Archivo de la categoría: Meteorología

Los efectos de las antiguas emisiones de carbono sugieren posibles escenarios para el clima futuro

Una liberación masiva de gases de efecto invernadero, probablemente provocada por la actividad volcánica, provocó un período de calentamiento global extremo conocido como Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno (PETM) hace unos 56 millones de años. Un nuevo estudio ahora confirma que ese PETM fue precedido por un episodio más pequeño de calentamiento y acidificación de los océanos causado por un crecimiento explosivo más breve de emisiones de carbono.

Estos hallazgos, publicados el 16 de marzo en Science Advances, indican que la cantidad de carbono liberado a la atmósfera durante este evento previo fue aproximadamente igual a las emisiones de carbono acumuladas en la actualidad por la quema de combustibles fósiles y otras actividades humanas. Como resultado, el evento previo de corta duración representa lo que podría suceder si se pueden detener rápidamente las emisiones actuales, mientras que el calentamiento global mucho más extremo del PETM muestra las consecuencias de continuar liberando carbono a la atmósfera al ritmo actual.


«Fue un eructo de carbono de corta duración equivalente a lo que ya hemos liberado por emisiones antropogénicas», dijo el coautor James Zachos, profesor de ciencias planetarias y de la Tierra y presidente de Ida Benson Lynn de Ocean Health en UC Santa Cruz. «Si eliminásemos las emisiones hoy, ese carbono eventualmente se disolvería en las profundidades del mar, y su señal desaparecería, porque el reservorio de aguas profundas es muy grande».

Este proceso tomaría cientos de años, mucho tiempo para los estándares humanos, pero corto en comparación con las decenas de miles de años que le tomó al sistema climático de la Tierra recuperarse del PETM más extremo.

Los nuevos hallazgos se basan en un análisis de sedimentos marinos que se depositaron en aguas poco profundas a lo largo de la costa atlántica de los EE.UU. y que ahora forman parte de la llanura costera del Atlántico. En el momento del PETM, los niveles del mar eran más altos y gran parte de los estados de Maryland, Delawarey Nueva Jersey estaban bajo el agua. El Servicio Geológico de EE.UU. (USGS) ha perforado núcleos de sedimentos de esta región, los que los investigadores utilizaron para el estudio.

El PETM está marcado en los sedimentos marinos por un cambio importante en la composición de isótopos de carbono, y otra evidencia de cambios dramáticos en la química del océano como resultado de que el océano absorbe grandes cantidades de dióxido de carbono de la atmósfera. Los sedimentos marinos contienen las conchas microscópicas de diminutas criaturas marinas llamadas foraminíferos, que vivían en las aguas superficiales del océano. La composición química de estas conchas registra las condiciones ambientales en las que se formaron y revela evidencia de temperaturas más cálidas del agua superficial y acidificación del océano.

El autor principal, Tali Babila, comenzó el estudio como becario postdoctoral trabajando con Zachos en UC Santa Cruz y ahora está en la Universidad de Southampton, Reino Unido. Los nuevos métodos analíticos que desarrollaron en Southampton permitieron a los investigadores analizar la composición de isótopos de boro de foraminíferos individuales para reconstruir en una imagen detallada el récord de acidificación de los océanos. Esto fue parte de un conjunto de análisis geoquímicos que utilizaron para reconstruir los cambios ambientales durante el evento previo y el PETM principal.

«Antes se necesitaban miles de caparazones fósiles de foraminíferos para la medición de isótopos de boro. Ahora podemos analizar un solo caparazón, que es solo del tamaño de un grano de arena», dijo Babila.

La evidencia de un evento de calentamiento previo se había identificado antes en los sedimentos de la sección continental en la cuenca Big Horn en Wyoming, y en algunos otros sitios. Sin embargo, no estaba claro si se trataba de una señal global, ya que no se encontraba en los núcleos de sedimentos de aguas profundas. Zachos dijo que esto tiene sentido porque las tasas de sedimentación en las profundidades del océano son lentas y la señal de un evento de corta duración se perdería debido a la mezcla de sedimentos por la vida marina que habita en el fondo.

