Influencias orbitales inciden en ciclos para el clima de la Tierra

Actualizado 05/03/2019 10:58:06 CET
Influencias orbitales inciden en ciclos para el clima de la Tierra
IAU

   MADRID, 5 Mar. (EUROPA PRESS) -

   Científicos sostienen hace tiempo que los cambios periódicos en el clima de la Tierra son impulsados por cambios cíclicos en la distribución de la luz solar que llega a nuestra superficie.

   Esto se debe a los cambios cíclicos en la forma en que nuestro planeta gira sobre su eje, la elipticidad de su órbita y su orientación hacia el sol: ciclos superpuestos causados por sutiles interacciones gravitacionales con otros planetas, mientras los cuerpos giran alrededor del sol y sobre cada uno de ellos como giros de hula-hoops.

   Pero los caminos planetarios cambian con el tiempo, y eso puede cambiar la duración de los ciclos. Esto ha convertido en un desafío para los científicos desentrañar lo que provocó muchos cambios climáticos antiguos.

   Hasta ahora, los investigadores pueden calcular los movimientos relativos de los planetas y sus posibles efectos en nuestro clima con una fiabilidad razonable en solo unos 60 millones de años, un parpadeo relativo en la vida de más de 4.500 millones de la Tierra.

   Esta semana, en un nuevo artículo publicado en 'Proceedings of the National Academy of Sciences', un equipo de investigadores ha retrasado el récord, identificando aspectos clave de los movimientos de los planetas de un periodo de hace unos 200 millones de años. El equipo está dirigido por el geólogo y paleontólogo Paul Olsen, del Observatorio de la Tierra Lamont-Doherty de la Universidad de Columbia, en Estados Unidos.

   El año pasado, al comparar los cambios periódicos en los antiguos sedimentos perforados desde Arizona y Nueva Jersey, Olsen y sus colegas identificaron un ciclo de 405.000 años en la órbita de la Tierra que aparentemente no ha cambiado en absoluto durante los últimos 200 millones de años, una especie de metrónomo con el cual se pueden medir todos los demás ciclos.

IDENTIFICACIÓN DE CICLOS ANTIGUOS

   Usando esos mismos sedimentos en el nuevo documento, ahora han identificado un ciclo que comenzó hace 1,75 millones de años, pero ahora está operando cada 2,4 millones de años. Esto, dicen, les permite extrapolar los cambios a largo plazo en los caminos de Júpiter y los planetas interiores (Mercurio, Venus y Marte), los cuerpos que más probablemente afectarán a nuestra propia órbita.

   El objetivo final de Olsen es utilizar las rocas de la Tierra para crear lo que él llama un "planetario geológico", un registro de los cambios climáticos en la Tierra que pueden extrapolarse a un mapa más grande de movimientos del sistema solar durante cientos de millones de años. Considera que abriría una ventana no solo a nuestro propio clima, sino también a la evolución del propio sistema solar, incluida la posible existencia de planetas pasados y sus posibles interacciones con la materia oscura invisible.

   Olsen habla sobre qué es y cómo encaja el planetario geológico en nuestra comprensión evolutiva de la mecánica celeste. "A principios del siglo XIX, el matemático Pierre-Simon de Laplace tomó las leyes de Newton de la gravitación y el movimiento planetario y publicó su idea de que debería ser posible desarrollar una única gran ecuación que permitiera modelar todo el universo", explica.

   Y continúa: "Con solo el conocimiento del presente, todo el pasado y el futuro podrían conocerse. Esta idea se materializa en el planetario, un modelo mecánico del sistema solar. Mecanismos de reloj como este para predecir eclipses y similares se remontan a los antiguos griegos, pero ahora está claro que el problema es mucho más complicado e interesante. Desde entonces hemos descubierto que el sistema solar no es un reloj".

