La Tierra se encuentra desde hace unos 12,000 años en la era del Holoceno, un periodo más cálido que siguió a una era glacial. Sin embargo, durante esta época hubo aproximadamente 22 fases frías que surgieron abruptamente, algunas de las cuales duraron varios siglos y llevaron a la expansión de los glaciares.
"Hasta ahora no había una explicación convincente para este fenómeno. Siempre parecía faltar algo", dice Alice Paine, de la Universidad de Basilea, financiada por el SNF. Se sospechaban, entre otras cosas, la influencia de icebergs que se desplazaban hacia el sur, fluctuaciones de la actividad solar o cambios en las corrientes oceánicas.
La investigadora postdoctoral, junto con un equipo internacional, ha explorado más a fondo otra idea: la actividad de los volcanes. Su estudio publicado en la revista científica Nature Communications demuestra que las erupciones probablemente desencadenaron los prolongados periodos de frío. Los investigadores también presentan una convincente explicación del mecanismo detrás de esto.
Erupciones volcánicas simultáneas y crecimiento de glaciares
El equipo recopiló información de diversas fuentes sobre fuertes erupciones volcánicas en el Holoceno. Hubo 51 erupciones, muchas de ellas en el Pacífico Oeste, a lo largo del llamado Anillo de Fuego del Pacífico. En esta región hay muchos volcanes activos, ya que allí las placas de la corteza terrestre chocan y se superponen, lo que puede provocar erupciones explosivas y violentas.
El momento de los eventos volcánicos se pudo determinar con gran precisión utilizando núcleos de hielo de los polos Ártico y Antártico, así como mediante la datación de materiales orgánicos atrapados en depósitos de ceniza. La datación actualizada de la roca volcánica proporcionó información adicional.
Luego, los investigadores compararon esta información con la aparición de los periodos fríos más prolongados en el Holoceno. La datación de estas fases se realizó principalmente a partir de información sobre la expansión máxima de los glaciares. Esto se logró mediante el análisis de morrenas, el material rocoso que empujan los glaciares.
El resultado: más del ochenta por ciento de las expansiones de los glaciares coincidieron en el tiempo con al menos una de las erupciones volcánicas. "Al combinar los resultados de nuestro análisis estadístico con reconstrucciones paleoclimáticas existentes, estamos muy seguros de que esto no es una coincidencia. Además, el análisis también integra todos los conocimientos previos sobre los mecanismos", dice Paine.
Condiciones de temperatura desequilibradas
Según estos resultados, una erupción volcánica a veces altera tanto el balance energético de la Tierra que el clima cambia globalmente: a través de la erupción, las partículas de azufre son lanzadas a la atmósfera, reflejando la luz solar entrante. Esto enfría la superficie de la Tierra en el hemisferio norte.
El hielo marino ártico se expande, lo que reduce la cantidad de calor que el océano libera a la atmósfera. Esto altera la corriente oceánica. Además, una zona de baja presión rica en lluvias alrededor del ecuador se desplaza hacia el sur, y la zona fría se amplía.
"Todos estos efectos se refuerzan mutuamente, funcionando según el principio de bola de nieve", dice Paine. En algún momento hace tanto frío que los glaciares comienzan a crecer, especialmente en altitudes más altas como en Suiza.
Sin embargo, para que esto ocurra, es necesario cumplir con algunas condiciones límite. Si la erupción volcánica es demasiado débil, las partículas de azufre no llegan a la atmósfera superior. Si es demasiado fuerte, la columna de polvo puede colapsar por su peso, permitiendo que relativamente poco azufre alcance la atmósfera superior.
Paine enfatiza: este fenómeno no debe confundirse con lo que sucedió en 1816 durante el "año sin verano". En ese entonces, la erupción del volcán Tambora en la actual Indonesia causó una caída de temperatura de varios grados, provocando malas cosechas y hambrunas en todo el mundo. Sin embargo, el efecto solo duró un año, hasta que las partículas de polvo desaparecieron de la atmósfera.
En los periodos fríos a largo plazo, esto es diferente. "Las partículas de azufre solo ponen en marcha la bola de nieve. Pero sus efectos sobre el sistema terrestre duran décadas o incluso siglos, mucho después de que las partículas hayan sido eliminadas de la atmósfera."
Prognósticos son difíciles
Una gran pregunta es si un periodo frío provocado por volcanes podría ocurrir también en un futuro cercano. "En los eventos que investigamos, el clima estaba, por decirlo de alguna manera, en un estado natural," señala la investigadora. Sin embargo, actualmente se encuentra en un estado nunca antes visto debido a la influencia humana.
Algunos investigadores creen que, por ello, el clima podría desequilibrarse mucho más fácilmente con eventos como erupciones volcánicas. Otros, en cambio, consideran que una erupción volcánica hoy no es más que una gota de agua sobre una piedra caliente, ante los actuales cambios masivos en la atmósfera. "Cuanto más cambia nuestro clima, más complejos se vuelven los procesos", dice Paine. "Todavía hay una enorme brecha de conocimiento por cerrar."
Contacto de prensa:
Alice R. Paine
Departamento de Ciencias Ambientales
Universidad de Basilea
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E-Mail: alice.paine@unibas.ch