Cómo la reconstrucción de la temperatura de la Tierra de 485 millones de años ayuda a prever el clima del futuro

Hoy los científicos consideran que estimar la temperatura global que se registró en el pasado es importante para comprender la historia de la vida en la Tierra. También vale la pena conocerla para predecir el clima futuro y, más ampliamente, para fundamentar la búsqueda de otros planetas habitables.

Un grupo de investigadores que trabajan en instituciones de los Estados Unidos y el Reino Unido ahora lograron una nueva reconstrucción de la temperatura de la Tierra en los últimos 485 millones de años.

La hicieron mediante la combinación de modelos climáticos con datos geológicos. El estudio fue publicado en la revista Science.

En el trabajo se mostró una curva de la temperatura media global de la superficie que revela que la temperatura de la Tierra ha variado más de lo que se pensaba durante gran parte del Eón Fanerozoico, un período de tiempo geológico en el que la vida se diversificó, pobló la tierra y soportó múltiples extinciones masivas.

La curva también confirma que la temperatura de la Tierra está estrechamente relacionada con la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera.

El comienzo del Eón Fanerozoico, hace 540 millones de años, está marcado por la Explosión Cámbrica, un momento en el que aparecieron por primera vez en el registro fósil organismos complejos de caparazón duro.

Aunque los investigadores pueden crear simulaciones hasta hace 540 millones de años, la curva de temperatura del estudio publicado en Science se centra en los últimos 485 millones de años, ya que los datos geológicos sobre la temperatura antes de esa fecha son limitados.

“Es difícil encontrar rocas tan antiguas que conserven indicadores de temperatura, incluso hace 485 millones de años. No podíamos remontarnos tan atrás”, explicó Jessica Tierney, paleoclimatóloga de la Universidad de Arizona y coautora del estudio.

Los investigadores crearon la curva de temperatura utilizando un método llamado “asimilación de datos”. Esto les permitió combinar datos del registro geológico y modelos climáticos para crear una mejor comprensión de los climas antiguos.

“Este método se desarrolló originalmente para la predicción meteorológica”, afirmó Emily Judd, autora principal del artículo y antigua investigadora postdoctoral en el Museo Nacional Smithsonian de Historia Natural y en la Universidad de Arizona, en los Estados Unidos.

Perfeccionar la comprensión de los científicos sobre cómo ha fluctuado la temperatura de la Tierra a lo largo del tiempo aporta un contexto crucial para entender el cambio climático moderno.

“Si estudiamos los últimos dos millones de años, no encontraremos nada que se parezca a lo que esperamos para los años 2100 o 2500″, dijo Scott Wing, coautor del estudio y conservador de paleobotánica del Museo Nacional Smithsonian de Historia Natural. “Hay que remontarse aún más atrás, a períodos en los que la Tierra era realmente cálida, porque es la única forma de comprender mejor cómo podría cambiar el clima en el futuro”, añadió.

La nueva curva publicada revela que la temperatura varió más de lo que se pensaba durante los últimos 485 millones de años. Los períodos de calor extremo se relacionaron más a menudo con niveles elevados del gas de efecto invernadero dióxido de carbono en la atmósfera.

“Esta investigación ilustra claramente que el dióxido de carbono es el control dominante sobre las temperaturas globales a través del tiempo geológico. Cuando el CO2 es bajo, la temperatura es fría; cuando el CO2 es alto, la temperatura es cálida”, comentó Tierney.

Los hallazgos también revelan que la temperatura global actual de la Tierra es más fría de lo que ha sido la Tierra durante gran parte del Fanerozoico.

Sin embargo, según los investigadores, las emisiones de gases de efecto invernadero debidas al cambio climático inducido por las actividades humanas están calentando el planeta a un ritmo mucho más rápido que incluso los fenómenos de calentamiento más rápidos del Fanerozoico.

La velocidad del calentamiento pone en peligro especies y ecosistemas de todo el mundo y está provocando un rápido aumento del nivel del mar. Otros episodios de cambio climático rápido durante el Fanerozoico han provocado extinciones masivas. El rápido avance hacia un clima más cálido podría suponer un peligro para los seres humanos.

“Toda nuestra especie evolucionó hacia un clima de casa de hielo, que no refleja la mayor parte de la historia geológica”, dijo Tierney. “Estamos cambiando el clima a un lugar que está realmente fuera de contexto para los humanos. El planeta ha sido y puede ser más cálido, pero los humanos y los animales no pueden adaptarse tan rápido”, advirtió.

Para hacer el estudio, el equipo recopiló más de 150.000 estimaciones de la temperatura antigua calculadas a partir de cinco indicadores químicos diferentes de la temperatura que se conservan en conchas fosilizadas y otros tipos de materia orgánica antigua.

Sus colegas de la Universidad de Bristol crearon más de 850 modelos de simulación de cómo podría haber sido el clima de la Tierra en distintos períodos del pasado remoto en función de la posición continental y la composición atmosférica. Los investigadores combinaron estas dos líneas de evidencia para crear la curva más precisa de cómo ha variado la temperatura de la Tierra en los últimos 485 millones de años.

Otro hallazgo del estudio se refiere a la sensibilidad climática, una medida de cuánto se calienta el clima si se duplica el dióxido de carbono.

“Descubrimos que el dióxido de carbono y la temperatura no solo están estrechamente relacionados, sino que lo están de la misma manera a lo largo de 485 millones de años. No vemos que el clima sea más sensible cuando hace calor o frío”, dijo Tierney.

Además de Judd, Tierney, Huber y Wing, Daniel Lunt y Paul Valdes, de la Universidad de Bristol, e Isabel Montañez, de la Universidad de California en Davis, son coautores del estudio.

La investigación ha sido financiada por Roland y Debra Sauermann a través del Smithsonian, la Fundación Heising-Simons y la Cátedra Thomas R. Brown de Ciencias Integradoras de la Universidad de Arizona.