   "De hecho, es caótico en escalas de tiempo prolongadas, por lo que la gran ecuación de Laplace fue un espejismo. Esto significa que no puede desempaquetar su historia a partir de cálculos o modelos, no importa lo precisos que sean, ya que los movimientos del sistema solar real son increíblemente sensibles. La variación de cualquier factor, incluso un poquito, da un resultado diferente después de millones de años, incluso lo que están haciendo los asteroides mayores, o planetas menores, como Ceres y Vesta", explica.

   Y detalla: "Uno de mis coautores, Jacques Laskar, ha demostrado que los cálculos pueden proyectarse hacia adelante o hacia atrás solo 60 millones de años. Después de eso, las predicciones se vuelven completamente poco fiables. Dado que la Tierra tiene unos 4.600 millones de años, esto significa que solo se puede predecir aproximadamente el 1,6 por ciento de su órbita pasada o futura".

DIVERSOS EVENTOS TERRIBLES

   "A lo largo de miles de millones de años, los mejores cálculos revelan muchos posibles eventos terribles, como uno de los planetas interiores que se caen al sol o son expulsados del sistema solar. Tal vez incluso la Tierra y Venus podrían colisionar un día. No podemos decir si alguno de estos realmente sucedió, o podría suceder en el futuro. Así que necesitamos algún otro método para limitar las posibilidades", añade.

   Sobre el planetario geológico, explica que es el opuesto de una ecuación o modelo. "Está diseñado para proporcionar una historia precisa del sistema solar. Obtenemos esa historia aquí en la Tierra, de la historia de nuestros climas, que se registra en el registro geológico, especialmente en los lagos grandes y de larga vida", afirma.

   Y prosigue: "La órbita y la orientación del eje de la Tierra están cambiando constantemente porque están siendo deformadas por las atracciones gravitacionales de otros cuerpos. Estos cambios afectan a la distribución de la luz solar que incide sobre nuestra superficie, que a su vez afecta al clima y los tipos de sedimentos que se depositan. Eso nos da el registro geológico del comportamiento del sistema solar".

   En este sentido, señala que muchos científicos han usado sedimentos para determinar los efectos de las deformaciones orbitales. "Lo que es nuevo aquí es el enfoque sistemático de tomar núcleos de roca que abarcan decenas de millones de años, observar el registro cíclico sedimentario del clima y fechar con precisión esos cambios en múltiples sitios. Eso nos permite capturar toda la gama de deformaciones impulsadas por el sistema solar de nuestra órbita y eje durante largos periodos de tiempo", agrega.

   En cuanto a la información de las rocas sobre cómo afectan los cambios cíclicos a nuestro clima, cuenta que, con dos importantes experimentos de extracción de muestras hasta la fecha, el equipo ha aprendido que los cambios en los climas tropicales de mojado a seco durante la época de los dinosaurios tempranos, desde hace aproximadamente 252 a 199 millones de años, fueron estimulados por ciclos orbitales que duraron alrededor de 20.000, 100.000 y 400.000 años.

   "Además de eso hay un ciclo mucho más largo de alrededor de 1,75 millones de años. Los ciclos más cortos son casi los mismos hoy, pero el ciclo de 1,75 millones de años está muy lejos de los 2,4 millones de años actuales. Creemos que la diferencia es causada por una danza gravitacional entre la Tierra y Marte. Esta diferencia es la huella digital del caos del sistema solar. Ningún conjunto existente de modelos o cálculos duplica con precisión estos datos", afirma.

   A su juicio, el siguiente paso es combinar sus dos experimentos de extracción de muestras con núcleos tomados en latitudes altas. "Necesitamos un núcleo de un antiguo lago sobre los círculos paleoárticos o antárticos. Tales depósitos existen en lo que ahora son China y Australia. También nos gustaría incluir depósitos que extiendan el registro hasta 20 millones de años más o menos hacia el presente, y otro núcleo de baja latitud que podamos fechar con precisión", subraya, apuntando que con ello sería posible determinar qué pasaría si se hubiera producido algún cambio en esa danza gravitacional.