«La mejor esperanza de ver la señal sería en cuencas marinas poco profundas, donde las tasas de sedimentación son más altas», dijo. «El problema allí es que la deposición es episódica y la erosión es más probable. Por lo tanto, no hay una alta probabilidad de capturarla».

El USGS y otros han perforado numerosos núcleos de sedimentos (secciones) a lo largo de la llanura costera del Atlántico. Los investigadores encontraron que el PETM está presente en todas esas secciones, y varias también capturan el evento previo. Dos secciones de Maryland (en South Dover Bridge y Cambridge-Dover Airport) son el foco del nuevo estudio.
«Aquí tenemos la señal completa, y otro par de lugares capturan parte de ella. Creemos que es el mismo evento que encontraron en la cuenca de Bighorn», dijo Zachos.

Basándose en sus análisis, el equipo concluyó que la señal previa en las secciones de Maryland representa un evento global que probablemente duró algunos siglos, o posiblemente varios milenios, como máximo.

Los dos picos de carbono, el previo de corta duración, y las emisiones de carbono mucho más grandes y prolongadas que impulsaron el PETM, llevaron a mecanismos y escalas de tiempo profundamente diferentes para la recuperación del ciclo del carbono y el sistema climático de la Tierra. El carbono absorbido por las aguas superficiales durante el evento previo se mezcló con las profundidades del océano en aproximadamente mil años. Sin embargo, las emisiones de carbono durante el PETM excedieron la capacidad de amortiguación del océano, y la eliminación del exceso de carbono dependió de procesos mucho más lentos, como la erosión de las rocas de silicato durante decenas de miles de años.

Zachos señaló que existen diferencias importantes entre el sistema climático de la Tierra actual y el que había durante el Paleoceno, en particular la presencia de capas de hielo polares en la actualidad, que aumentan la sensibilidad del clima al calor del efecto invernadero.
Además de Babila y Zachos, los coautores del artículo son Gavin Foster y Christopher Standish de la Universidad de Southampton; Donald Penman en la Universidad Estatal de Utah; Monika Doubrawa, Robert Speijer y Peter Stassen en KU Leuven, Bélgica; Timothy Bralower en la Universidad Estatal de Pensilvania; y Marci Robinson y Jean Self-Trail en el USGS. Este trabajo fue financiado en parte por la Fundación Nacional de Ciencias.

________________________________________
Fuente de la historia:
Materiales proporcionados por la Universidad de California-Santa Cruz. Original escrito por Tim Stephens. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
________________________________________
Referencia de la publicación:
Tali L. Babila, Donald E. Penman, Christopher D. Standish, Monika Doubrawa, Timothy J. Bralower, Marci M. Robinson, Jean M. Self-Trail, Robert P. Speijer, Peter Stassen, Gavin L. Foster, James C .Zachos. Surface ocean warming and acidification driven by rapid carbon release precedes Paleocene-Eocene Thermal Maximum. Science Advances, 2022; 8 (11) DOI: 10.1126/sciadv.abg1025

Noticias relacionadas:

Estudio de la NASA descubre que los océnos Índico y Pacífico ocultan temporalmente el Calentamiento Global

Un nuevo estudio de la NASA de las mediciones de temperatura del océano muestra que, en los últimos años, el calor extra de los gases de efecto invernadero ha sido atrapado en las aguas de los océanos Pacífico e Índico. Los investigadores dicen que este patrón cambiante del calor del océano tiene efecto en una desaceleración de la tendencia en la temperatura global de la superficie que se ha observado durante la última década

Los investigadores Verónica Nieves, Josh Willis y Bill Patzert del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA en Pasadena, California, encontraron un estrato específico de los océanos Índico y Pacífico ubicado entre 100 y 300 metros por debajo de la superficie que ha estado acumulando más calor que lo que se había detecado antes. También observaron que el movimiento de agua cálida ha afectado a las temperaturas de la superficie. El resultado ha sido publicado esta semana en la revista Science.

Durante el siglo 20, a medida que las concentraciones de gases de efecto invernadero aumentaban y atrapaban más energía calórica en la Tierra, las temperaturas superficiales globales también aumentaron. Sin embargo, en el siglo 21 este patrón pareció cambiar momentáneamente.

