¿Qué causa los ciclos glaciares-interglaciares?
Las variaciones en la órbita de la Tierra a lo largo del tiempo han cambiado la cantidad de radiación solar que recibe la Tierra en cada estación. Los períodos interglaciares tienden a producirse durante las épocas de mayor radiación solar de verano en el hemisferio norte. Estos ciclos glaciares-interglaciares han aumentado y disminuido a lo largo del periodo cuaternario (los últimos 2,6 millones de años). Desde el Cuaternario medio, los ciclos glaciares-interglaciares han tenido una frecuencia de unos 100.000 años (Lisiecki y Raymo 2005). En la serie temporal de la radiación solar, los ciclos de esta duración (conocidos como «excentricidad») están presentes pero son más débiles que los ciclos que duran unos 23.000 años (que se denominan «precesión de los equinoccios»).
Los periodos interglaciares tienden a producirse durante los periodos de máxima radiación solar en el verano del hemisferio norte. Sin embargo, los interglaciares completos sólo se producen aproximadamente cada cinco picos del ciclo de precesión. La explicación completa de esta observación sigue siendo un área de investigación activa. Los procesos no lineales, como las retroalimentaciones positivas dentro del sistema climático, también pueden ser muy importantes a la hora de determinar cuándo se producen los períodos glaciares e interglaciares.
Otro hecho interesante es que las variaciones de temperatura en la Antártida están en fase con los cambios de radiación solar en las altas latitudes del norte. Los cambios de la radiación solar en las altas latitudes del sur, cerca de la Antártida, están realmente desfasados con los cambios de temperatura, de manera que el período más frío durante la edad de hielo más reciente se produjo aproximadamente en el momento en que la región estaba experimentando un pico de insolación local. Esto significa que el crecimiento de las capas de hielo en el hemisferio norte tiene una importante influencia en el clima de todo el mundo.
¿Por qué los periodos glaciares terminan de forma abrupta?
Nótese la forma asimétrica del registro de temperaturas de la Antártida (línea negra), con calentamientos abruptos mostrados en amarillo que preceden a enfriamientos más graduales (Kawamura et al. 2007; Jouzel et al. 2007). El calentamiento al final de los periodos glaciares tiende a producirse de forma más brusca que el aumento de la insolación solar. Esto se debe a varias retroalimentaciones positivas. Una de ellas es la retroalimentación hielo-albedo. Una segunda retroalimentación tiene que ver con el CO2 atmosférico. Las mediciones directas del CO2 del pasado atrapado en burbujas de núcleos de hielo muestran que la cantidad de CO2 atmosférico disminuyó durante los períodos glaciares (Kawamura et al. 2007; Siegenthaler et al. 2005; Bereiter et al. 2015), en parte porque el océano profundo almacenó más CO2 debido a cambios en la mezcla del océano o en la actividad biológica. Los menores niveles de CO2 debilitaron el efecto invernadero de la atmósfera y contribuyeron a mantener temperaturas más bajas. El calentamiento al final de los períodos glaciares liberó CO2 del océano, lo que reforzó el efecto invernadero de la atmósfera y contribuyó a un mayor calentamiento.
Algunos conjuntos de datos importantes relacionados con los ciclos glaciares/interglaciares:
- Berger y Loutre (1991), radiación solar entrante calculada para los últimos 5 millones de años
- Peltier (1994), topografía de la capa de hielo desde el último máximo glacial
- Lisiecki y Raymo (2005), registros bentónicos de δ18O utilizados como proxy del volumen global de hielo
- Siegenthaler et al. (2005), dióxido de carbono del núcleo de hielo EPICA Dome C en la Antártida
- Jouzel et al. (2007), isótopos estables del núcleo de hielo EPICA Dome C en la Antártida
- Kawamura et al. (2007), isótopos estables y gases traza del núcleo de hielo Dome Fuji
- Bereiter et al. (2015), dióxido de carbono del núcleo de hielo EPICA Dome C en la Antártida
.