Gaia es una deidad caprichosa: ¿Qué condiciones para una edad de hielo? [*]
Empezaré con una cifra extraída de un artículo (an article) de Retallack y Conde:
Eje X: ppm de concentración de CO2; los puntos oscuros son edades de hielo, los puntos blancos son interglaciales. Los puntos cubren unos 300 millones de años de la historia de la Tierra. Eje Y: Temperatura media anual °C.
De Retallack and Conde, 2020
Soy un gran admirador de Gregory Retallack, el mayor experto del mundo en paleosuelos y, dicho sea de paso, otro científico de orientación gaiana. Si tiene tiempo, lea su libro “Soil Grown Tall.” Es uno de esos libros que puede cambiar por completo su percepción del mundo, al menos en cuanto a cómo funciona el ecosistema. Una vez que haya aprendido qué es un «Mollisol» (y que «ella» es, en realidad, una de las Diosas de la Tierra), sus puntos de vista sobre muchas cosas nunca volverán a ser los mismos.
La figura anterior se basa en el estudio de estomas de las plantas y proporciona algunas de las pruebas más claras que tenemos sobre la correlación entre la concentración de CO2 y la temperatura durante un enorme período: unos 300 millones de años; más de la mitad del Fanerozoico. Siempre me sorprende que haya científicos que puedan proporcionar datos a tan largo plazo sobre edades tan remotas.
Por otro lado, observe algo en la figura: los puntos oscuros representan edades de hielo, mientras que los puntos blancos son períodos sin hielo, a veces llamados «interglaciales». Tenga en cuenta la superposición: las edades de hielo tienden a agruparse en concentraciones bajas de CO2, pero hay varias excepciones. Hay períodos con niveles bajos de CO2 sin glaciaciones, y algunas glaciaciones ocurren con concentraciones de CO2 relativamente altas.
Permítanme contarle otro ejemplo: en un artículo reciente en “Nature” (a recent paper on “Nature,”), Jurikova y sus compañeros de trabajo examinaron concentraciones antiguas de CO2 utilizando un sustituto basado en isótopos de boro. Estudiaron en particular el Paleozoico, la primera era de las tres que forman el Eón Fanerozoico, los últimos 542 millones de años de la historia de la Tierra. Una época en la que la vida se iba apoderando de la Tierra y mostrando una variedad de animales y plantas.
Hubo dos glaciaciones durante el Paleozoico. Una es la Edad de Hielo Andino-Sahariana (hace 460 a 430 millones de años), la otra la Edad de Hielo Paleozoico Tardío (hace 360 a 260 millones de años). Una vez, se la llamó edad de hielo «Karoo» por un lugar en Sudáfrica, ahora se la llama cariñosamente «LPIA», Edad de Hielo del Paleozoico Tardío. (A los científicos les gustan las siglas que nos dejan un poco perplejos, pobres tontos). Ambas edades de hielo normalmente están relacionadas con la expansión de la biosfera de la Tierra que eliminó grandes cantidades de CO2 de la atmósfera y, por lo tanto, la enfrió.
El trabajo de Jurikova estuvo dedicado a la LPIA y declaró que (she declared): «Dirijo un equipo internacional de científicos que acaban de publicar una investigación (research) que demuestra, por primera vez, que el dióxido de carbono (carbon dioxide) (CO₂) jugó un papel central en esta enorme transición climática».
Si sabe un poco sobre estos temas, inmediatamente notará cierto grado de exageración en esta declaración. Es normal en la situación actual de competencia por recursos limitados. Los científicos se ven obligados a exagerar sus descubrimientos; deben ser nuevos, avances, cambiarlo todo, momentos de «gee-whiz», y cosas por el estilo. Pero ese no es siempre el caso.
Eso no significa que el artículo de Jurikova (Jurikova’s paper) no sea un buen artículo. Se trata, en realidad, de un excelente trabajo que confirma cómo el fin de la LPIA estuvo acompañado de un aumento considerable de las concentraciones de CO2. Pero varios otros representantes mostraron resultados similares, como se puede ver en esta figura del artículo de Jurikova.
Los datos de Jurikova son los círculos violetas. También ve datos de Retallack y otros. La incertidumbre es considerable y algunos datos antiguos no muestran el pico, pero varios estudios muestran un pico de CO2 en correspondencia con el derretimiento del hielo del LPIA. Se puede decir que los datos de Jurikova son mejores y muestran una transición más pronunciada, pero no son muy diferentes.
En la figura también se ven algunos datos de la edad de hielo andino-sahariana anterior, pero no son suficientes para decir mucho al respecto. También se ve el tremendo aumento de CO2 que marcó el comienzo de la era Mesozoica, la época cálida de los dinosaurios. Entonces, hay cierta lógica en lo que estamos viendo: existe una proporcionalidad entre las concentraciones de CO2 y las temperaturas.
