D4 Proxies y Paleoclima

Tópico

Los proxies paleoclimáticos son registros naturales que conservan información sobre las condiciones climáticas anteriores al período de mediciones instrumentales. Entre los principales se encuentran los núcleos de hielo, los sedimentos marinos, los espeleotemas —estalactitas y estalagmitas—, los anillos de los árboles y los corales. Cada uno registra distintas propiedades del ambiente y posee una función de transferencia que relaciona la magnitud efectivamente preservada con la variable climática que se desea reconstruir. Cada proxy presenta además una determinada resolución temporal y una incertidumbre asociada a su calibración.

Los núcleos de hielo proporcionan algunos de los registros más directos. Las burbujas de aire atrapadas durante la formación del hielo contienen muestras de la atmósfera antigua y permiten determinar concentraciones de gases como dióxido de carbono y metano. El propio hielo aporta además información sobre la temperatura mediante la composición isotópica del agua. El fraccionamiento de los isótopos del oxígeno durante la evaporación y la condensación depende de la temperatura, por lo que la proporción entre isótopos registrada en la precipitación puede utilizarse como indicador de las condiciones térmicas en que esta se formó.

Esta relación isotópica se calibra comparando actualmente la composición de la precipitación con las temperaturas observadas. La calibración puede aplicarse después al hielo antiguo para reconstruir temperaturas pasadas. Sin embargo, la interpretación contiene incertidumbres, porque la señal isotópica también puede verse afectada por factores como cambios en la circulación atmosférica o en la región de origen de la humedad. Por ello, una variación isotópica no depende necesariamente de la temperatura de manera exclusiva.

Los sedimentos marinos proporcionan otro archivo climático de larga duración. En ellos se acumulan las conchas de foraminíferos planctónicos y bentónicos, cuyo carbonato de calcio conserva información sobre las condiciones del océano en el momento de su formación. Uno de los indicadores utilizados es nuevamente la composición isotópica del oxígeno. En este caso, la señal depende tanto de la temperatura del agua como de la composición isotópica del propio océano, que está relacionada con la cantidad de agua almacenada en los hielos continentales. Cuando aumenta el volumen global de hielo, cambia la composición isotópica del agua marina restante.

Una segunda señal conservada en las conchas es la relación entre magnesio y calcio. Esta relación depende de la temperatura a la que se formó el carbonato y aumenta de manera no lineal con ella. Su medición proporciona, por tanto, una estimación independiente de la temperatura del océano antiguo. La combinación de ambos indicadores resulta especialmente útil: la relación magnesio/calcio permite estimar primero la temperatura y esa información puede emplearse posteriormente para interpretar la señal isotópica del oxígeno y separar la influencia térmica de la relacionada con cambios en el volumen global de hielo.

Otros archivos naturales amplían y complementan estas reconstrucciones. Los espeleotemas registran cambios ambientales a medida que crecen mediante sucesivas capas minerales; los anillos de los árboles conservan información anual relacionada con las condiciones que afectan su crecimiento, y los corales incorporan en sus esqueletos señales químicas vinculadas al ambiente marino. Cada uno posee una sensibilidad climática, una resolución temporal y limitaciones de calibración diferentes.

La reconstrucción paleoclimática se basa así en interpretar propiedades físicas, químicas o biológicas conservadas en registros naturales mediante funciones de transferencia previamente calibradas. La combinación de distintos proxies permite extender el conocimiento climático mucho más allá del registro instrumental y reconstruir variables como temperatura, composición atmosférica, condiciones oceánicas y volumen de hielo durante miles o incluso millones de años. Al combinar registros independientes y considerar sus incertidumbres, es posible obtener una visión más completa de cómo ha variado el sistema climático a lo largo del pasado geológico.

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