«Los gases de efecto invernadero continuaron atrapando calor extra, pero por cerca de 10 años, comenzando a principios del 2000, la temperatura media mundial de la superficie dejó de trepar, e incluso se enfrió un poco», dijo Willis.

En el estudio, los investigadores analizaron las mediciones directas de temperatura en el océano, incluyendo observaciones de una red global de unas 3.500 sondas de temperatura del océano que se conoce como la matriz Argo. Estas mediciones muestran que las temperaturas por debajo de la superficie han estado aumentando.

El océano Pacífico es la principal fuente del agua cálida submarina hallada en el estudio, aunque parte de ese agua fue empujada ahora hacia el océano Índico. Desde 2003, los vientos alisios, usualmente fuertes, y otras características del clima han acumulado agua cálida en los 300 metros superiores del Pacífico occidental, empujándola contra Asia y Australia.

«El Pacífico occidental se puso tan cálido que parte del agua tibia está pasando hacia el Océano Índico a través del archipiélago de Indonesia», dijo Nieves, autora principal del estudio.

El movimiento hacia el oeste del agua cálida del Pacífico removió calor de las aguas de superficie del Pacífico central y oriental, lo que resultó en temperaturas de superficie inusualmente frías durante la última década. Debido a que la temperatura del aire sobre el agua está estrechamente relacionada con la temperatura del océano, esto aporta una posible explicación para la tendencia al enfriamiento global de la temperatura de la superficie.

Las temperaturas superficiales más bajas también están relacionados con un patrón climático de larga duración llamado Oscilación Decadal del Pacífico, que posee un ciclo de 20 a 30 años. Éste ha estado en una fase fría durante todo este tiempo en que las temperaturas de superficie se mostraron enfriándose. En la actualidad hay señales de que el patrón puede estar cambiando a la fase opuesta, con observaciones que muestran agua más cálida de lo normal en el Pacífico del este.

«Teniendo en cuenta el hecho de que la Oscilación Decadal del Pacífico parece estar cambiando a una fase más cálida, el calentamiento del océano en el Pacífico sin duda impulsará un aumento importante en el calentamiento global de la superficie», dijo Nieves.

Los intentos anteriores para explicar la tendencia al enfriamiento de la temperatura de la superficie mundial se han basado más en los resultados del modelo climático, o una combinación de los modelos y las observaciones, lo que puede ser mejor en la simulación de impactos a largo plazo durante muchas décadas y siglos. Este estudio se basó en observaciones, que son mejores para mostrar los cambios a corto plazo en el orden de 10 a 20 años. En períodos de tiempo más cortos, las variaciones naturales, tales como la reciente desaceleración de las tendencias globales en la temperatura superficial pueden tener impacto regional más grande en el clima que el calentamiento causado por el hombre.

 

 

Pausas de una década o más en el promedio de calentamiento de la temperatura de la superficie de la Tierra han ocurrido antes, en tiempos modernos, con uno sucedido entre mediados de 1940 y finales de 1970.

«En el largo plazo, no hay pruebas sólidas de calentamiento global incesante», dijo Nieves.

La NASA utiliza la visión desde el espacio para aumentar la comprensión de nuestro planeta, mejorar la vida y salvaguardar nuestro futuro. La NASA desarrolla nuevas maneras de observar y estudiar los sistemas naturales interconectados de la Tierra con los registros de datos a largo plazo. La agencia comparte libremente este conocimiento único y trabaja con instituciones de todo el mundo para obtener nuevos conocimientos sobre cómo está cambiando nuestro planeta.

Fuente: NASA. Aportado por Eduardo J. Carletti

Más información:

Una megasequía que no se ha visto en 1.000 años

Hubo megasequías en Norteamérica durante los años 1100 y 1200 que persistieron durante 20 a 50 años seguidos, y hay señales de que el centro de Estados Unidos podría repetir esa historia

El suroeste y las planicies centrales de Estados Unidos podrían estar en camino a enfrentar supersequías que no se han visto en más de 1.000 años. Lugares como California ya están experimentando condiciones muy secas, pero son consideradas bastante suaves comparadas con algunos periodos durante los siglos XII y XIII. Los científicos ya están comparando estas sequías tempranas con simulaciones climáticas que ocurrirán en las próximas décadas.

