El Impacto del Younger Dryas

El periodo de la última desglaciación comenzó hace unos 20.000 años aproximadamente y finalizó hace 8.000 años ,con el inicio del Holoceno. No esta muy claro cual es el mecanismo que inició este proceso de fusión del hielo, los motivos siempre son diversos. Pero un suceso extraordinario tuvo lugar, el Younger Dryas. ¿Que es y cual es su causa? Los misterios no se resuelven totalmente y nunca de forma fácil. Así que no espere un respuesta sencilla y rápida…ni tan solo espere una respuesta.

Hiawatha Glaciar

Los efectos que conducen a un cambio climático y por tanto los acontecimientos que condujeron a la última desglaciación, que empezó hace unos 20.000 años con el inicio dela fusión del hielo en el hemisferio norte y terminó hace unos 8.000 años, no están muy claros y guardan muchas incógnitas.

En todo caso existen diferentes causas y efectos que conducen a una desglaciación o a una glaciación. Aunque parece que unos de los factores más determinantes es la variación en la cantidad de radiación solar debida a los diferentes cambios que sufre la Tierra en su movimiento orbital alrededor del Sol. Estos cambios se conocen como los ciclos de Milankovitch y demostrados por Hays, Imbrie y Shackleton en un articulo de 1976 publicado en Science“Variations in the Earth’s Orbit: Pacemaker of the Ice Ages”donde indican que para los últimos 500.000 años los cambios climáticos han seguido las variaciones en la oblicuidad y la precesión terrestres.

Es evidente que existen diferentes ciclos que regulan la cantidad de radiación recibida en la superficie terrestre. Cada 24 horas obtenemos el ciclo día/noche y cada año notamos los efectos de las estaciones. Pero existen otros ciclos que igualmente originan cambios en cantidad de radiación solar recibida, aunque de períodos mucho más largos. Como los cambios en la excentricidad de la órbita terrestre, en la oblicuidad del eje terrestre, en la precesión de los equinoccios. Estas variaciones de largo periodo ocurren en ciclos de 100.000, 41.000 y 23.000 años.

Expliquemos cada uno de ellos

  • Eje de Rotación y Estaciones

La Tierra gira una vuelta cada 24 horas en torno de un eje imaginario que pasa a través de los polos norte-sur. Este eje se encuentra inclinado un ángulo de 23.5º respecto un eje perpendicular al plano de la eclíptica o plano de la órbita de laTierra. Es lo que se denomina inclinación o oblicuidad del eje de rotación.

Inclinación del Eje Terrestre. Ruddiman Earth’s Climate Past and Future

Todos los planetas del Sistema Solar giran con una determinada inclinación

Pero la Tierra no solamente tiene el movimiento de rotación sobre si misma, también gira en torno del Sol en un período de un año. Y lo hace manteniendo la dirección del eje de rotación y el ángulo de inclinación constante. El resultado de este tipo de movimiento son las estaciones. Así tenemos una gran diferencia en la radiación solar sobre la tierra. En verano el Sol se eleva alto en el cielo y emite una intensa radiación, en cambio en invierno el Sol se mantiene bajo en el cielo y emite una radiación más débil. Estas diferencias estacionales culminan en los solsticios de verano e invierno. El 21 de junio (solsticio de verano)es el día más largo y el 21 de diciembre (solsticio de invierno) es el día más corto, en el hemisferio norte, en el hemisferio sur es a la inversa.

Esta diferencia de radiación sobre la tierra es consecuencia de la oblicuidad, si observamos el movimiento de la Tierra desde el punto de vista del Sol veremos que cuando un hemisferio se encuentra en dirección al Sol recibe más radiación(en verano) y cuando se encuentra en dirección opuesta recibe menor radiación (en invierno).

La oblicuidad define el trópico de Cancer situado a 23,5º N y el trópico de Capricornio situado a 23,5º S. Los trópicos indican las posiciones donde se mueve el sol a lo largo del año. Los 23,5º definen ademas los círculos polares ártico y antártico a la latitud de 66,5º , correspondiente a la diferencia de: 90º – 23,5º = 66,5º. De esta manera los rayos del sol no alcanzan latitudes superiores a los 66,5º en invierno.

