Cómo las erupciones volcánicas desequilibraron el clima de la Tierra

Durante aproximadamente 12.000 años, la Tierra ha estado en la época del Holoceno, un período más cálido que siguió a un período glacial. Sin embargo, durante esta época se han producido alrededor de 22 fases frías abruptas, cada una de las cuales duró hasta varios siglos y provocó la expansión de los glaciares.

«Hasta ahora, no ha habido una explicación convincente para este fenómeno. Siempre ha parecido que faltaba algo», afirma Alice Paine, investigadora postdoctoral financiada por el FNS en la Universidad de Basilea. Entre las hipótesis planteadas figuraban la influencia de los icebergs que se desplazan hacia el sur, las fluctuaciones de la actividad solar o los cambios en las corrientes oceánicas.

Junto con un equipo internacional, Paine ha investigado con mayor detalle otra hipótesis: la actividad volcánica. Su estudio, publicado en la revista Nature Communications, demuestra que las erupciones volcánicas fueron muy probablemente el desencadenante de estos prolongados periodos de frío. Los investigadores también ofrecen una explicación convincente del mecanismo subyacente.

Erupciones volcánicas y crecimiento glaciar simultáneos

El equipo recopiló toda la información disponible sobre las principales erupciones volcánicas ocurridas durante el Holoceno, proveniente de diversas fuentes. En total, se registraron 51 erupciones, muchas de ellas en el Pacífico occidental, a lo largo del llamado Cinturón de Fuego del Pacífico. Esta región alberga numerosos volcanes activos, ya que las placas tectónicas chocan y se deslizan unas sobre otras, lo que puede desencadenar erupciones masivas y explosivas.

La cronología de los eventos volcánicos se determinó con extrema precisión utilizando núcleos de hielo del Ártico y la Antártida, así como mediante la datación de materiales orgánicos atrapados en depósitos de ceniza. Una datación actualizada de rocas volcánicas proporcionó información adicional.

Posteriormente, los investigadores compararon estos datos con la ocurrencia de períodos fríos prolongados durante el Holoceno. Estas fases se dataron principalmente utilizando información sobre los avances máximos de los glaciares. El análisis se centró en las morrenas: el material rocoso transportado por las lenguas glaciares.

«Al combinar los resultados de nuestro análisis estadístico con las reconstrucciones paleoclimáticas existentes, estamos convencidos de que esto no es una coincidencia. Además, el análisis también concilia todos los hallazgos hasta la fecha sobre estos mecanismos», afirma Paine.

La dinámica de la temperatura se desequilibra

Según estos hallazgos, una erupción volcánica puede alterar el equilibrio energético de la Tierra hasta tal punto que provoca cambios en el clima global. La erupción expulsa partículas de azufre a la atmósfera, las cuales reflejan la luz solar incidente. Esto causa un enfriamiento de la superficie terrestre en el hemisferio norte.

El hielo marino del Ártico se expande, reduciendo la cantidad de calor que el océano libera a la atmósfera. Esto altera el curso de las corrientes oceánicas. Un sistema de baja presión con lluvias alrededor del ecuador también se desplaza hacia el sur, y la zona fría se expande.

«Todos estos efectos se refuerzan mutuamente; es un efecto bola de nieve», afirma Paine. Finalmente, hace tanto frío que los glaciares comienzan a crecer, sobre todo en altitudes elevadas como en Suiza.

Para que esto ocurra, sin embargo, deben cumplirse ciertas condiciones. Si la erupción volcánica es demasiado débil, por ejemplo, las partículas de azufre no alcanzan la atmósfera superior. Si, por el contrario, es demasiado fuerte, la columna de polvo puede colapsar bajo su propio peso, lo que resulta en que relativamente poco azufre llegue a la atmósfera superior.

Paine subraya que este fenómeno no debe confundirse con lo ocurrido en 1816, el «Año sin verano». En aquel entonces, la erupción del monte Tambora, en lo que hoy es Indonesia, provocó un descenso de la temperatura de varios grados, causando malas cosechas y hambrunas en todo el mundo. Sin embargo, el efecto duró solo un año, hasta que las partículas de polvo volvieron a desaparecer de la atmósfera.

La situación es diferente durante los períodos de frío prolongado. "Las partículas de azufre simplemente ponen en marcha la bola de nieve. Pero su impacto en el sistema terrestre perdura durante décadas o incluso siglos, mucho después de que las partículas hayan sido eliminadas de la atmósfera".

Hacer predicciones es difícil

Una de las grandes incógnitas es si un periodo frío de origen volcánico similar podría repetirse en un futuro próximo. «En los eventos que estudiamos, el clima se encontraba, por así decirlo, en su estado natural», señala. Sin embargo, en la actualidad, debido a la influencia humana, se halla en un estado sin precedentes.

Algunos investigadores creen que esto podría hacer que el clima sea mucho más susceptible a las alteraciones durante eventos como las erupciones volcánicas. Otros, en cambio, argumentan que una erupción volcánica hoy en día no es más que una gota en el océano, dados los enormes cambios que se están produciendo en la atmósfera. «Cuanto más cambia nuestro clima, más complejos se vuelven los procesos», afirma Paine. «Todavía hay una enorme laguna de conocimiento por llenar en este ámbito».

Fuente: Swiss National Science Foundation