foto perfil

Métodos para determinar climas pasados

Publicado el 30 septiembre, 2020

¿Qué es la Paleoclimatología?

Al igual que ocasionalmente puede actualizar su guardarropa y peinado, la superficie de nuestra Tierra ha pasado por algunas revisiones bastante drásticas durante su vida útil. Hace aproximadamente 600 millones de años, nuestro planeta era una bola gigante de nieve y hielo, cubierta de escarcha de más de un kilómetro de espesor desde los polos hasta el ecuador.

Durante la época de los dinosaurios, hace unos 120 millones de años, una multitud de volcanes en erupción arrojaron gases de efecto invernadero a la atmósfera, creando una selva tropical cálida y húmeda. Este fue uno de los períodos más cálidos de la historia de la Tierra.

Sin embargo, obviamente no había humanos alrededor para ver esto. Entonces, ¿cómo sabemos que todos estos cambios sucedieron realmente? La paleoclimatología es el estudio de los cambios en el clima de la Tierra a lo largo de la historia de nuestro planeta. Los paleoclimatólogos tienen varios medios para medir los cambios en el clima, incluida la toma de muestras de núcleos de hielo, la observación de formas de tierra glaciar remanentes, la inspección del sedimento en el fondo del océano y el estudio de los fósiles de vegetación antigua.

Muestras de núcleos de hielo

Las muestras de núcleos de hielo son cilindros de hielo extraídos de un glaciar. Las nevadas anuales se acumulan en la superficie del glaciar, enterrando las capas inferiores. A medida que la nieve se convierte en hielo, las burbujas de aire quedan atrapadas, preservando muestras de la atmósfera terrestre en su interior.

Los científicos perforan profundamente los glaciares, extrayendo partes para su estudio. Esto les permite echar un vistazo a cómo era nuestra atmósfera hace muchos miles de años. Las muestras de núcleos de hielo más antiguas que hemos tomado hasta ahora contienen hielo que se remonta a 800.000 años.

Las muestras de núcleos de hielo permiten a los paleoclimatólogos medir el clima pasado de la Tierra de varias formas. Primero, las muestras de atmósfera atrapadas permiten a los científicos medir la concentración de gases de efecto invernadero. Las concentraciones más altas de gases de efecto invernadero en la atmósfera conducen a temperaturas más altas en la superficie del planeta.

En segundo lugar, los científicos pueden comparar esta información con otra vara de medir contenida en el hielo. Los isótopos son variaciones de un átomo que tienen un peso atómico diferente al de la forma primaria. Por ejemplo, el 99% de los átomos de oxígeno tienen un peso atómico de 16 unidades de masa atómica (O ^ 16); este es el peso que verá representado en la tabla periódica. Sin embargo, conocemos muchas otras versiones de oxígeno, desde O ^ 12 hasta O ^ 24.

El isótopo pesado de oxígeno O ^ 18 se encuentra en moléculas de agua líquida en concentraciones más altas cuando la temperatura es más fría. Sabiendo esto, los científicos pueden estimar las temperaturas pasadas basándose en la cantidad de O ^ 18 encontrada en el hielo del glaciar.

Accidentes geográficos glaciales remanentes

Gráfico de la Tierra

Como habrás notado en el gráfico anterior, la Tierra ha pasado por varias eras glaciales, también conocidas como glaciaciones o glaciaciones. Podemos encontrar evidencia de estos períodos de tiempo en muestras de núcleos de hielo. Sin embargo, también hay indicios de estas glaciaciones visibles a simple vista. Las formas de tierra glaciar remanente son características geológicas creadas por el movimiento de los glaciares o grandes capas de hielo. El Parque Nacional de Yosemite en California es famoso por sus impresionantes vistas creadas por el flujo y reflujo de los glaciares.

A medida que los glaciares se expanden, el peso creciente del hielo y la nieve erosiona, aplasta y corta las montañas circundantes, las laderas y los lechos rocosos. Esta acción crea accidentes geográficos como rocas arrancadas, valles en forma de U y arêtes. Esta animación muestra cómo, a medida que el glaciar se mueve, desgasta o corta la superficie de la Tierra. También arranca el lecho rocoso suelto, atrapando las rocas y los cantos rodados y transportándolos lejos de su punto de origen. A medida que los glaciares retroceden, dejan atrás sus rocas y guijarros acumulados, creando formas de tierra como drumlins, morrenas y kames.

Sedimento del suelo oceánico

De manera similar a como los paleoclimatólogos usan muestras de glaciares para mirar hacia el pasado, también extraen núcleos extraídos del fondo del océano. Todos los días, el polvo, la suciedad y los restos de plantas y animales caen al fondo del fondo del océano. Los esqueletos de las plantas y animales fallecidos se asientan en el fondo del océano, solo para ser cubiertos por más polvo, suciedad y esqueletos. Con el tiempo, estos depósitos oceánicos se acumulan, creando un registro de las plantas y animales que vivían en el área. Al excavar en estas capas, los científicos pueden vislumbrar la vida y el clima de una región que se remonta a 170 millones de años.

Uno de los fósiles más útiles que se encuentran en estos núcleos de sedimentos son los foraminíferos , un plancton microscópico que se encuentra en todos los ecosistemas marinos. Una especie de foraminíferos solo se encuentra en ambientes árticos. El descubrimiento de esta especie de agua fría es una indicación de que el clima de esa región fue una vez mucho más frío, incluso glacial. Luego, los científicos pueden fechar estos fósiles, creando una línea de tiempo de cuándo esa zona oceánica experimentó glaciaciones.