Entre los solsticios de de verano e invierno existen dos posiciones intermedias de la Tierra en su órbita alrededor del sol, donde la duración del día y la noche son iguales en cada hemisferio. Son los equinoccios (igual noche). El 20 de marzo es el equinoccio de primavera en el hemisferio norte (otoño en el hemisferio sur) y el 22 de septiembre es el equinoccio de otoño(primavera en el hemisferio sur)

Equinoccios y Solsticios. Ruddiman Earth’s Climate Past and Future
  • Excentricidad de la órbita terrestre

La órbita terrestre no es perfectamente circular, tiene una determinada excentricidad o forma elíptica. Debido a la fuerza gravitacional que ejercen los otros planetas sobre la Tierra en su movimiento a través del espacio. Al variar la distancia alSol, varia la cantidad de radiación recibida, especialmente en los dos puntos extremos de la posición en la órbita. Cuando laTierra se encuentra en su punto más cercano al Sol se denomina perihelio y el punto más alejado afelio. Actualmente en el perihelio la distancia al Sol es de 153 millones de kilómetros y sucede el 3 de Enero, en el afelio la distancia es de 158 millones de kilómetros y ocurre el 4 de Julio.

Perihelio y Afelio. Ruddiman Earth’s Climate Past and Future

Esto significa que es invierno en el hemisferio norte y verano en el hemisferio sur cuando la tierra se encuentra más cerca del sol. En cambio es verano en el hemisferio norte e invierno en el hemisferio sur cuando se encuentra más lejos.

Pero lo realmente interesante relacionado con los cambios climáticos es que estos parámetros varían de forma regular debido a la atracción gravitatoria entre la Tierra, la Luna, el Sol, los otros planetas y sus lunas. Provocan variaciones cíclicas en el ángulo de inclinación o oblicuidad, la excentricidad de la órbita y la posición de los solsticios y equinoccios.

  • Cambios en la oblicuidad

Si el ángulo de inclinación no existiese y la órbita terrestre fuese completamente circular, la radiación solar caería perpendicularmente sobre el ecuador a lo largo de todo el año y no existirían cambios de estaciones y cada día tendría la misma duración día/noche.

Sin Oblicuidad. Ruddiman Earth’s Climate Past and Future

El ángulo de inclinación es pues necesario para que existan las estaciones, y este ángulo varia entre 22,2º y 24,5º en un ciclo de 41.000 años. Actualmente es de 23,5º y va disminuyendo. Estos cambios en la oblicuidad aumentan o disminuyen la crudeza de las estaciones, especialmente en altas latitudes. A mayor inclinación más cantidad de radiación se recibirá en verano y menor en invierno y por tanto las diferencias estacionales se acentúan.

Cambios en la oblicuidad en millones de años. 
Ruddiman Earth’s Climate Past and Future
  • Cambios en la excentricidad

La forma de la órbita de la Tierra alrededor delSol varia con el tiempo, a veces es más circular y a veces menos, más elíptica. El parámetro que determina la forma más elíptica o menos es la excentricidad ε. Si es cero tenemos una órbita perfectamente circular, a medida que la excentricidad aumenta la órbita es más elíptica.

Los cambios en la excentricidad se concentran en dos períodos. Un ciclo de variaciones a intervalos de unos 100.000 años y otro ciclo de unos 413.000 años.

Cambios de la excentricidad en millones de años. 
Ruddiman Earth’s Climate Past and Future
  • Precesión de los equinoccios y solsticios

La posición de los equinoccios y los solsticios varia a lo largo del tiempo, descubrimiento que ya había realizado Hiparco de Nicea en el 127a.C. Las causas de estas variaciones son debidas al movimiento de laTierra como una peonza. Ya hemos visto que laTierra gira entorno a un eje que se encuentra inclinado respecto un eje perpendicular a la eclíptica, eje que determina la dirección norte-sur. Pues resulta que este eje no se mantiene fijo sino que gira, se bambolea, movimiento que se denomina precesión.

Precesión Terrestre. Ruddiman Earth’s Climate Past and Future

Actualmente la Tierra gira en torno a un eje que apunta hacia la estrella Polar, pero a lo largo del tiempo el movimiento de bamboleo causa que el eje de rotación apunte hacia otro punto celeste. Hace 3.000 años apuntaba hacia la estrella Thuban y dentro de 12.000 años apuntara hacia la estrella Vega.

Imagen de Stephen Mackintosh
https://modulouniverse.com/2018/06/24/spica-and-the-precession-of-the-equinoxes/

La precesión de laTierra es producida por el efecto gravitacional del Sol y la Luna y tiene un ciclo de 25.700 años. Existe otro segundo movimiento de precesión conocido como la precesión de la elipse, o precesión absidal. La órbita de la Tierra también ejerce un giro o precesión en torno al Sol.

Precesión de la órbita terrestre

El efecto combinado de estos dos movimientos de precesión son la causa que los solsticios y equinoccios varíen a lo largo de un ciclo de 23.000 años.

