El misterio del clima mesozoico [*] (Parte I / II)

¿Qué causó el calentamiento durante la era de los dinosaurios? A Gaia le debían gustar los dinosaurios, ya que creó muchos de ellos y los dejó vivir en la Tierra durante tanto tiempo. Pero los dinosaurios vivían en un mundo muy diferente al que es ahora.

No sé qué estrategia utiliza para dormir profundamente y bien. Para mí consiste en reflexionar sobre cuestiones científicas. Funciona maravillosamente para llevarme al reino de los sueños, pero también me lleva a líneas de pensamiento inesperadas. Especialmente si tengo un teléfono inteligente cerca, puedo despertarme en medio de la noche, encender una IA y hacer preguntas raras. Hace unas noches, mi esposa se despertó y me preguntó: «¿Qué diablos estás mirando en tu teléfono a las 2:00 de la madrugada?» Y le mostré mi consulta sobre “Papel de los metanótrofos en la digestión del material celulósico en los dinosaurios”. Afortunadamente, ella me conoce bien.

De todos modos, la pregunta en la que he estado pensando durante las últimas semanas es sobre el clima mesozoico. En un artículo reciente  (a recent paper), Emily Judd y sus coautores definieron sus resultados como el «enigma mesozoico». Para que sepa qué se entiende por “mesozoico” aquí tiene una tabla:

Y aquí están los resultados de Judd:

Puede ver que algo no hace ‘click’ como se esperaba. El Mesozoico, la era de los dinosaurios, abarcó unos 180 millones de años, hace 255 a 65 millones de años. Durante este período, la concentración de CO₂ se mantuvo en el rango de 700 -1.000 ppmv, muy superior a la actual de 420 ppmv. Como era de esperar, las temperaturas fueron altas, pero también cambiaron, aumentando unos 10°C e incluso más durante el período (observe los puntos amarillos en la imagen «B»; GMST, significa «Temperatura media global en la superficie»). Mientras que la correlación es buena para el Cenozoico (nuestra era) y no tan mala para el Paleozoico, no lo es para el Mesozoico: las temperaturas oscilaron, pero la concentración de CO₂ no cambió tanto. De ahí el “enigma”. (Anastassia Makarieva también lo comenta en una publicación suya (in a post of hers)).

¿Dónde está el error? ¿O es una característica? Es una de esas discrepancias que desafía nuestro conocimiento, y de estas discrepancias aprendemos cosas nuevas.

Antes de continuar, hagamos una pregunta básica: ¿qué tan confiables son estos datos? Si busca en la literatura científica, notará una gran incertidumbre. Especialmente en la literatura antigua, los datos no son tan claros. Pero hoy está surgiendo cierto acuerdo: el enigma mesozoico parece ser real. Entonces, si tiene problemas para dormir por la noche, puede sumergirse en este artículo de 2021 (this 2021 paper) de Scotese y otros, donde esta y otras preguntas sobre el clima mesozoico se analizan en detalle en 46 páginas ultra densas utilizando una prosa pesada y rica en términos arcanos. Está detrás de un muro de pago, pero no desespere: solo escríbame y le enviaré una copia para que duerma soñando con estar en los (pequeños) brazos de un simpático T-rex. Y, por supuesto, hay muchos más artículos sobre este tema. ¡No hay problemas previsibles de insomnio!

Ahora, intentemos discutir la discrepancia mesozoica en las mediciones de CO₂/temperatura. Sólo puedo proponer un esbozo de lo que entendí. No pretendo tener la solución, y hay gente por ahí que seguramente sabe mucho más que yo sobre este tema. Pero hice lo mejor que pude y espero que esta historia les resulte tan interesante como a mí. Veremos un resultado inesperado: los bosques pueden ser los culpables del calentamiento mesozoico. ¿Pero no se suponía que los bosques enfriarían la Tierra? Sí, lo hacen, pero hay otros factores involucrados, y el albedo (la fracción reflejada de la luz solar) puede ser el factor clave para resolver el enigma.

Algunas observaciones preliminares

Claramente, las concentraciones de CO₂ y las temperaturas no estuvieron relacionadas entre sí durante el Mesozoico, al menos en el rango que ocupaban en ese momento. Por lo tanto, tiene que haber otro factor (al menos uno) que haya causado el aumento irregular observado durante unos 150 millones de años.

