Introducción al Clima (II)

Geología General, Semestre Otoño 2010Roberto Rondanelli

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ronda@dgf.uchile.cl

Distribución espacial y temporal de la radiación incidente

(Liou,2002)

Obliquidad respecto del plano orbital es una variable

Williams (1993)

Pierrehumbert (2009)

Kasting and Catling (2003)

Teoría de Milankovitch• Variaciones en los parámetros orbitales y por tanto

en la insolación terrestre debieran verse reflejados en cambios en el clima. En particular en el control (extensión y duración) de las glaciaciones terrestres.

• El parámetro crítico es la insolación recibida en verano

Último máximo glacial

Sol joven débil• El sol es una estrella en la secuencia principal y el modelo estándar de

evolución estelar indica un aumento en cerca del 40 % de la luminosidad (y por lo tanto de la constante solar) desde el principio de la era geológica (4.5 mil millones de años atrás)

• Inicialmente el sol posee una composición química homogénea (H2)• El sol está en equilibrio térmico e hidrostático• La masa del sol permanece constante para efectos prácticos.• Al convertirse el H2 en He al interior del núcleo, la densidad aumenta, la

temperatura y por consiguiente la cinética de las reacciones termonucleares.

Ga (Miles de millones de años atrás) Lu

min

osid

ad, f

racc

ión

resp

ecto

del

pre

sent

e

Tem

pera

tura

Pro

med

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e la

Sup

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ie (K

) a=0

a=0.3

Modelo de dimensión cero

KST

TS

e

e

2554)1(

4/)1(4/1

4

=

=

=

a

a

Realimentaciones climáticas (no incluídas en el modelo de orden cero)

• Por ejemplo, el vapor de agua en la atmósfera actúa como una realimentación positiva al sistema climático.

F G DT

fDT

Evidencia Geológica• En la historia de la tierra, las

glaciaciones están prácticamente ausentes del registro. En efecto, la primera glaciación de que se tiene evidencia ocurrió ~ 2.9 Ga. (nótese que la ausencia de evidencia, no es evidencia de “ausencia”)

Kasting & Ono (2006)

• Múltiple evidencia “positiva” apunta a la existencia de grandes extensiones de agua líquida desde 3.8 Ga (Arcaico) y posiblemente desde 4.4 Ga (Hadeico)

Resumen de la paradoja• Génesis• Sagan and Mullen (1972)• Pero ya en 1957

Schwarzschild escribe:

•El modelo estándar de evolución solar indica un sol mucho más débil•Modelos climáticos simples indican una reducción de la temperatura suficiente para cubrir al planeta de hielo•Evidencia geológica indica que la tierra no estaba cubierta de hielo.

CO2 al rescate

Dependen de la temperatura

Pero …

En una atmósfera anóxica y suponiendo fuentes abióticas, un buen cadidato es CH4

Pavlov et al (2000)Haqq-Misra et al (2008)

Rondanelli and Lindzen (2009)

Nubes también pueden ayudar como solución

Marte y Venus