Embed Size (px)
Citation preview
XX Congreso Nacional de Hidráulica
Sede: Toluca, Edo. de México
M. en I. José Luis Luna Alanís
Ciclos de Milankovitch y su relación con el cambio climático
De acuerdo con el Centro Nacional de Información del clima de
Estados Unidos, nuestro planeta se ha calentado
sustancialmente durante las últimas décadas del siglo XX la
cantidad de 0.25 °C cada década.
El casquete polar de Groelandia está perdiendo su grosor en los
márgenes de las costas. Se ha medido el grosor del hielo del
Ártico y se ha encontrado que éste ha disminuido 42% en los
últimos 40 años.
INTRODUCCIÓN
Sólo 3 °C de calentamiento (que son muy probables a lo largo de un
siglo) darían lugar a un descongelamiento de toda la capa de hielo
de Groelandia, lo que ocasionaría que los niveles de los océanos
aumentaran hasta 6 m.
Sin embargo el aumento desmedido de CO2 ha provocado un
sobrecalentamiento en el planeta y los últimos huracanes como
Catrina, Stan y Vilma son muestra de ello.
Es importante mencionar que el CO2 no solamente ha tenido
efectos negativos en la Tierra sino que ha ayudado a retardar el
enfriamiento del planeta que ocurre de manera natural y
periódica a través de los llamados “Ciclos de Milankovitch” y que
es el objeto de la ponencia.
Durante los últimos 10 000 años, la temperatura de la superficie
de la Tierra, el mecanismo de control del clima, ha estado
estacionado a una temperatura media de unos 14 °C.
Esto ha permitido llevar a cabo actividades como sembrar
cultivos, domesticar animales y construir ciudades.
La temperatura de la Tierra es un mecanismo complejo y
delicado, en cuyo centro reside el bióxido de carbono (CO2), un
gas inodoro e incoloro formado por un átomo de carbono y dos
átomos de oxígeno.
El CO2 desempeña un papel crucial en mantener el equilibrio
necesario para todo tipo de vida. También es un producto
residual de los combustibles fósiles, carbón, petróleo y gas, que
casi toda la humanidad utiliza para la calefacción, el transporte y
sus demás necesidades energéticas.
Hace más o menos 600 millones de años, los niveles de oxígeno
habían aumentado lo suficiente como para permitir la supervivencia
de criaturas más grandes (aquellas cuyos fósiles pueden verse a
simple vista). Esos primeros organismos vivieron durante un período
de cambios climáticos trascendentales, en el que cuatro intensas
glaciaciones afectaron nuestro planeta.
Por ejemplo, hace 600 millones de años, la Tierra se heló hasta el
Ecuador. Tan sólo quedaron algunos seres vivos escondidos bajo el
hielo ecuatorial.
Aquella gran helada duró millones de años. Pero hace quizá unos
540 millones de años, los seres vivos comenzaron a producir
esqueletos de carbono. Lo hicieron absorbiendo CO2 del agua del
mar. Esto afectó a los niveles de CO2 de la atmósfera y desde
entonces las glaciaciones han sido escasas. Sólo se han producido
dos: la primera hace 355 y 280 millones de años atrás y la otra
durante los últimos 33 millones de años.
La atmósfera está compuesta de nitrógeno (78%), oxígeno (20.9%)
y argón (0.9%). Estos 3 gases forman casi todo el aire que
respiramos (más del 99.5%).
Vista aérea de la atmósfera
La capacidad de la atmósfera para retener agua (H2O) depende de
su temperatura: a 25 °C, el vapor de agua compone el 3% de todo lo
que respiramos
Los gases residuales (0.05%) son los que le dan sabor a la mezcla
de los principales gases componentes de la atmósfera y algunos de
ellos son vitales para la vida del planeta.
Por ejemplo, el ozono (O3). Sus moléculas están compuestas de 3
átomos de oxígeno. El ozono representa apenas 10 moléculas entre
1 millón.
No obstante, sin el efecto protector de ese 0.001 %, quedaríamos
ciegos, moriríamos de cáncer o estaríamos expuestos a otros
problemas causados por la radiación ultravioleta.
La atmósfera parece grande porque está compuesta de gas, pero si
se redujera ese gas al estado líquido, podríamos descubrir que la
atmósfera apenas alcanza el 0.2 % del tamaño de los océanos.
Podemos darnos una idea que tienen los gases de invernadero para
influir en la temperatura si examinamos otros planetas. La atmósfera
de Venus se compone en un 98% de CO2 y la temperatura de su
superficie es de 477 °C.
Vista del planeta Venus
Si el CO2, compusiera el 1% de la atmósfera, la temperatura de la
superficie de nuestro planeta alcanzaría el punto de ebullición.
