¿Qué es la paleoclimatología?

Alexandro Medina Chena y Rafael Villegas Patraca

Para conocer las condiciones meteorológicas y el clima de la tierra usamos una serie de instrumentos que miden aspectos como la temperatura, la precipitación o la evaporación, entre otras variables. En términos generales, se cuenta con un registro histórico instrumental de las condiciones ambientales terrestres desde hace poco más de un siglo.

Sin embargo, frecuentemente escuchamos información sobre el clima de la tierra en el pasado. Sabemos que hace miles de años ocurrieron cambios de temperatura tan importantes que dieron como resultado las llamadas glaciaciones… ¿pero cómo es que podemos afirmar eso si no estuvimos ahí para medirlo? 

Pues la respuesta es que lo sabemos de muchas maneras o a través de muchas fuentes de información distintas que en conjunto forman el campo de trabajo de la paleoclimatología. Así como la existencia de fósiles nos dice mucho sobre las formas de vida ya extintas desde hace millones de años, también nos cuentan una historia sobre las condiciones en que prosperaron y en ocasiones, también sobre las causas de su extinción.

Entre las principales fuentes de información sobre las condiciones atmosféricas del pasado se encuentran las burbujas de aire atrapadas en el hielo de los glaciares, los sedimentos marinos o de lagos, algunas marcas y registros en la erosión de rocas y uno que ha sido particularmente útil es el estudio de los anillos de crecimiento en los árboles. Al relacionar condiciones ambientales actuales con los registros paleoclimáticos, hemos podido reconstruir las condiciones y los cambios ocurridos en el pasado. 

En los glaciares se utilizan taladros que permiten extraer núcleos o cilindros de hielo de varios metros de longitud, que son cuidadosamente encapsulados en recipientes donde se evita su contaminación, hasta que se puede analizar no solamente la composición química del agua y aire recuperados, sino también el contenido de contaminantes, el oxígeno disuelto, o la evidencia de materia orgánica, entre muchos otros aspectos. Las perforaciones más profundas que se han obtenido corresponden a la base Vostok, la estación de investigación rusa en la Antártida, alcanzando hasta 420 mil años, es decir, durante los cuatro últimos periodos glaciales. 

Los sedimentos lacustres y marinos también pueden ser analizados a través de la perforación de núcleos, aunque esto presenta mayores dificultades técnicas, comenzando por el requerimiento de embarcaciones muy especializadas en el caso de las muestras marinas. Por cierto, este tipo de exploraciones también se usa para la identificación de unos microfósiles denominados foraminíferos, que son importantes indicadores de la existencia de yacimientos petroleros en el subsuelo marino.

Por supuesto, el propio registro geológico y la evidencia de procesos como la erosión de rocas también nos dice muchos sobre el clima en el pasado. Un ejemplo muy interesante es el proceso de formación de los Grandes Lagos, en los límites de Estados Unidos y Canadá, el mayor grupo de lagos de agua dulce del mundo, con una superficie ligeramente superior a la del Reino Unido. Hace unos 10 mil años, durante la última glaciación, el casquete polar alcanzaba a cubrir lo que es la ciudad de Nueva York, donde tenía un espesor aproximado de 1 km. Al final de dicho periodo, el movimiento acelerado de una gran porción de hielo generó una enorme fuerza sobre la placa tectónica de Norteamérica (previamente afectada por grandes fracturas), generando un proceso geológico conocido como rift, y que en este caso implicó un “hundimiento” de una parte de la placa tectónica. La depresión formada así dio como resultado un inmenso lago, del que los actuales Grandes Lagos son el remanente. Se estima que cada kilómetro cuadrado del hielo de esa porción del casquete habría tenido un peso de alrededor de mil millones de toneladas, teniendo un gran efecto en conjunto en la deformación de la corteza y la erosión de las rocas superficiales de la región.

Finalmente, posiblemente la fuente de información más extensamente utilizada es la medición de anillos de crecimiento que se forman en muchos árboles alrededor del mundo, principalmente en regiones que presentan alto contraste de condiciones meteorológicas a lo largo del año. Esto es lo que se conoce como dendroclimatología. 

Bióxido de carbono medido en núcleos de hielo de la estación Vostok de la Antártida y registro de temperaturas en los pasados 420 mil años. 

A medida que pasa el tiempo, los árboles crecen del centro hacia afuera, y cada año se crea una nueva capa de madera alrededor del tronco. En un corte transversal de madera o en una muestra obtenida por medio de un delgado taladro (de diámetro similar al de un lápiz), cada anillo suele representar un año de crecimiento y presenta una porción de madera temprana o de baja densidad y de madera tardía o de alta densidad. La medición más general que se realiza en los anillos es la de su espesor, que se puede correlacionar directamente con la cantidad de precipitación que se registró en el año correspondiente. Estimar otros datos como la temperatura o la radiación solar puede ser un poco más difícil, pero afortunadamente existen muchos árboles vivos en la cercanía de estaciones climatológicas actualmente en operación, por lo que es muy fácil comparar datos medidos directamente con instrumentos contra las mediciones realizadas indirectamente, lo que ha permitido alcanzar una alta confiabilidad en la certeza de los datos dendroclimatológicos, que suelen ser de décadas a cientos de años, pero que excepcionalmente llegan a alcanzar mil años o más.

Slider: Obtención de muestras dendroclimáticas en pinos del Cofre de Perote, Ver. 2002.