Para empezar, descartemos un par de explicaciones que surgen casi inmediatamente al mencionar esta pregunta. Uno es el aumento de la radiación solar y el otro el papel del agua como gas de efecto invernadero.

En cuanto a la irradiación solar, es cierto que en el Mesozoico era un poco menor que la actual. La diferencia entre el inicio y el final del Mesozoico se puede calcular a partir de las tendencias de radiación solar a largo plazo, que van de 1.327 W/m² a 1.351 W/m². Comparando con el valor actual de aproximadamente 1.361 W/m², se puede calcular el cambio de temperatura esperado utilizando la ley de Stefan-Botzmann. No funciona, de ninguna manera. En el mejor de los casos, estamos hablando del orden de 0,7°C. El vapor de agua es un gas de efecto invernadero, pero no es un gas que fuerza el clima. En sí mismo, no puede “causar” calentamiento si todos los demás parámetros permanecen iguales.

¿Qué más hubo durante el Mesozoico que pudo haber afectado el clima? Los dinosaurios abundan, por supuesto, pero ¿cómo pudieron haber hecho eso? Aquí hay una propuesta interesante: ¡flatulencia de dinosaurio! En un artículo de 2012 (2012 paper), Wilkinson y sus coautores propusieron exactamente eso. La enorme cantidad de dinosaurios herbívoros que deambulaban por las llanuras mesozoicas habría generado una especie de “mar interior” en sus estómagos donde arqueas y bacterias anaeróbicas habrían encontrado un ambiente perfecto para vivir y demoler la materia orgánica, convirtiéndola en metano, un poderoso gas de efecto invernadero.

La idea tiene cierto sentido, pero parece demasiado vaga. ¡Un problema es que las flatulencias no se fosilizan! Entonces, tenemos que confiar en varios indicadores (proxies) de la concentración de metano durante el Mesozoico y, no. El potencial de calentamiento del metano mesozoico puede haber sido importante (may have been important), pero no hay evidencia de que aumentara en paralelo con las temperaturas, como se muestra en el diagrama de Judd.

El misterioso “factor”

Necesitamos pensar en un factor que cambió gradualmente y muy, muy, muy lentamente a lo largo de unos 150 millones de años. Muchas cosas sucedieron durante ese largo período. Pero hay uno que cambió paulatina e inexorablemente: la estructura de los continentes. Aquí hay una hermosa imagen de un artículo reciente (a recent paper) de Landwehr et al.:

Estas imágenes corresponden a los tres “Períodos” de la Era Mesozoica: el Triásico, el Jurásico y el Cretácico. En unos 190 millones de años, la superficie de la Tierra pasó de ser un único y enorme continente, Pangea, a una serie de continentes separados, similar a la situación actual, “sólo” 65 millones de años después.

Ahora bien, ¿qué tipo de clima existió durante el Mesozoico? Probablemente tenga en mente las clásicas imágenes de una tierra pantanosa con brontosaurios bañándose felices en sus cálidas piscinas. Es posible que algunos lugares hayan sido así. La Tierra es enorme y el clima varía mucho, pero esa no era la regla.

Si quiere ver datos sorprendentes sobre el Clima Mesozoico, vaya a este enlace (this link) y haga clic para ver los resultados de los paleosuelos para cada edad y entender qué tipo de vegetación existía en esa época. Aquí está el Triásico temprano (el comienzo del Mesozoico)

La historia es complicada, pero la cuestión es que el carbón (los puntos verdes) es un remanente típico de los bosques. Las evaporitas y la calcreta, en cambio, son restos de un clima seco. En la figura se ve que este período fue mayormente seco y desértico, sin brontosaurios revolcándose en pantanos (de hecho, no aparecerán antes del Jurásico tardío). ¿Por qué tan árido? Pues porque para tener bosques es necesario transportar agua hacia el interior desde el mar en forma de lluvia. Lo hacen los bosques utilizando el mecanismo de “bomba biótica”, pero existen límites en cuanto a la distancia que se puede transportar el agua y otros factores limitan el mecanismo. Entonces, cuando los continentes están agrupados en un solo “supercontinente”, se esperaría que el interior estuviera mayoritariamente seco.

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(N. del E.: La Parte II se publicará en la edición del 23.02.2025)

Fuente: 02.02.2025, desde el substack. com de Ugo Bardi “Living Earth” (“Tierra Viviente”) autorizado por el autor.