Hay que tener en cuenta además, que la velocidad de la Tierra no es constante a lo largo de su órbita, se mueve más lento cuando esta más lejos del Sol y más rápido cuando se encuentra más cerca. De esta manera cuando los equinoccios varían a lo largo de la órbita también pasan por regiones de movimiento más rápido o más lento. Todos estos cambios en la órbita terrestre alteran la cantidad de radiación Solar recibida según la latitud y la estación.

Aunque hay que tener en cuenta efectos inesperados, o quizá no…solo que son de ciclo muy, muy largo.

  • El Younger Dryas

El aumento de la temperatura como consecuencia de la última desglaciación sufrió una caída brusca durante un periodo de unos mil años, bajando a menos de 8º en algunos lugares del hemisferio norte. Iniciándose un período frío denominado Younger Dryas, que también terminó bruscamente hace 11.500 años. El nombre del período proviene de una pequeña planta ártica de color blanco y amarillo denominada Dryas Octopelata.

Younger Dryas

Las causas que originaron el Younger Dryas no están muy bien definidas, puesto que la radiación solar en los veranos del hemisferio norte continuaba aumentando y no había motivo para que la temperatura disminuyera. Su existencia es un misterio y existen muchas dudas sobre este periodo de enfriamiento. Una solución bastante controvertida esta relacionada con efectos extraterrestres, básicamente el impacto de cometas o asteroides en el hemisferio norte. Richard Firestone and Kennett publicaron “Evidence for na extraterrestrial impact12.900 years ago that contributed to the megafaunal extinctions andthe Younger Dryas cooling”. El impacto habría provocado grandes fuegos que inyectarían suficiente hollín y otros compuestos en la atmósfera, ocultando el sol y enfriando el planeta.

El problema es que hasta ahora no se había encontrado una prueba de ningún cráter producido por un impacto de la época del Younger Dryas. Pero enJulio de 2016 Kurt Kjaer (geólogo del Museo de Historia Natural deDinamarca) sobrevolando en helicóptero el glaciar de Hiawatha en elnorte de Groenlandia, se dio cuenta que el glaciar no avanzaba deforma rectilínea hacia el Océano Ártico sino que lo hacia siguiendo un semicírculo. El movimiento en semicírculo era la señal que descubría un cráter debajo del glacial como consecuencia del impacto de un asteroide.

El cráter del glacial Hiawatha tiene un diámetro de 31 kilómetros y seguramente fue la consecuencia de un impacto de un asteroide de hierro de 1,5kilómetros se estrelló en la Tierra, posiblemente hace menos de100.000 años. Este resultado es sumamente interesante porque es el impacto más reciente. Los otros cráteres más relevantes son el Chesapeake de 85 km de diámetro que impactó hace 35,5 millones de años y el Chicxulub de 200 km de diámetro de hace 66 millones de años.

Cráteres de impacto

Hiawatha se queda pequeño en comparación, pero sucedió en la época que los mamuts y otra megafauna estaba en declive y los humanos se extendían a través de Norteamerica. Y por supuesto podría ser el impacto que condujo al Younger Dryas, pudiendo datar de solamente unos 13000 años. La energía de la explosión seria equivalente a 700 bombas nucleares y se observaría a centenares de kilómetros. La gran onda de choque generaría fuertes vientos y levantaría una gran cantidad de polvo sobre la atmósfera. Modificando el comportamiento “natural” de los ciclos de Milantovich.

Si se confirma que el impacto de Hiawatha se produjo hace unos 13.000 años, seria el registro más reciente que demostraría que los impactos extraterrestres y sus efectos han condicionado y siguen condicionando la vida sobre la superficie terrestre. Provocando cambios climáticos y extinciones que modifican el espectro biológico en los niveles de organización de la vida. 

Este post se ha realizado siguiendo los libros de William F. Ruddiman “Earth’s Climate Past and Future” y de Antón Uriarte Cantolla ” Historia del Clima de la Tierra”.

Anuncios

Acerca de Carles Paul

Licenciado en Ciencias Físicas por la Universidad de Barcelona, Master en Física y Matemática Aplicada por la Universidad Politécnica de Cataluña y Master en Historia de la Ciencia por la Universidad Autónoma de Barcelona. Técnico Experto Evaluador Europeo. Profesor titulado de física y matemáticas de la Politècnica de Mataró, des de 1991. Director Científico de Innovem.
Esta entrada fue publicada en Cambio Climático y etiquetada , , . Guarda el enlace permanente.

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión /  Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión /  Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión /  Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión /  Cambiar )

Conectando a %s