Por lo tanto, las cosas encajan razonablemente bien para la LPIA, pero normalmente ese no es el caso. Por ejemplo, mi colega Anastassia Makarieva señaló en una publicación de su blog (in a post in her blog) que Jurikova et al. no comentó el hecho de que cuando las concentraciones de CO2 disminuyeron, a finales del Pérmico, la edad de hielo no regresó. ¿Por qué?
El problema es que el CO2 se ha convertido en un tema políticamente cargado, por lo que los científicos tienden a tener cuidado de no proporcionar material que pueda ser explotado por aquellos críticos que operan como “comerciantes de la duda”, como los definieron en el libro clásico de Oreskes y Conway. En este ámbito se aplica el principio de las películas policiales, cuando dicen “cualquier cosa que digas puede usarse en tu contra”. La advertencia Miranda no fue desarrollada para los científicos del clima, pero a menudo parecen tenerla en cuenta en una forma que dice: «cualquier cosa que digas será tergiversada para demostrar que la ciencia del clima es un engaño». Por lo tanto, la cautela es comprensible y Jurikova probablemente dejó este tema para un artículo futuro, donde podría examinarse en profundidad.
En cualquier caso, muchas veces la ciencia avanza precisamente porque se enfrenta a contradicciones aparentes. Entonces, los datos del Pérmico tardío nos dicen algo que deberíamos saber, pero que no siempre recordamos: el CO2 no es el único factor que determina la temperatura de la atmósfera. Al menos cinco factores (At least five factors) pueden forzar las temperaturas de la Tierra. Cuando hablamos de edades de hielo, el albedo, la fracción de luz que la Tierra refleja en el espacio, es probablemente el factor crucial.
Ahora bien, una edad de hielo es una transición de fase: del agua líquida al hielo. Si trabajó en transiciones de fase en el mundo real, sabrá que pueden ser mucho más complicadas de lo que parecen cuando se muestran en un diagrama de fases claro y esquemático. El agua líquida puede existir en un estado metaestable muy por debajo de la temperatura de congelación; se llama agua «sobre enfriada» (“supercooled”). Es por esta razón que se puede forzar la lluvia «sembrando» las nubes con pequeñas partículas que actuarán como centros de nucleación del vapor de agua en la atmósfera. Son el detonante que iniciará la formación de gotas de agua o hielo.
El agua sobre enfriada se congela instantáneamente cuando encuentra
un sustrato adecuado.
Supercooled water freezes instantly when it finds a suitable substrate
Algo similar ocurre a mayor escala en todo el planeta, aunque no necesariamente involucra agua sobre enfriada. Para tener una edad de hielo, es necesario desencadenar la transición de fase. Necesita tener algo de hielo en el polo que aumentará el albedo lo suficiente como para bajar la temperatura y provocar la formación de más hielo. Esto provocará la eliminación de algo de CO2 de la atmósfera, absorbido por los océanos y, por tanto, una temperatura aún más baja. Más hielo aumentará aún más el albedo y reducirá las temperaturas, generando más hielo. Eso eliminará más CO2, y así sucesivamente. Con el tiempo, verá que las capas de hielo se expanden por todas partes.
Por supuesto, los mamuts no existieron durante la LPIA,
¡eran criaturas de una edad de hielo mucho más tardía!
Todo esto significa que se necesitan condiciones adecuadas en los polos para que comience una edad de hielo. Si no hay suficiente humedad y frío, entonces no comenzará una edad de hielo, aunque el promedio global sea teóricamente lo suficientemente bajo. Por el contrario, una vez que ha comenzado, puede que no sea fácil deshacerse de él, incluso con el aumento de las temperaturas y las concentraciones de CO2. Por ejemplo, en nuestra época, la Tierra puede estar entrando en un período de «invernadero», pero todavía tenemos mucho hielo en los polos, y su alto albedo lo estabiliza… por ahora.
Estas condiciones proporcionan una evaluación razonable de la aparente contradicción en los datos del clima del Pérmico tardío. Sin embargo, como señala correctamente Anastassia en su artículo, persiste un enigma más difícil con respecto a la falta de correlación entre el CO2 y las temperaturas durante la segunda mitad del Mesozoico. Creo que el albedo también es el factor clave en ese caso, pero lo discutiremos en una publicación futura.
Al final, los sistemas complejos nunca son totalmente predecibles: están impulsados por la disipación de energía potencial, pero pueden decidir no disiparla. A veces, Gaia es, de hecho, una deidad caprichosa.
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UB
02/02/2025
Fuente: 02.02.2025, desde el substack. com de Ugo Bardi “Living Earth” (“Tierra Viviente”) autorizado por el autor.
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