Nuevas investigaciones encuentran que las glaciaciones del Pleistoceno Tardío terminaron debido a la inclinación del eje de la Tierra en lugar de la excentricidad orbital.

28 de agosto de 2023

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por Hannah Bird, Phys.org

La ciclicidad glacial de la Tierra se ha considerado a menudo en escalas de tiempo de 100.000 años, especialmente para el Pleistoceno Tardío (~11.700 a 129.000 años atrás), alternando entre períodos de extensas capas de hielo polar y glaciar de montaña, a períodos interglaciales más cálidos cuando las capas de hielo y glaciares retrocedieron, con un posterior aumento del nivel del mar. Se cree que esto está relacionado con tres factores clave que afectan la cantidad de radiación solar que llega a la Tierra desde el sol.

Terminados los ciclos de Milankovitch, la excentricidad considera la forma en que la órbita de la Tierra cambia de circular a más elíptica en escalas de tiempo de 100.000 años, mientras que la oblicuidad se refiere a la variación de la 'inclinación' del eje del planeta entre 22,1 y 24,5 grados en 41.000 años (contribuyendo a las estaciones) y la precesión, que en términos sencillos es la dirección en la que apunta el eje de la Tierra y puede hacer que el contraste entre las estaciones sea más extremo en un hemisferio en comparación con el otro.

Aunque el ciclo de excentricidad ha sido un factor importante considerado para impulsar los ciclos glaciales/interglaciales, investigaciones más recientes han sugerido que en cambio podrían resultar de una serie de ciclos de oblicuidad o precesión (especialmente cuando el primero dominaba hasta hace 800.000 años). Para probar esta teoría, Bethany Hobart, una investigadora doctoral en la Universidad de California, y sus colegas modelaron los impactos de la terminación glacial en ciclos de 23.000 y 41.000 años.

Se propusieron tres hipótesis en una publicación de Nature Geoscience: 1) precesión forzada por excentricidad, donde los débiles ciclos de precesión se asocian con órbitas casi circulares y, por lo tanto, la insolación de verano que llega a la superficie de la Tierra es baja, lo que alienta la acumulación de capas de hielo; 2) la glaciación se terminó cada dos o tres ciclos de oblicuidad, por lo tanto, aproximadamente cada 100.000 años; o 3) tanto la precesión como la oblicuidad impulsaron el cambio entre la glaciación y la interglaciación.

El equipo de investigación concluyó que en realidad es el ciclo orbital más corto, la precesión, la que parece haber tenido el mayor efecto en la ciclicidad glacial en la historia geológica. Para el Pleistoceno Tardío, es la fuerza de la precesión en el hemisferio norte durante el verano la que habría ayudado a fomentar una fusión significativa de las capas de hielo y poner fin al período glacial.

Estos hallazgos se basaron en isótopos de oxígeno (el mismo elemento con diferentes masas atómicas), mediante el cual las condiciones más cálidas causan la evaporación de 16O más livianos, dejando el agua enriquecida en 18O más pesados que luego se incorporan a las conchas de los organismos que viven en el océano, como los foraminíferos unicelulares.

Los foraminíferos microscópicos se encuentran en núcleos de sedimentos obtenidos del océano profundo, y el análisis de los registros del Pleistoceno Tardío identifica disminuciones rápidas distintas en las relaciones 18O/16O que indican cambios en la temperatura del mar profundo como resultado de la variación del volumen de hielo.

La datación de los cambios orbitales se basó en registros de espeleotemas (depósitos minerales en cuevas; los estalactitas de calcita son un ejemplo) de China, produciendo un modelo de edad para los últimos 640.000 años. Investigaciones anteriores han establecido que los cambios climáticos en el Atlántico Norte se propagan rápidamente a las regiones monzónicas, siendo la terminación glacial correspondiente a monzones más débiles, por lo que los registros de espeleotemas se consideran sincrónicos con los registros de hielo.

A través de este trabajo, el equipo de investigación identificó nueve eventos de terminación glacial, siendo los tres marcados con un asterisco una terminación parcial, mientras que los demás representan un cambio completo de condiciones glaciales a interglaciales. Los ciclos de precesión son notablemente diferentes entre las terminaciones glaciales, lo cual Hobart y sus colegas sugieren que puede explicarse por la influencia competitiva de la oblicuidad, así como por el tamaño variable de las capas de hielo al comienzo de cada ciclo. Por lo tanto, calculan la duración entre los ciclos que varía entre 90.400 y 115.500 años, siendo los cambios más distintivos en la precesión un claro indicador de la sensibilidad de las capas de hielo del Pleistoceno Tardío.

Información de la revista: Nature Geoscience

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