Un nuevo estudio dirigido por investigadores de la Universidad de Arizona puede haber resuelto dos misterios que durante mucho tiempo han desconcertado a los expertos en paleoclima: ¿De dónde vinieron las capas de hielo que marcaron la última edad de hielo hace más de 100.000 años y cómo pudieron crecer tan rápidamente?

Entender qué impulsa los ciclos glaciares-interglaciares de la Tierra -el avance y el retroceso periódicos de las capas de hielo en el hemisferio norte- no es tarea fácil, y los investigadores han dedicado un esfuerzo considerable a explicar la expansión y la reducción de las grandes masas de hielo durante miles de años. El nuevo estudio, publicado en la revista Nature Geoscience, propone una explicación para la rápida expansión de las capas de hielo que cubrieron gran parte del hemisferio norte durante la era glacial más reciente, y las conclusiones podrían aplicarse también a otros períodos glaciales a lo largo de la historia de la Tierra.

Hace unos 100.000 años, cuando los mamuts vagaban por la Tierra, el clima del hemisferio norte cayó en una profunda congelación que permitió la formación de enormes capas de hielo. Durante un periodo de unos 10.000 años, los glaciares de montaña locales crecieron y formaron grandes capas de hielo que cubrieron gran parte de los actuales Canadá, Siberia y el norte de Europa.

Aunque se ha aceptado ampliamente que el «bamboleo» periódico de la órbita de la Tierra alrededor del sol desencadenó un enfriamiento en el verano del hemisferio norte que provocó el inicio de la glaciación generalizada, los científicos se han esforzado por explicar las extensas capas de hielo que cubrieron gran parte de Escandinavia y el norte de Europa, donde las temperaturas son mucho más suaves.

A diferencia del frío archipiélago ártico canadiense, donde el hielo se forma con facilidad, Escandinavia debería haber permanecido en gran medida libre de hielo debido a la corriente del Atlántico Norte, que lleva agua cálida a las costas del noroeste de Europa. Aunque las dos regiones están situadas en latitudes similares, las temperaturas estivales escandinavas están muy por encima del punto de congelación, mientras que las temperaturas de grandes zonas del Ártico canadiense permanecen por debajo del punto de congelación durante el verano, según los investigadores. Debido a esta discrepancia, los modelos climáticos han tenido problemas para explicar los extensos glaciares que avanzaron en el norte de Europa y marcaron el comienzo de la última edad de hielo, dijo el autor principal del estudio, Marcus Lofverstrom.

El problema es que no sabemos de dónde procedían esas capas de hielo (en Escandinavia) y qué hizo que se expandieran en tan poco tiempo, dijo Lofverstrom, profesor adjunto de geociencias y director del Laboratorio de Dinámica del Sistema Terrestre de la Universidad de Arizona.

El evento del Dryas Reciente / foto Offthemapz en Wikimedia Commons

Para encontrar respuestas, Lofverstrom ayudó a desarrollar un modelo de sistema terrestre extremadamente complejo, conocido como Modelo Comunitario del Sistema Terrestre, que permitió a su equipo recrear de forma realista las condiciones que existían al principio del período glacial más reciente. En particular, amplió el dominio del modelo de la capa de hielo desde Groenlandia para abarcar la mayor parte del hemisferio norte con un alto grado de detalle espacial. Utilizando esta configuración actualizada del modelo, los investigadores identificaron las puertas oceánicas del archipiélago ártico canadiense como un eje crítico que controla el clima del Atlántico Norte y, en última instancia, determina si las capas de hielo pueden crecer o no en Escandinavia.

Las simulaciones revelaron que mientras las puertas oceánicas del archipiélago ártico canadiense permanecieran abiertas, la configuración orbital de la Tierra enfriaría el hemisferio norte lo suficiente como para permitir la formación de capas de hielo en el norte de Canadá y Siberia, pero no en Escandinavia.

En un segundo experimento, los investigadores simularon un escenario hasta entonces inexplorado en el que las capas de hielo marino obstruían las vías fluviales del archipiélago ártico canadiense. En ese experimento, el agua comparativamente fresca del Ártico y del Pacífico Norte -que suele pasar por el archipiélago ártico canadiense- se desvió al este de Groenlandia, donde suelen formarse masas de agua profundas. Este desvío condujo a un refrescamiento y debilitamiento de la circulación profunda del Atlántico Norte, a la expansión del hielo marino y a condiciones más frías en Escandinavia.

Utilizando tanto simulaciones de modelos climáticos como análisis de sedimentos marinos, demostramos que la formación de hielo en el norte de Canadá puede obstruir las puertas del océano y desviar el transporte de agua desde el Ártico hacia el Atlántico Norte, dijo Lofverstrom, y eso, a su vez, conduce a un debilitamiento de la circulación oceánica y a condiciones frías frente a la costa de Escandinavia, lo cual es suficiente para que empiece a crecer el hielo en esa región.

Estos hallazgos están respaldados por los registros de sedimentos marinos del Atlántico Norte, que muestran evidencias de glaciares en el norte de Canadá varios miles de años antes de la parte europea, dijo Diane Thompson, profesora asistente del Departamento de Geociencias de la Universidad de Arizona. Los registros de sedimentos también muestran pruebas convincentes de una circulación oceánica profunda debilitada antes de que se formen los glaciares en Escandinavia, de forma similar a los resultados de nuestro modelo.

En conjunto, los experimentos sugieren que la formación de hielo marino en el norte de Canadá puede ser un precursor necesario de la glaciación en Escandinavia, escriben los autores.

Llevar los modelos climáticos más allá de su aplicación tradicional de predicción de climas futuros ofrece la oportunidad de identificar interacciones previamente desconocidas en el sistema terrestre, como la compleja y a veces contraintuitiva interacción entre las capas de hielo y el clima, dijo Lofverstrom.

Es posible que los mecanismos que identificamos aquí se apliquen a todos los períodos glaciares, no sólo al más reciente, dijo. Incluso puede ayudar a explicar otros períodos fríos de corta duración, como la inversión del frío del Dryas Reciente (hace 12.900 a 11.700 años) que marcó el calentamiento general al final de la última edad de hielo.

Fuentes

The University of Arizona | Marcus Lofverstrom, The importance of Canadian Arctic Archipelago gateways for glacial expansion in Scandinavia, Nature Geoscience (2022). DOI: 10.1038/s41561-022-00956-9

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