En el siglo XIX, el naturalista Charles Lyell propuso la idea de que el presente es la clave para entender el pasado. Esta idea acabó convirtiéndose en una de las bases de la Geología moderna. Ahora, en el siglo XXI, los científicos hemos ido un paso más allá, y estamos utilizando el pasado para entender mejor los mecanismos climáticos y poder adelantarnos a los efectos del calentamiento global producido por la actividad antrópica.
El calentamiento global registrado durante el siglo XX es una realidad, como demuestran los informes del Panel Intergubernamental del Cambio Climático (IPCC). Pero para poder evaluar si ese calentamiento se debe a factores naturales o antrópicos es necesario entender cómo funciona el clima terrestre y cómo ha variado el clima en el pasado.
¿Cómo estudiamos el clima del pasado?
Para realizar reconstrucciones climáticas, los científicos recurrimos al registro geológico, ya que los archivos instrumentales o históricos no nos permiten reconstruir el clima más allá de unos 200 años.
Utilizamos diferentes indicadores fósiles que nos ayudan a saber cómo ha variado el clima a lo largo de la historia de la Tierra. Estos indicadores pueden ser fósiles de organismos, análisis geoquímicos en las conchas o esqueletos de esos organismos, análisis de elementos, moléculas o partículas acumuladas en el sedimento, o incluso análisis geoquímicos en formaciones inertes como pueden ser una estalactita o el hielo de los casquetes polares.
Los sedimentos marinos permiten realizar reconstrucciones climáticas y estudiar cómo ha evolucionado el clima
Uno de los mejores archivos climáticos son los sedimentos marinos, que nos dan información de primera mano tanto de los cambios en el clima como de los cambios en los patrones de circulación oceánica o incluso atmosféricos. Y si esos sedimentos marinos se extraen en zonas cercanas a un continente también nos pueden dar información sobre el clima continental de esa región.
Los sedimentos marinos nos permiten realizar reconstrucciones climáticas de hace varios millones de años y estudiar cómo ha evolucionado el clima durante periodos de tiempo largos. Además, nos ofrecen un amplio abanico de posibilidades, puesto que en lugares donde la tasa de sedimentación (o acumulación de sedimento por unidad de tiempo) es alta se pueden hacer reconstrucciones a escala de décadas o centenas de años, mientras que en los lugares donde la tasa de sedimentación es más baja podemos obtener un registro de la evolución del clima más a largo plazo.
¿Cómo obtenemos los registros de los sedimentos marinos?
Con barcos especializados que poseen instrumentos para perforar el fondo oceánico. Seguramente todo el mundo ha visto alguna vez cómo son las plataformas de perforación para la extracción de petróleo. Pues bien, nosotros utilizamos una tecnología similar para extraer cilindros de sedimento del fondo oceánico que se denominan testigos. La extracción de estos testigos es muy costosa por lo que normalmente se recurre a programas internacionales de perforación oceánica.
Desde 1968, diversos programas han contribuido a la extracción de cientos de miles de testigos de sedimento por todo el planeta para descifrar la historia de la Tierra. España ha participado desde 1985 en estos proyectos internacionales de perforación principalmente a través del consorcio Europeo ECORD (European Consortium for Ocean Research Drilling).
El programa internacional de perforación oceánica más importante en curso se denomina International Ocean Discovery Program (IODP) y sus campañas oceanográficas se desarrollan a bordo del buque oceanográfico JOIDES Resolution, que posee una verdadera plataforma de perforación.
Una campaña oceanográfica de IODP dura entre 1 y 2 meses, durante los cuales se extraen decenas o incluso cientos de testigos de sedimento que son examinados a bordo por un equipo multidisciplinar de científicos. Participar en una campaña del programa IODP es una gran oportunidad para cualquier científico.
En 2015, tuve la suerte de participar como experta en bioestratigrafía en la Expedición 359, que tuvo lugar en el Mar de Las Maldivas (Océano Índico). Mi papel en la expedición, junto al resto del equipo de micropaleontólogos, consistió en estudiar los microfósiles que encontrábamos para datar los sedimentos que se iban extrayendo y así ofrecer un marco cronológico para los resultados preliminares que se obtienen en el barco y como base para futuros estudios.
La mayor parte del trabajo relacionado con las expediciones oceanográficas se realiza posteriormente a la campaña en los laboratorios de universidades y centros de investigación, donde podemos estudiar más en detalle los diferentes indicadores climáticos.
¿Cómo ayuda conocer el clima pasado a predecir el clima del futuro?
Las reconstrucciones que realizamos a partir del registro geológico, y gracias a los sedimentos marinos, nos dan una visión bastante completa de cómo eran las condiciones climáticas, oceanográficas y atmosféricas en diferentes momentos de la historia de la Tierra. Este conocimiento contribuye a que los modeladores de clima puedan crear modelos que se ajusten a diferentes condiciones base.
Estos modelos se mejoran utilizando los datos del registro geológico y posteriormente ese conocimiento se aplica a la predicción de escenarios futuros. Estas predicciones nos ayudan también a tomar decisiones sobre la implementación de medidas políticas destinadas a contrarrestar y mitigar los impactos del cambio climático en los ecosistemas y en nuestra sociedad.
Por ejemplo, es importante saber cómo era el clima global y regional en épocas interglaciales anteriores a la actual para saber cómo funcionan los mecanismos climáticos sin las alteraciones que haya podido introducir la actividad antrópica. Son especialmente interesantes los estudios paleoclimáticos de épocas en las que la Tierra naturalmente tenía niveles de CO2 similares a los actuales, como el Plioceno superior, para poder descifrar el papel del CO2 en el clima.
Estudios recientes nos muestran que durante el Plioceno, la temperatura del océano era entre 2 y 3 ºC superior a la actual, con un mayor calentamiento en las regiones polar y subpolar, de modo que la diferencia entre latitudes altas y bajas era menor que en la actualidad. Por tanto, es esperable que en las próximas décadas lleguemos a unas condiciones similares si no conseguimos reducir los niveles de emisiones de CO2.
Esto explica que las regiones polares estén siendo las más afectadas por el calentamiento global en cuanto a cambios de temperatura. Sin embargo, no hay que olvidar que el calentamiento global también afecta a procesos como la desertificación y la intensificación de los huracanes y de los monzones, y por tanto, también tiene un fuerte impacto en las latitudes bajas.
