Paleoclimatologia

La Paleoclimatología tiene por objeto el estudio de las características climáticas de la Tierra a lo largo de su historia y puede incluirse como una parte de la Paleogeografía. Estudia las grandes variaciones climáticas, sus causas, y da una descripción lo más precisa posible de las características del clima que nos sirve para un momento determinado de la Historia de la Tierra. La variación a escala geológica de los factores que determinan el clima actual, como la energía de la radiación solar, situación astronómica y radiación cósmica, relieve y distribución de continentes y océanos, y la composición y dinámica de la atmósfera, constituyen los factores más utilizados en la deducción y explicación de los paleoclimas.


Correlación entre la radiación cósmica entrante a La Tierra... y la temperatura de los océanos a lo largo de millones de años. La Paleoclimatología se sirve del estudio de los valores climatológicos pasados y de sus factores, para poder predecir cómo puede variar el clima en nuestro planeta en el futuro.

Fuentes de información

Indicadores climáticos

Imagen por satélite de un área de desierto (arriba) e imagen del radar (abajo). En el radar se aprecian numerosos cauces de agua que existieron antes que el Sahara se convirtiera en desierto. Este tipo de pruebas revelan que el desierto del Sahara no ha sido tal siempre y que el clima de La Tierra es muy variable.

Son fenómenos geológicos que dependen del clima, deducidos en parte de las condiciones climáticas actuales en la distribución de fauna y flora, mecanismos de formación de sedimentos, relieves fósiles, etc., y son las observaciones normales de mayor valor. Entre los indicadores climáticos paleontológicos tenemos la existencia de fósiles con una estrecha relación sistemática con especies actuales de distribución climática. La flora fósil es una de las más usadas en el Terciario y Cuaternario. Los fósiles con caracteres ecológicos o fisiológicos particulares de significado climático son también muy importantes, como la presencia de arrecifes, hojas de punta acanalada, etc.

Indicadores de clima cálido son la flora de carácter tropical, el gran tamaño de los vertebrados, el desarrollo amplio de calizas y organismos marinos y los arrecifes coralinos. Indicadores de clima frío son la flora de coníferas, la fauna de vertebrados típicos, como el mamut, invertebrados de ambientes fríos como el lamelibranquio Yoldia, etc. Los indicadores litológicos más importantes son las morrenas y depósitos glaciares para climas fríos; los depósitos de bauxitas, caolines, minerales de hierro y manganeso, y cortezas de alteración para climas húmedos; depósitos de sales, series rojas, sedimentos desérticos para climas áridos. Las evaporitas permiten una gran precisión en las determinaciones de temperatura a partir de datos químicos. Los fenómenos de sedimentación con estructuras particulares como huellas de gotas de lluvia, dunas, distribución de loess, régimen de paleocorrientes, etc., tienen interés paleoclimático.

Reconstrucción de paleoclimas[editar]

La Paleoclimatología emplea multiplicidad de técnicas para deducir paleoclimas.

Hielo

Glaciares de montaña y campos de hielo/capas de hielo polares son fuentes principales de datos en Paleoclimatología. Los recientes proyectos de perfilado de muestras de hielo en los campos de hielo de Groenlandia y en Antártida están proveyendo de riquísima información de los últimos centenares de miles de años, 800 milenios en el caso del "Proyecto EPICA".

• Dentro de esas capas se halla paleopolen, dando oportunidad a estimar la vegetación total para tal año de conteo de polen. El espesor de esa capa ayuda a estimar el monto de precipitaciones de ese año. Ciertas capas contienen ceniza volcánica procedente de erupciones.
• Aire atrapado dentro de la nieve caída, en burbujas, y comprimido a medida que las capas superiores de nieve aumentan. Ese aire atrapado ha probado ser una fuente valiosa por mediciones directas de su composición en el tiempo en que el hielo se formó y depositó.
• Debido a insignificantes tasas de evaporación de las moléculas de agua, porque la presencia o no de isótopos estables ligeramente más pesados de hidrógenoy de oxígeno son también ligeramente diferentes durante periodos más cálidos o más fríos, los cambios en las temperaturas promedio de la superficie oceánica se reflejan en ligerísimas diferencias en sus relaciones entre esos isótopos. Varios ciclos en esas relaciones entre isótopos han sido detectados.