Contrariamente a los demás gases de invernadero, el vapor de agua
en forma de nubes bloquea parte de la radiación del Sol durante el día,
manteniendo las temperaturas moderadas.
En la década de 1950, un climatólogo llamado Charles Keeling
escaló el monte Mauna Loa de Hawai para registrar las
concentraciones de CO2 de la atmósfera. A partir de esos datos
elaboró una gráfica, conocida como la curva de Keeling, en la cual
se aprecia como respira nuestro planeta.
Cada primavera del hemisferio norte, a medida que la vegetación
extrae CO2 de la atmósfera, nuestro planeta inicia una gran
inhalación, que queda registrada en la gráfica de Keeling como una
caída en la concentración de CO2. Luego, durante el otoño de este
mismo hemisferio, a medida que la descomposición genera CO2, se
produce una exhalación que enriquece el aire de este gas.
Pero el trabajo de Keeling reveló otra tendencia. Descubrió que al final
de cada exhalación había un poco más de CO2 en la atmósfera que al
principio. Este incremento de la curva de Keeling fue el primer signo
definitivo por el precio de nuestra civilización dependiente de los
combustibles fósiles.
La concentración de CO2 en la atmósfera podría duplicarse, pasando
de 300 partes a 600 partes por millón.
Este incremento tiene el potencial de calentar nuestro planeta
alrededor de 3°C y quizá incluso hasta 6 °C.
CICLOS DE MILANKOVITCH
Numerosos científicos se habían preguntado que causas
provocaban que la Tierra se calentara y se enfriara.
Entre los más destacados se encuentra Milutin Milankovitch, nacido
en 1879 lo que ahora es Serbia, comenzó a estudiar sobre este gran
enigma, la causa de las glaciaciones.
Dos décadas más tarde en 1941, encontró la respuesta a este
enigma en el llamado ciclos de Milankovitch, los cuáles
determinaban la variabilidad climática de la Tierra.
1.- El más largo de estos ciclos se refiere a la órbita del planeta
alrededor del Sol. Aunque parezca sorprendente, la órbita de la
Tierra no describe un círculo perfecto, sino una elipse cuya forma
cambia siguiendo un ciclo de 100 000 años conocida como la
excentricidad de la Tierra.
Cuando la órbita de la Tierra es fuertemente elíptica es cuando
el planeta viaja más cerca y más lejos del Sol, lo que significa
que la intensidad de los rayos solares que llegan a la Tierra varía
considerablemente a lo largo del año.
Excentricidad de la órbita de la Tierra. Tiene un periodo de 100 000
años. Está muy relacionado con las glaciaciones a pesar que en
teoría influye menos que la oblicuidad. Oscila entre una órbita
prácticamente circular (0.0005) a otra casi circular (0.067)
2.- El segundo ciclo tarda 41 000 años en completarse y tiene que
ver con la inclinación de la Tierra sobre su eje. Varía entre 21.5 y
24.5 grados y determina donde caerá la máxima radiación. En este
momento, la inclinación de la Tierra se haya en un punto intermedio
(23° 27”).
3.- El tercer ciclo, que también es más corto, se completa cada 22 000
años y afecta al balaceo de la Tierra sobre su eje. En el curso de este
ciclo, el eje de la Tierra pasa de señalar la estrella Polar a señalar la
estrella Vega. Esto afecta la intensidad de las estaciones. Cuando el
norte real apunta a Vega, los inviernos pueden ser tremendamente
fríos y los veranos intensamente calientes.
Tercer ciclo de Milankovitch: Balanceo de la Tierra
Tercer ciclo de Milankovitch: Balanceo de la Tierra
Los ciclos de Milankovitch crean
glaciaciones con la forma en la
que los continentes derivan sobre
la superficie de la Tierra.
Deriva continental
Los ciclos de Milankovitch constituyen uno de los avances más
importantes que se han hecho jamás en el estudio del clima.
CONCLUSIONES
Milutin Milankovitch resolvió el enigma de las glaciaciones, pero
pasaron décadas antes de que el mundo llegara conocer su
brillante obra. Su “Canon de insolación del problema de la
glaciación” fue traducido al inglés en 1969. Para entonces
sedimentos extraídos de profundos lechos oceánicos habían
proporcionado a los oceanógrafos pruebas empíricas de
exactamente el mismo impacto predicho por Milankovitch.
Estos estudios revelaron que los ciclos de Milankovitch deberían
estar enfriando la Tierra. A principios de los años 70, cuando los
científicos entendieron esto, empezaron hablar de una nueva
glaciación, sin embargo el acumulamiento de los gases de
invernadero y la actividad solar han retardado el enfriamiento.
