Récords en la antigüedad de núcleos de hielo: dos millones de años

Esos núcleos proporcionan las primeras observaciones directas de las condiciones atmosféricas y temperaturas prehistóricas

Los investigadores utilizaron datos de los núcleos de hielo para responder a preguntas de cómo surgió nuestro actual ciclo glaciar más largo y frío.

Dichos investigadores liderados por la Universidad de Princeton han extraído núcleos de hielo de 2 millones de años de la Antártida que proporcionan las primeras observaciones directas del clima de la Tierra en un momento en que los primeros antepasados de los humanos modernos todavía deambulaban inicialmente por la Tierra.

Las burbujas de gas atrapadas en los núcleos, que son las más antiguas recuperadas, contienen muestras prístinas de dióxido de carbono, metano y otros gases que sirven como "instantáneas" de las condiciones atmosféricas y temperaturas prehistóricas, informaron recientemente los investigadores en la revista Nature. Los núcleos fueron recolectados en las remotas Allan Hills de la Antártida.

El primer autor Yuzhen Yan, quien recibió su Ph.D. en geociencias de Princeton en 2019, explicó que debido a que el hielo fluye y se comprime con el tiempo, los núcleos continuos de hielo solo se extienden hasta hace 800,000 años. Los núcleos que él y sus coautores recuperaron son como escenas recopiladas de una película muy larga que no muestran toda la película, pero transmiten la trama general.

"No se tiene una idea de cómo cambian las cosas continuamente, pero se tiene una idea de los grandes cambios a lo largo del tiempo", dijo Yan, cuya investigación de posgrado sobre núcleos de hielo con el apoyo de un Premio Graduado de Investigación Ambiental del Fondo Walbridge 2016 de Princeton Environmental Instituto (PEI) fue una base para el trabajo actual.

Los núcleos de hielo informados en Nature son los últimos en salir del grupo de investigación del autor principal John Higgins, profesor asociado de geociencias de Princeton, facultad asociada de PEI y co-asesor doctoral de Yan.

Un equipo anterior dirigido por Higgins recuperó un núcleo de hielo de 1 millón de años de Allan Hills, que era el núcleo de hielo más antiguo jamás registrado por los científicos cuando se informó en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences en 2015. Los núcleos fueron fechados midiendo isótopos del argón de gas atrapado en burbujas en el hielo, una técnica desarrollada por el coautor Michael Bender, profesor de geociencias de Princeton, emérito y facultad asociada a PEI.

"La capacidad de medir la composición atmosférica directamente es una de las mayores ventajas de los núcleos de hielo", dijo Yan. "Es por eso que la gente pasa años y años en los lugares más aislados para conseguirlos".

En la última publicación, los investigadores utilizan datos de los núcleos de hielo para responder a preguntas de larga data sobre cómo surgió nuestro actual ciclo glacial. Hasta hace aproximadamente 1,2 millones de años, la edad de hielo de la Tierra consistía en glaciares más delgados y pequeños que iban y venían cada 40,000 años en promedio.

Luego, después de lo que se conoce como la Transición del Pleistoceno Medio, surgió nuestro mundo actual caracterizado por ciclos glaciales más fríos y largos de 100,000 años. Los dos períodos se conocen como el mundo de 40.000 y 100.000 respectivamente.

Algunas teorías existentes han declarado que el mundo de 100.000, que incluye la última edad de hielo que terminó hace 11.700 años, surgió debido a una disminución a largo plazo en el dióxido de carbono atmosférico, dijo Yan. Pero los investigadores descubrieron que este no era el caso: el dióxido de carbono promedio era relativamente estable en los mundos de 40.000 y 100.000. Si bien las temperaturas más bajas y los niveles de dióxido de carbono del mundo de 40.000 fueron mayores que los puntos bajos del mundo de 100k, los niveles más altos de ambas edades fueron similares.

"Podría ser el caso de que después de la Transición del Pleistoceno Medio, ocurrió algo que redujo las temperaturas glaciales globales y los valores de dióxido de carbono atmosférico", dijo Yan. "Esta es la primera vez que tenemos acceso directo a estas mediciones de gases de efecto invernadero. El núcleo de hielo también abre una serie de nuevas posibilidades de medición que nos pueden dar una idea del mundo de 40k cuando los ciclos glaciales eran muy diferentes de lo que tenemos hoy".

Aunque una disminución a largo plazo en el dióxido de carbono atmosférico promedio puede no haber conducido directamente al mundo de 100k, los investigadores observaron una correlación entre el dióxido de carbono y la temperatura global, dijo Bender.

"Decir que el dióxido de carbono no es un factor estaría completamente mal", dijo Bender. "Durante los ciclos glaciales-interglaciales de 40,000 y 100,0000 años, la temperatura y el volumen de hielo global siguen el dióxido de carbono de manera bastante cercana. Se requieren cambios de dióxido de carbono para pasar de las temperaturas glaciales más frías a las temperaturas interglaciales más cálidas".

La cantidad de dióxido de carbono ahora en la atmósfera supera las 400 partes por millón (ppm), que es casi 100 ppm más que los niveles más altos del mundo de 40k, dijo Yan.

"Estamos viendo niveles de dióxido de carbono no vistos en 2 millones de años", dijo Yan.

Referencia
"Two-million-year-old snapshots of atmospheric gases from Antarctic ice". Yuzhen Yan, Michael L. Bender, Edward J. Brook, Heather M. Clifford, Preston C. Kemeny, Andrei V. Kurbatov, Sean Mackay, Paul A. Mayewski, Jessica Ng, Jeffrey P. Severinghaus & John A. Higgins. Nature volume 574, pages 663–666 (2019)