Un equipo de científicos de la Universidad de Cambridge, en el Reino Unido, ha reconstruido registros precisos de los cambios en el volumen del hielo, y las temperaturas del océano profundo, en los últimos 1,5 millones de años.

El estudio, publicado en 'Science', ofrece nuevos puntos de vista al debate acerca de cómo los cambios en la órbita de la Tierra, en relación al Sol, ocasionaron el comienzo y el fin de la edad de hielo.

Reconstruir los cambios climáticos de otras épocas es fundamental para entender por qué el clima se comporta como lo hace. Además, estos datos ayudan a predecir cómo podría responder el planeta, en el futuro, a los cambios realizados por el hombre, como la inyección de grandes cantidades de dióxido de carbono a la atmósfera.

No obstante, los científicos que tratan de construir una imagen exacta de los últimos cambios climáticos se han visto frustrados por la dificultad de leer el registro geológico marino de la edad de hielo --los cambios en la proporción de isótopos de oxígeno (oxígeno 18 y oxígeno 16) se conservan en pequeños fósiles calcáreos -llamados foraminíferos-- en aguas profundas.

La dificultad radica en que el registro de isótopos muestra efectos combinados de los cambios de temperatura del fondo marino y los cambios en la cantidad de volumen del hielo. Separar estos efectos ha resultado ser muy complicado, por lo que los investigadores han sido incapaces de determinar si los cambios en la órbita de la Tierra afectaron más a la temperatura del océano, o a la cantidad de hielo en los polos.

El nuevo estudio, llevado a cabo por investigadores del Departamento de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Cambridge, parece haber resuelto este problema mediante la introducción de un nuevo conjunto de datos sensibles a la temperatura.

Este nuevo método, permitió identificar solamente los cambios en las temperaturas oceánicas, restando estos resultados de la serie original de datos isotópicos, y luego construir una imagen sin precedentes del cambio climático de los últimos 1,5 millones de años -un registro de los cambios tanto en la temperatura oceánica, como en el volumen global de hielo.

Se incluye en esta nueva imagen climática una representación mucho más amplia de lo que ocurrió durante la Transición del Pleistoceno Medio -un cambio importante en el sistema climático de la Tierra, que tuvo lugar hace entre 1,25 millones y 600 mil años-.

Ciclos de 100.000 años

Antes de esta época, la alternancia entre periodos glaciales de frío extremo, y periodos más cálidos interglaciares, ocurrió a intervalos de aproximadamente 41.000 años. Posteriormente, los grandes ciclos duraron más tiempo, tomando regularmente 100.000 años.

Durante mucho tiempo, los investigadores han creado modelos diferentes de cómo estas características del clima podrían haber cambiado en el pasado, en el curso de un debate que ha perdurado más de 60 años, desde el trabajo pionero realizado por el premio Nobel Harold Urey, en 1946.

Ahora, el nuevo estudio ayuda a resolver estos problemas mediante la introducción de un nuevo conjunto de datos de imagen --la proporción de magnesio (Mg) de calcio (Ca) en los foraminíferos--. Debido a que es más fácil para el magnesio incorporarse a temperaturas más altas, las mayores cantidades de magnesio en los fósiles marinos diminutos implica que la temperatura del mar profundo fue mayor en ese punto en el tiempo geológico.

El conjunto de datos Mg/Ca fue tomado del registro fósil de la Dorsal de Chatham, un área del océano al este de Nueva Zelanda. El cuadro resultante muestra que el volumen de hielo ha cambiado mucho más dramáticamente que las temperaturas del océano, en respuesta a los cambios en la geometría orbital.

Temperaturas más bajas

Los períodos glaciales que tuvieron lugar durante ciclos de 100.000 años se han caracterizado por una lenta acumulación de hielo, y este volumen de hielo respondió al cambio orbital mucho más lentamente que las temperaturas del océano. La temperatura del océano, sin embargo, llegó a un límite más bajo, ya que el agua de mar limitó el frío que podía alcanzar el océano profundo.

Además, el mapa muestra que la transición de ciclos de 41.000 años a ciclos de 100.000 años no fue tan gradual como se pensaba anteriormente. De hecho, la acumulación de capas de hielo más grandes, asociadas con más glaciares, parece haber empezado de repente, hace 900.000 años. El patrón de respuesta de la Tierra a la fuerza orbital cambió drásticamente durante este evento, de hace 900.000 años.