido de carbono descendían drásticamente. En el transcurso de 200 millones de años, la Tierra se ha convertido en una "bola de nieve" varias veces. Hace 717 millones de años, la evolución de la vida oceánica, más grande que los microbios, desencadenó otra serie de bolas de nieve, en este caso, cuando los organismos comenzaron a liberar detritos en las profundidades del océano, extrayendo carbono de la atmósfera y ocultándolo en las profundidades.

Cuando las primeras plantas terrestres aparecieron unos 230 millones de años después en el período Ordovícico, comenzaron a formar la biosfera de la tierra, enterrando carbono en los continentes y extrayendo nutrientes de la tierra; se lavaron en los océanos y también estimularon la vida allí. Estos cambios parecen haber llevado a la Edad de Hielo, que comenzó hace unos 445 millones de años. Más tarde, en el período Devónico, la evolución de los árboles, junto con la formación de montañas, redujo aún más los niveles de dióxido de carbono y las temperaturas, y comenzó la Edad de Hielo Paleozoica.

Grandes provincias ígneas

Escala: calentamiento de 3 a 9 grados centígrados

Momento: cientos de miles de años

Las inundaciones continentales de lava y magma subterráneo, las llamadas grandes provincias ígneas, han provocado más de una extinción masiva. Estos terribles eventos desataron un arsenal de asesinos en la Tierra (incluida la lluvia ácida, la niebla ácida, el envenenamiento por mercurio y el agotamiento de la capa de ozono) y también provocaron un calentamiento del planeta, liberando enormes cantidades de metano y dióxido de carbono a la atmósfera, más rápido de lo que eran. podría manejar la intemperie del termostato.

Durante la catástrofe de Perm hace 252 millones de años, que destruyó el 81% de las especies marinas, el magma subterráneo prendió fuego al carbón siberiano, elevó el contenido de dióxido de carbono en la atmósfera a 8.000 partes por millón y calentó la temperatura entre 5 y 9 grados centígrados. El Máximo Térmico Paleoceno-Eoceno, un evento más pequeño hace 56 millones de años, creó metano a partir de campos petrolíferos en el Atlántico Norte y lo envió hacia el cielo, calentando el planeta 5 grados Celsius y acidificando el océano. Posteriormente, las palmeras crecieron en las costas árticas y los caimanes tomaron el sol. Emisiones similares de carbono fósil ocurrieron en el Triásico tardío y el Jurásico temprano, y terminaron en el calentamiento global, las zonas muertas del océano y la acidificación de los océanos.

Si algo de esto le suena familiar es porque las actividades antropogénicas hoy en día tienen consecuencias similares.

Como señaló un grupo de investigadores de la extinción del Triásico-Jurásico en abril en la revista Nature Communications: "Estimamos que la cantidad de dióxido de carbono emitido a la atmósfera por cada pulso de magma al final del Triásico es comparable al pronóstico de emisiones antropogénicas para el Siglo 21."

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