Dendroclimatología

Esta ciencia retrotrae información climática de los anillos de los árboles. Los anillos de los árboles vivos de mucha edad dan datos de los últimos siglos hasta pocos milenios. La madera intacta de árboles muertos, escapados de su destrucción, extienden el tiempo cubierto para identificar patrones de clima. Los anillos de árboles petrificados dan valiosas estimaciones de paleoclimas, sobre una línea del tiempo mucho más extensa. A su vez, el fósil por sí es sometido a datación radiométrica dentro de un margen amplio de error. Y los anillos dan bastante información de lluvias y temperaturas durante tal época geológica.

En una más extensa escala cronológica, el geólogo debe referirse a registros sedimentarios para fijar datos.

Contenido sedimentario

• Sedimentos, a veces en vías de solidificarse para formar roca, pueden contener remanentes de bioma preservado: flora, fauna, plancton, polen, que pueden dar las características de ciertas zonas climáticas.
• Moléculas biomarcadoras, como las alquenonas pueden dar información acerca de su temperatura de formación.
• Firmas químicas, particularmente "relación Mg/Ca" de la calcita en pruebas de Foraminíferos, pueden usarse para reconstruir temperaturas arcaicas.
• Relaciones isotópicas pueden proveer más información. Específicamente, los registros de δ¹⁸O responden a cambios en temperatura y volumen de hielo, y los registros de δ¹³C reflejan un rango de factores, que con frecuencia son difíciles de desentrañar.

Facies sedimentarias

En una escala temporal más grande, el registro geológico en roca puede mostrar signos de nivel del mar con ascensos y descensos; más aún, temas como la identificación de dunas "fosilizadas" se usan para ampliar las interpretaciones climáticas. Los científicos pueden asir climas de muy largo periodo con el estudio sedimentario de rocas yacentes hace miles de millones de años. La división de la historia terráquea en periodos separados se basa fundamentalmente en cambios visibles en las capas de rocas sedimentarias que demarcan los cambios mayores. Y frecuentemente ellos incluyen datos de clima.

Corales

Los "anillos" coralinos son similares a los de los árboles, excepto que responden a diferentes condiciones ambientales, tales como temperatura del agua y acciones de corrientes. Para esta fuente, se usa cierto equipamiento para hacer derivaciones de la Tº superficial del mar y su salinidad en los últimos siglos. Los registros de δ¹⁸O de las algas rojas coralinas dan una aproximación útil sobre la Tº superficial del agua en latitudes altas, donde muchas de las tradicionales técnica están limitadas.

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Limitaciones[editar]

Todos los registros decrecen su utilidad cuanto más se retrocede en el tiempo. Encima no existe hielo por debajo de 1 millón de años, y a su vez colectar muestras e interpretarlas por encima de 800.000 años es dificultosa. Los registros marinos en grandes profundidades, que son la fuente primordial de muchos datos isotópicos, solo existen en las plataformas oceánicas, y que hasta eventualmente pueden ser sepultadas - y solo llegan hasta 140 millones de años. Cualquier sedimento con más edad suele estar corrompidoo por diagénesis. Consecuentemente, la resolución y confianza matemática en los datos decrece con el tiempo.

Consideraciones paleogeográficas y matemáticas[editar]

Como la interpretación de paleorrelieves glaciares, desérticos, fluviales; análisis de paleocorrientes marinas y distribución de tierras y mares.

Interpretación de medidas físicas[editar]

El paleomagnetismo aporta datos del mayor interés. Por un lado, permite conocer la paleolatitud de un punto, así como un control de la latitud de los indicadores climáticos. En los últimos años las determinaciones isotópicas de oxígeno en caparazones carbonatados de fósiles ha permitido medir la temperatura ambiental en que se han desarrollado estos organismos y dar gran precisión a las interpretaciones paleoclimáticas.

Ciclos climáticos

500 millones de años de cambio climático.

Las observaciones geológicas que permiten registrar variaciones climáticas de larga duración se basan en el análisis de los anillos de crecimiento de los vegetales, marcas de crecimiento en partes duras de invertebrados y sedimentación de carácter estacional. Se pueden identificar así ciclos climáticos estacionales, anuales y de varios años entre los que destacan ciclos de 11 años, debidos a las manchas solares; de 40.000 años, debido a la inclinación del eje terrestre, de 92.000 años, interpretado por la variación en lá excentricidad de la órbita terrestre y otros cuyo origen no ha sido bien establecido.

La historia climática de la Tierra muestra una sucesión de periodos fríos y cálidos en los últimos mil millones de años. Tres grandes periodos de glaciaciones son indudables, en el Precámbrico, carbonífero-pérmico y Cuaternario. Si se añade la glaciación del silúrico encontramos un ritmo de 150 a 200 millones de años, sugiriéndose una relación con el año galáctico. Estas glaciaciones marcan las etapas climáticas más importantes de la Tierra.