El estudio indica que eventos sin precedentes en el último milenio podrían repetirse más adelante. «Estas megasequías durante 1100 y 1200 persistieron durante 20, 30, 40, 50 años seguidos y fueron sequías que nadie en la historia de Estados Unidos ha experimentado nunca», aseguró Ben Cook, del Instituto Goddard para Estudios del Espacio en la NASA.

El cambio climático es -en líneas generales- el principal responsable de lo que viene si no se hace frente a la emisión de gases invernadero

«La sequía que la gente sabe que ocurrió en la década de los 30, conocida como «Dust Bowl» (literalmente Cuenco de Polvo), o la sequía de los años 50, o incluso la actual en California y el suroeste, son sequías naturales que se esperan duren solo unos años o quizá una década. Imagínese en cambio la actual sequía por otros 20 años».

El nuevo estudio de Cook fue publicado en la revista Science Advances y está siendo discutido también en la reunión anual de la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia.

Ya hay un consenso general de que el suroeste y las planicies centrales de EEUU (un espacio geográfico que va desde el norte de Texas hasta las Dakotas) se secarán como consecuencia del incremento de los gases que generan el efecto invernadero en la atmósfera. Sin embargo, la investigación del doctor Cook ha tratado de centrarse específicamente en las implicaciones de esa sequía.

Reconstrucción de condiciones climáticas

Su equipo hizo reconstrucciones de condiciones climáticas del pasado basadas en los datos recolectados de los anillos de la corteza de los árboles —los anillos son más anchos en años más húmedos— y comparó estos con 17 modelos climáticos, junto a diferentes índices usados para describir la cantidad de humedad en los suelos. El siglo XX será una bella película comparado con lo que podría venir.

El uso de información del paleolítico, dice Cook, permitió a las simulaciones capturar la completa extensión de las variables naturales que existen en el sistema climático, dándole a su equipo una mejor noción de lo que es normal y lo que es extremo.

Lo que el grupo encontró fue claro y consistente: que después de 2050 el suroeste y las planicies centrales seguramente cambiarán a condiciones más secas que exceden incluso la gran sequía de la época clasificada como «Anomalidad Climática Medieval» en los siglos XII y XIII. La causa de la sequía está relacionada con dos factores: reducción de precipitaciones, esto es, disminución de lluvias y nevadas, pero también un aumento de la evaporación, disparada por temperaturas más altas, llevando a suelos más secos.

«En ambos, el suroeste y las planicies centrales, estamos hablando de niveles de riesgo de 80% de una sequía de 35 años de duración para el final de este siglo si el cambio climático no es mitigado», indica que coautor del estudio Toby Ault, de la Universidad Cornell.

Los expertos aseguran que no se trata de un apocalipsis, sólo de condiciones climáticas mucho más drásticas. «Y eso es un punto realmente importante, no estamos necesariamente atrapados en estos altos niveles de riesgo de megasequía si llevamos a cabo acciones para desacelerar los efectos de un incremento de los gases que generan el efecto invernadero en las temperaturas globales».

Cambio climático

Al preguntársele que definiera con más precisión lo que significan condiciones de megasequía, el doctor Ault usó el ejemplo de Tucson, Arizona, donde las precipitaciones han estado al 80% de los niveles esperados desde la década de los 90. Si eso continúa por otras dos décadas, podría calificarse como condiciones de megasequía, asegura.

 

 

El investigador de Cornell dijo a los periodistas que el Estados Unidos moderno probablemente será desafiado por tal aridez, pero que podrán conseguirse estrategias para hacerle frente. «Los récords que tenemos de pasadas megasequías están basados en estimados del ancho de tres anillos de árboles y si piensas en eso, es bastante prometedor porque significa que los eventos no fueron tan malos como para matar a todos los árboles. Soy optimista en el hecho de que podemos hacerle frente a la amenaza de una megasequía en el futuro, porque no significa que se acabe el agua, significa solo mucho menos agua de la que hemos estado acostumbrados en el siglo XX», concluyó el doctor Ault.

Fuente: BBC Mundo. Aportado por Eduardo J. Carletti

Más información: