sábado, 30 de noviembre de 2019

Evento del mes de noviembre

Redactado y publicado por David Arbizu

LOS CICLOS DE MILANKOVITCH: LA RELACIÓN DE LOS CAMBIOS DE LA ÓRBITA TERRESTRE CON LAS GLACIACIONES Y LOS PERÍODOS INTERGLACIALES

La mayoría de los estudios e informes sobre el cambio climático publicados en los medios de comunicación nos transmiten y demuestran que estamos experimentando un calentamiento global y que la causa principal se debe al aumento de la concentración de gases de efecto invernadero en la atmósfera, destacando el aumento de dióxido de carbono, algo relacionado directamente con las actividades antropogénicas. Este aumento continuo de las temperaturas nos conduce a un mundo futuro, cada vez más cercano, donde las condiciones serán cada vez más difíciles para la supervivencia, con patrones climáticos más extremos y también un aumento del nivel del mar que afectará a millones de seres que viven cerca de las costas.

Pero hay una parte importante de la comunidad científica y de expertos que defienden que el clima del planeta está regido por la alternancia de glaciaciones y períodos interglaciales, y que actualmente nos encontramos en el final de uno de esos períodos, acercándonos a una glaciación que se considera que no va a ser tan extrema como otras que han marcado la historia y evolución de este planeta, su biosfera y sus habitantes. Algunos científicos relacionan las glaciaciones y períodos interglaciales directamente con la actividad solar, una actividad que también pasa por ciclos de mayor y menor potencia, de mayor o menor capacidad de impulsar hacia el exterior la radiación solar, y justamente ahora nos encontramos en uno de los ciclos que llamamos “mínimo solar”, que corresponde al ciclo 25, un período de actividad muy baja que se calcula que alcanzará su punto de menor actividad entre 2030 y 2040.

Por otro lado, aunque no creo que estemos hablando de dos teorías o explicaciones científicas antagónicas sino probablemente complementarias, hay científicos y expertos que vinculan las glaciaciones e interglaciaciones con los “Ciclos de Milankovitch” o lo que algunos llaman “Teoría Astronómica del Cambio Climático”. Desde los ciclos de Milankovitch se muestra que los cambios climáticos globales que ha experimentado de forma cíclica el planeta en los últimos millones de años se deben a variaciones orbitales y que, por lo tanto, las diferentes fases por las que pasa la órbita terrestre junto con los propios movimientos del planeta (precesión, nutación e inclinación del eje de rotación) habrían sido los responsables de las glaciaciones e interglaciaciones ya que, por un lado, habrían regulado la cantidad de radiación solar que estaba recibiendo el planeta en cada momento determinado, pero además, por otro lado, también habrían regulado cuál de los dos hemisferios estaba recibiendo con más fuerza los rayos solares, algo importante al tener en cuenta el estudio de las glaciaciones e interglaciaciones, en parte debido a que cada hemisferio tiene una superficie de tierra firme y de océano distinta y, consecuentemente, no va a reaccionar de la misma manera frente los cambios de la cantidad de radiación solar que le llegue.

Tanto si consideramos la actividad solar como los ciclos de Milankovitch, estamos hablando de lo que se describe como “Forzamiento Climático”, un término que define la influencia que ejerce un agente exterior sobre la Tierra y que esa influencia puede llegar a modificar el clima del planeta. Ese agente exterior puede ser el nivel de actividad solar o todo lo relacionado con la distancia y los diversos ángulos de recepción de la radiación solar que el planeta va a tener dependiendo de su órbita y sus movimientos, pero lo que está claro es la gran importancia de la relación entre el comportamiento del Sol y el de la Tierra para sostener o impulsar los cambios climáticos de nuestro planeta.


Los ciclos de Milankovitch deben su nombre a Milutin Milankovitch, que fue un ingeniero civil, astrónomo, matemático y geofísico serbio nacido en 1879. Su teoría se basa en el hecho de que nuestro planeta gira alrededor del Sol influido por tres parámetros básicos que modifican sus movimientos de traslación y rotación, y que son estos tres parámetros los que impulsan los cambios climáticos del planeta. Estos parámetros son la excentricidad de la órbita, la oblicuidad, que se refiere a los cambios del ángulo del eje de rotación, y la precesión, que es el giro del eje de rotación, ya que se podría decir que la Tierra gira como una peonza. Aunque la Teoría de Milankovitch reconoce las alteraciones de la radiación solar que llegan al planeta dependiendo de cada momento y ciclo relacionados con la actividad del Sol, considera que no son suficientes como para generar cambios climáticos importantes en la Tierra, de manera que se podría decir que no daría una importancia decisiva a los ciclos solares, con sus apogeos y sus mínimos, como factores determinantes de las glaciaciones e interglaciaciones. Antes de Milankovitch, otros científicos también habían desarrollado teorías enfocadas de forma similar, pero fue Milankovitch quien consideró plenamente los tres parámetros.

Voy a analizar brevemente cada uno de estos tres parámetros o movimientos, unos parámetros cuyas variaciones son en gran medida consecuencia de la influencia gravitatoria del resto de astros del sistema solar. Cada uno de estos parámetros orbitales tiene una ciclicidad determinada que no es fija a nivel de duración, ya que cambia a lo largo del tiempo al igual que cambian las fuerzas gravitaciones que los causan:
- Excentricidad de la órbita: Se basa en lo estirada que está la elipse que forma la órbita de la Tierra respecto al Sol. La excentricidad es mayor si la órbita es más alargada y menor si es más circular, y varía entre sus valores extremos cada 100.000 años. Cuando la excentricidad llega a su punto más extremo, la cantidad de radiación que llega al planeta en el afelio (punto más alejado de la Tierra respecto del Sol) y en el perihelio (punto más cercano) varía en un 11%. En estos momentos se considera que la variación es de un 6% y que la órbita está convirtiéndose en menos excéntrica, cada vez más circular, lo cual significa que la duración de las estaciones cada vez será más similar.
Es muy interesante la relación de la órbita de la Tierra con los otros planetas del sistema solar. Estudios recientes han demostrado cómo Venus, por ser el planeta más próximo a la Tierra, y Júpiter, por ser el más masivo del sistema solar, producen un “tirón gravitacional” sobre la Tierra que hace que su órbita sea más o menos excéntrica respecto al Sol, aunque también se considera que Saturno ejerce ese tirón. Esto provoca que cada 405.000 años se alargue un cinco por ciento la órbita de la Tierra intensificando los efectos de los otros parámetros a nivel climático, de manera que los veranos se vuelven más cálidos y los inviernos más fríos, al mismo tiempo que se extreman los períodos y patrones de sequía y también los de precipitaciones. En estos momentos se considera que la Tierra se encuentra en una etapa media, a 202.500 años del inicio de este ciclo y por eso su órbita todavía es bastante circular y el clima menos extremo de lo que podría llegar a ser.
- Oblicuidad: Son los cambios del ángulo del eje de rotación de la Tierra, lo cual varía su inclinación respecto a la llegada de la radiación solar. La oblicuidad no provoca modificaciones en cuanto a la cantidad de radiación recibida pero sí en cuanto a su distribución sobre la superficie el planeta. Como es lógico, una oblicuidad o inclinación mayor representa estaciones con patrones climáticos más extremos. La inclinación oscila entre 21,6º y 24,5º cada 41.000 años y actualmente se encuentra en 23,5º. La tendencia actual es una disminución de la inclinación, lo cual, según la teoría de Milankovitch, representa inviernos más cálidos, veranos más fríos, y un patrón de enfriamiento general que puede conducir al inicio de una glaciación debido a que los rayos solares llegan con menor fuerza a las latitudes altas y el hielo acumulado en invierno se derrite menos de lo normal en verano. Además, cuanto mayor es la capa de hielo, mayor es el reflejo de la energía solar. Por estas razones, Milankovitch creía que la oblicuidad era el parámetro que tenía mayor efecto sobre el clima, y por eso dedujo un período de 41.000 años para las grandes glaciaciones, aunque investigaciones posteriores han demostrado que esto no se ha cumplido, al menos durante el último millón de años, y que el período está más en consonancia con los ciclos de 100.000 años que marca la excentricidad.
- Precesión: Es el giro que realiza el eje de rotación de la Tierra, que oscila como una peonza en sentido contrario a la rotación. Este giro dura 26.000 años y está vinculado con el movimiento de nutación, que es un movimiento ligero e irregular formado por el propio giro y que también recibe la influencia de otros planetas. La posición del planeta debido a la precesión señala la fecha de los solsticios y equinoccios. Actualmente el solsticio de verano en el hemisferio norte coincide con el afelio (máxima distancia del planeta respecto al Sol) y, de alguna manera, nos muestra que para la recepción de la energía solar es prácticamente más importante la oblicuidad y la precesión que la distancia que pueda haber entre el planeta y el Sol como resultado de una mayor o menor excentricidad.


Si se analizan los ciclos de Milankovitch desde la perspectiva de las glaciaciones e interglaciaciones, se observa que las glaciaciones llegan en periodos de alta excentricidad, baja inclinación y una distancia grande entre el Sol y la Tierra en verano, estas condiciones también suponen un menor contraste entre las estaciones. Por otro lado, las interglaciaciones están marcadas por períodos de baja excentricidad, gran inclinación, y con una distancia más pequeña entre el Sol y la Tierra en verano, algo que significa mayor contraste entre las estaciones.

A pesar de todo el avance que representan los ciclos de Milankovitch y los estudios y conclusiones mejoradas que se han conseguido gracias a ellos, hay más factores que afectan todo resultado estacional y hacen que uno o varios de los tres parámetros (excentricidad, oblicuidad y precesión) no representen situaciones tan determinantes o estructuradas. Un ejemplo lo encontramos en las Leyes de Kepler, concretamente en la segunda ley, que declara que el movimiento de la Tierra se acelera cuando pasa por el perihelio, de manera que aunque en ese momento la intensidad de la radiación solar sea mayor, también se acorta la duración del verano. Al mismo tiempo, las investigaciones actuales realizadas a partir del estudio de los materiales geológicos que forman el suelo de la Tierra, y que no han cambiado durante miles de años, demuestran situaciones con cambios bruscos en la periodicidad de las glaciaciones, situaciones que no siempre encajan totalmente en la teoría de Milankovith debido a que puede haber otro tipo de forzamientos climáticos que pueden coger una gran relevancia en momentos concretos de la evolución del planeta y a que, tal como advierten algunos expertos y científicos: “quizás estemos olvidando algún factor climático todavía desconocido”.

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La situación actual de crisis planetaria también rompe con muchos esquemas y teorías científicas y genera que se formen opiniones diversas sobre los efectos de estos parámetros al añadir otros que podrían parecer menos importantes o impactantes, pero que inciden y modifican los ciclos y patrones climatológicos terrestres y ponen en cuestionamiento muchas teorías respecto a la relación de la Tierra con el Sol y con los planetas del sistema solar. Esto podemos observarlo actualmente en la formación y desarrollo de grandes tormentas en el planeta, donde en muchos casos los sistemas de tormentas no cumplen las previsiones científicas, tanto en cuanto a su trayectoria como a su fortalecimiento y duración, pero desde la perspectiva científica todo ello va a conducir a un mayor alcance en el estudio del calentamiento global, a una mayor comprensión del período interglacial que estamos viviendo y a si realmente nos dirigimos a una glaciación, aunque sea, tal como se expresa en algunas ocasiones, una mini-edad de hielo.

Está claro que uno de los factores actuales decisivos del calentamiento global y del desequilibrio de los patrones climáticos es el devastador efecto de la actividad humana sobre el planeta, lo que podríamos llamar “forzamiento antropológico”, donde tiene gran importancia toda la emisión de gases de efecto invernadero a la atmósfera, especialmente de dióxido de carbono. Algunas investigaciones demuestran que, durante el último medio millón de años, el aumento de la temperatura global corresponde con los períodos interglaciales, pero también que en muchos casos primero aumentaba la temperatura y después el nivel de CO2, algo que parece no corresponder con la relación directa que actualmente hacemos entre mayor porcentaje de dióxido de carbono en la atmósfera y temperaturas más elevadas. Esto plantea la pregunta de si es el calentamiento el que provoca un aumento del CO2 o si es al contrario, y parece ser que la respuesta correcta sería: “ambas cosas”, de manera que es una relación de ambos sentidos donde también interfieren otros factores. Algunos de estos factores son: los movimientos de las placas tectónicas, cuya estabilidad también está relacionada con la llegada de los rayos solares y que además están vinculados con la actividad volcánica, porque una baja actividad volcánica con débil emisión de nubes de gas y ceniza favorece la llegada de los rayos solares y del calentamiento; la llegada de rayos cósmicos, también relacionada con una mayor o menor actividad solar, ya que la actividad solar normal o elevada frena la llegada de rayos cósmicos, rayos que también están relacionados con la formación de nubes en la atmósfera; la reflectividad de las capas de hielo, donde además de las temperaturas tendrá importancia el estado del hielo, si le llega la contaminación y todo el polvo y emisiones diversas formadas a partir de la actividad humana e incluso de los incendios, que en muchos casos, tal como estamos viendo actualmente, son provocados por el hombre. Desde los océanos también podemos constatar esta relación “altas temperaturas-emisión de CO2”. Se ha demostrado que conforme se calienta el Océano Antártico, disminuye la solubilidad del CO2 en el agua, lo cual facilita que el océano libere CO2 a la atmósfera dentro de un proceso que puede necesitar unos 1.000 años, que no es un período largo desde la perspectiva de la actividad planetaria.

Según la teoría de los ciclos de Milankovitch, la glaciación se inicia cuando los veranos son suficientemente frescos como para mantener el hielo acumulado en los inviernos, algo que no está sucediendo. Además, la actividad humana de los últimos 200 años ha provocado un aumento del CO2 extremadamente elevado como para significar el inicio de una glaciación. Por otro lado, tal como he señalado anteriormente, hay muchos factores que científicamente todavía se desconocen y que podrían ser verdaderos detonantes para que se desarrollara cualquier patrón impredecible. Creo que tenemos que ser muy conscientes de los sistemas internos propios de la Tierra, sistemas que marcan ciclos y forman un engranaje lleno de piezas pequeñas y grandes que todavía no conocemos en profundidad. Por otro lado, cada vez hay más investigaciones enfocadas en la relación de la Tierra con todo el sistema solar y con cada uno de sus planetas, y todo ello puede ofrecer nuevos resultados que aporten más datos y parámetros para una mayor comprensión y determinación del proceso que estamos viviendo. También es cierto que hay otros sistemas que conocemos y sabemos que podrían dirigirnos hacia una glaciación, como podría ser una ralentización excesiva del cinturón oceánico o circulación termohalina, algo que ya está sucediendo y que se puede observar en el Atlántico, provocado por el deshielo junto con la debilidad que está mostrando la Corriente del Golfo. Quizás una glaciación podría ponerse en marcha debido al desequilibrio de estos sistemas, como una respuesta potente que hiciera el planeta para reequilibrarse si no llegan a dar resultados positivos las “pequeñas respuestas” que ahora estamos experimentando con todo el desequilibrio climático global. Podemos afirmar que vivimos en un momento de la historia de la Tierra con dinámicas de retroalimentación climática muy sensibles y, de momento y por desgracia, también podemos afirmar que el ser humano no muestra la comprensión ni la sensibilidad suficientes como para no ser uno de los factores determinantes del agravamiento de la crisis planetaria.


Fuentes: