Durante toda la historia de nuestra especie, los seres humanos han vivido en un planeta cubierto por un trozo de hielo en cada polo. Pero la Tierra ha estado libre de hielo durante aproximadamente el 75 por ciento del tiempo desde que apareció la vida compleja. Esta variación de fondoEl clima, entre parcialmente glaciar y sin hielo, ha desconcertado a los geólogos durante décadas.
Ahora, un equipo de científicos dirigido por Francis Macdonald de UC Santa Bárbara ha publicado un estudio que sugiere que la actividad tectónica puede ser la culpable. Descubrieron que las tendencias a largo plazo en el clima de la Tierra se establecen por la presencia o ausencia de colisiones entre arcos volcánicos ycontinentes en los trópicos. Los resultados aparecen en la revista ciencia .
"Ha habido algunas hipótesis pero ningún acuerdo sobre por qué tenemos climas más cálidos o más fríos en estas escalas de tiempo tan largas", dijo Macdonald, profesor del Departamento de Ciencias de la Tierra.
Y cuando Macdonald dice "escalas de tiempo largas", está hablando de períodos de 10 millones de años, como mínimo. Estas son tendencias climáticas generales, el telón de fondo en el que se desarrollan las fluctuaciones naturales y provocadas por el hombre. Los científicos tienen una comprensión relativamente buena dequé factores influyen en el clima en una escala de tiempo de mil años, según Macdonald.
Sin embargo, en cualquier escala, el principal agente del cambio climático es el dióxido de carbono CO 2 .La pregunta es qué factores influyen en la cantidad de CO 2 en la atmósfera. Algunos procesos producen CO 2 , mientras que otros lo absorben. Los científicos llaman a estas fuentes y sumideros.
El debate entre los geólogos es si las fuentes o los sumideros afectan más al clima ". Algunos han argumentado que el CO 2 las fuentes, como el vulcanismo, han impulsado el cambio climático en escalas de tiempo largas, mientras que otros han argumentado que no, son los sumideros los que han causado el cambio climático en estas escalas de tiempo ", dijo Macdonald.
Él cree que son principalmente los sumideros, específicamente los vastos depósitos de roca que absorben CO 2 a través de reacciones químicas. Pero estos sumideros de carbono no se distribuyen de manera uniforme por la superficie. Por ejemplo, la gran Indonesia es solo el 1-2 por ciento de la superficie terrestre expuesta de la Tierra, pero representa aproximadamente el 10 por ciento del sumidero geológico de carbono actual.
La actividad de estos sumideros depende de varios factores. El agua es importante para las reacciones químicas y también arrastra los resultados finales a los océanos, donde consumen CO 2 . La formación de montañas aumenta las reacciones elevando y exponiendo roca nueva. En terreno plano, el suelo protege la roca subyacente.
El tipo de roca también juega un papel clave. Las piedras ricas en hierro y magnesio tienen enlaces químicos más simples que se rompen más fácilmente. Esto hace que estas rocas máficas, como el basalto, sean mejores sumideros de carbono que rocas como el granito, que tienen enlaces más complejos.
La tectónica de placas es lo que impulsa este ciclo geológico del carbono. Cuando una placa tectónica se desliza debajo de otra, generalmente una placa oceánica densa debajo de un continente, la roca que se derrite alimenta una fila de volcanes en la placa superior llamada arco volcánico. La cascadaEl rango del noroeste del Pacífico es un ejemplo de esto.
Macdonald y sus colegas calcularon que cuando estos arcos volcánicos chocan con otro continente, la colisión eleva las rocas máficas. Estas rocas se erosionan fácilmente, particularmente en latitudes tropicales cálidas y húmedas, y el sedimento se envía a los océanos donde consume CO 2 . Entonces, razonó, cuando estas colisiones ocurren en los trópicos, hacen que el clima se enfríe.
"Los trópicos son donde las rocas meteorizan mejor porque son las más cálidas y húmedas", explicó la coautora Lorraine Lisiecki, profesora asociada también en el Departamento de Ciencias de la Tierra de UC Santa Bárbara.
Para probar su hipótesis, el equipo utilizó reconstrucciones de los continentes y los eventos de formación de montañas que los científicos habían construido durante las últimas décadas. Esto les dio una idea de dónde y cuándo ocurrieron las colisiones arco-continente. Se limitaron a las últimas 500millones de años, ya que el registro geológico es mucho menos completo y las reconstrucciones menos seguras antes de esa fecha.
La temperatura es más difícil de leer que la geografía, por lo que el equipo usó una métrica simple: ¿había hielo en los polos en un momento dado o no? Reconstruyeron esta información a partir de la literatura al observar datos en rocas que solo formanen presencia de hielo. Lo que encontraron fue que la Tierra tenía una capa de hielo significativa durante solo cuatro períodos en su ventana de tiempo.
Combinando los datos geográficos y de temperatura, el equipo descubrió que durante los últimos 500 millones de años, los climas glaciares ocurrieron durante períodos de colisión extensa entre continentes y arcos volcánicos en los trópicos. Había menos del 1 por ciento de probabilidad de que el partido fuera debidoal azar.
"Dada la cantidad de cosas que están cambiando en la Tierra al mismo tiempo, es sorprendente que todo saliera realmente limpio y combinado tan bien", dijo Lisiecki.
Las colisiones tienen el efecto adicional de detener la actividad del arco volcánico, que corta esa fuente de CO 2 . "Pero si fuera un efecto volcánico, no importaría dónde estuviera el volcán", dijo Lisiecki. Es solo el efecto de meteorización donde la latitud marca la diferencia. Y el equipo encontró una relación mucho más fuerte entre el clima y las colisionesque sucedió en los trópicos, en lugar de los que estaban fuera de los trópicos.
"Estas hipótesis no son necesariamente completamente independientes", dijo Macdonald, "pero nuestro análisis sugiere que la relación más fuerte es con la pieza de meteorización".
Macdonald se embarcó en este gran proyecto de compilación después de que varios de sus colegas rechazaran los resultados de estudios con alcances más pequeños. "Pensé, 'Tiene toda la razón. Necesitamos ver esto de manera más amplia'", recordó.Ahora, el equipo espera que este documento desafíe a sus colegas a presentar un caso más riguroso para sus propias hipótesis.
Macdonald y Lisiecki también saben que este documento no es la última palabra. "La base de datos está abierta", dijo Macdonald, "así que espero que este sea un proyecto iterativo. Y a medida que surjan más restricciones, se pueden ingresary el modelo se puede refinar ". Con ese fin, actualmente está investigando qué efecto tiene el tipo de roca en esta hipótesis.
Los seres humanos han vivido durante cientos de miles de años con poca idea de los cambios dramáticos que el planeta ha presenciado durante eones. Aunque los temas que estudia son antiguos, la geología moderna se desarrolló relativamente recientemente. La teoría de la tectónica de placas, por ejemplo, fueno fue ampliamente aceptado hasta la década de 1960. "A menudo pensamos que la Tierra siempre es como la que estamos viendo ahora", dijo Macdonald. "Pero ha sido un planeta totalmente diferente a lo largo de su historia".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Santa Bárbara . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
Referencia de la revista :
cite esta página :