Además, los depósitos oceánicos proporcionan evidencia de la biodiversidad, o la cantidad y tipo de vida en un área en particular en un momento determinado. Las regiones tropicales más cálidas tienden a tener una mayor biodiversidad que las regiones árticas más frías, así como diferentes tipos de vida vegetal y animal. Por ejemplo, no encontraría un oso polar viviendo en una selva tropical. Con base en el grado de biodiversidad encontrado en una muestra, así como en las adaptaciones representadas en los fósiles, los científicos pueden deducir cuál podría haber sido el clima.

Fósiles de vegetación antigua

Los paleoclimatólogos también utilizan fósiles encontrados en tierra para darles pistas sobre climas pasados. Las plantas modernas que viven en un clima particular, sin importar dónde se encuentren en el mundo, tienen adaptaciones notablemente similares a su entorno. Por ejemplo, en ambientes con mucha humedad y luz solar, como las selvas tropicales, las plantas tienen hojas grandes y cutículas delgadas. La cutícula de una planta es una capa cerosa en el exterior de la hoja que ayuda a prevenir la pérdida de agua. En ambientes secos, como la tundra o el desierto, la vegetación tiende a tener hojas pequeñas o nulas y cutículas gruesas para ayudar a la planta a retener el agua.

Al comparar los fósiles de hojas de la vegetación antigua con las hojas de las plantas vivas hoy, los paleoclimatólogos pueden hacerse una idea de cómo eran los climas del pasado en una región en particular. Esta hoja de un arce extinto es muy similar a las hojas de una especie viva actual. Los científicos utilizarán esta observación para deducir que la hoja de arce extinta probablemente existió en un entorno similar a la versión moderna.

Los anillos de los árboles, tanto vivos como fosilizados, también dan pistas sobre climas pasados. Cada año, un árbol se ensancha, agregando nuevas capas de células alrededor de las que ya están allí. Si observa una sección transversal del tronco de un árbol, estas capas aparecen como anillos de crecimiento.

Aparte de la estimación de la edad del árbol, los anillos de crecimiento también permiten vislumbrar las variaciones climáticas anuales. Los años con mucha lluvia permiten un gran crecimiento, por lo que esos años se mostrarán como anillos anchos. Los años con poca lluvia no permiten el crecimiento, por lo que esos años se mostrarán como anillos estrechos. Los anillos faltantes o los anillos falsos indican momentos de estrés, como sequía o heladas. Los climas con mucha lluvia y luz solar, como las selvas tropicales, mostrarán un crecimiento constante y continuo. Esto a menudo se refleja como una falta de anillos de crecimiento.

Al encontrar árboles naturalmente viejos, como Matusalén, un pino bristlecone de casi 5,000 años en California, y combinarlo con árboles fallecidos y fosilizados en el área, los científicos han utilizado datos de anillos de árboles para juzgar los cambios climáticos hasta 10,000 años. en el pasado.

Resumen de la lección

Entonces, resumamos. Los paleoclimatólogos son científicos que utilizan la evidencia encontrada en el planeta hoy para deducir cambios en el clima a lo largo de la historia de la Tierra. Una forma de hacerlo es tomando muestras de núcleos de hielo extraídos de los glaciares. Los científicos pueden verificar estas muestras para detectar la presencia de gases de efecto invernadero atrapados y las cantidades del isótopo pesado de oxígeno O ^ 18. Ambas medidas proporcionan una indicación de las temperaturas atmosféricas pasadas.

Las formas de tierra glaciar remanentes proporcionan signos reveladores del paso de los glaciares. A medida que los glaciares se expanden, cortan las montañas y el paisaje que los rodea. A medida que los glaciares retroceden, dejan atrás la acumulación de rocas y cantos rodados absorbidos durante su expansión. Ambos procesos ofrecen evidencia clara y reconocible de que anteriormente había tenido lugar una edad de hielo.

De forma similar a las muestras de núcleos de hielo, los paleoclimatólogos toman muestras del núcleo del sedimento en el fondo del océano. Los fósiles de foraminíferos, un plancton microscópico, encontrados en estas muestras permiten a los científicos determinar dónde y cuándo ocurrieron glaciaciones pasadas. Además, basándose en la biodiversidad encontrada en la muestra, los científicos pueden deducir qué climas había experimentado esa región anteriormente.

Asimismo, los paleoclimatólogos pueden comparar los fósiles de la vegetación antigua con las hojas de las plantas modernas para inferir climas pasados. Los científicos pueden suponer que los fósiles de plantas con características similares a las plantas modernas probablemente vivieron en el mismo entorno relativo. Finalmente, mediante el uso de datos de anillos de árboles de fósiles y, en particular, árboles vivos viejos, los científicos han podido juzgar los cambios anuales en el clima que se remontan a 10.000 años.

Los resultados del aprendizaje

Una vez que haya terminado, debería poder:

  • Describe la paleoclimatología
  • Identificar las herramientas y métodos que utilizan los paleoclimatólogos para determinar los climas pasados ​​de la Tierra.
  • Explica cómo cada uno de estos contiene pistas sobre el clima prehistórico de la Tierra.

Articulos relacionados