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Oceano, Clima y Tectónica de placas


GLACIACIONES, CAMBIOS CLIMÁTICOS Y EVIDENCIAS DE LOS MISMOS EN LA HISTORIA DE LA TIERRA

El clima es un promedio, a una escala de tiempo dada, del tiempo atmosférico. Los distintos tipos climáticos y su localización en la superficie terrestre obedecen a ciertos factores, siendo los principales, la latitud geográfica, la altitud, la distancia al mar, la orientación del relieve terrestre con respecto a la insolación (vertientes de solana y umbría) y a la dirección de los vientos (vertientes de Sotavento y barlovento) y por último, las corrientes marinas. Estos factores y sus variaciones en el tiempo producen cambios en los principales elementos constituyentes del clima que también son cinco: temperatura atmosférica, presión atmosférica, vientos, humedad y precipitaciones.

Pero existen fluctuaciones considerables en estos elementos a lo largo del tiempo, tanto mayores cuanto mayor sea el período de tiempo considerado. Estas fluctuaciones ocurren tanto en el tiempo como en el espacio. Las fluctuaciones en el tiempo son muy fáciles de comprobar: puede presentarse un año con un verano frío (por ejemplo, el sector del turismo llegó a tener fuertes pérdidas hace unos años en las playas españolas debido a las bajas temperaturas registradas y al consiguiente descenso del número de visitantes, y el invierno del 2009 al 2010 ha sido mucho más frío de lo normal, no solo en España, sino en toda Europa). También las fluctuaciones espaciales son aún más frecuentes y comprobables: los efectos de lluvias muy intensas en la zona intertropical del hemisferio sur en América (inundaciones en el Perú y en el sur del Brasil) se presentaron de manera paralela a lluvias muy escasas en la zona intertropical del Norte de América del Sur (especialmente en Venezuela y otras áreas vecinas).

Un cambio en la emisión de radiaciones solares, en la composición de la atmósfera, en la disposición de los continentes, en las corrientes marinas o en la órbita de la Tierra puede modificar la distribución de energía y el equilibrio térmico, alterando así profundamente el clima cuando se trata de procesos de larga duración.

Animación del mapa mundial de la temperatura media mensual del aire de la superficie.
Estas influencias se pueden clasificar en externas e internas a la Tierra. Las externas también reciben el nombre de forzamientos dado que normalmente actúan de manera sistemática sobre el clima, aunque también las hay aleatorias como es el caso de los impactos de meteoritos (astroblemas). La influencia humana sobre el clima en muchos casos se considera forzamiento externo ya que su influencia es más sistemática que caótica pero también es cierto que el Homo sapiens pertenece a la propia biosfera terrestre pudiéndose considerar también como forzamientos internos según el criterio que se use. En las causas internas se encuentran una mayoría de factores no sistemáticos o caóticos. Es en este grupo donde se encuentran los factores amplificadores y moderadores que actúan en respuesta a los cambios introduciendo una variable más al problema ya que no solo hay que tener en cuenta los factores que actúan sino también las respuestas que dichas modificaciones pueden conllevar. Por todo eso al clima se le considera un sistema complejo. Según qué tipo de factores dominen la variación del clima será sistemática o caótica. En esto depende mucho la escala de tiempo en la que se observe la variación ya que pueden quedar patrones regulares de baja frecuencia ocultos en variaciones caóticas de alta frecuencia y viceversa. Puede darse el caso de que algunas variaciones caóticas del clima no lo sean en realidad y que sean catalogadas como tales por un desconocimiento de las verdaderas razones causales de las mismas.
1 Causas de los cambios climáticos
1.1 Influencias externas
1.1.1 Variaciones solares
1.1.2 Variaciones orbitales
1.1.3 Impactos de meteoritos
1.2 Influencias internas
1.2.1 La deriva continental
1.2.2 La composición atmosférica
1.2.3 Las corrientes oceánicas
1.2.4 El campo magnético terrestre
1.2.5 Los efectos antropogénicos
1.2.6 Retroalimentaciones y factores moderadores
1.3 Incertidumbre de predicción
2 Cambios climáticos en el pasado
2.1 La paradoja del Sol débil
2.2 El efecto invernadero en el pasado
2.3 El CO2 como regulador del clima
2.4 Aparece la vida en la Tierra
3 Máximo Jurásico
3.1 Las glaciaciones del Pleistoceno
3.2 El mínimo de Maunder
4 El cambio climático actual
4.1 Combustibles fósiles y calentamiento global
4.2 Planteamiento de futuro
4.3 Agricultura
5 Clima de planetas vecinos
6 Materia multidisciplinar
7 Océanos
7.1 El aumento de la temperatura
7.2 Sumideros de carbono y acidificación
7.3 El cierre de la circulación térmica

Una glaciación, o edad de hielo, es un periodo de larga duración en el cual baja la temperatura global del clima de la Tierra, dando como resultado una expansión del hielo continental de los casquetes polares y los glaciares.
¿Qué causa el comienzo de las condiciones glaciares? Dos glaciaciones han sido especialmente dramáticas en la historia de la Tierra: la Tierra Bola de Nieve, que se inició a finales del Proterozoico, hace aproximadamente unos 700 millones de años, y la glaciación wisconsiense o de Würm, acaecida a finales del Pleistoceno. Otra edad glacial de especial impacto en la historia reciente fue la Pequeña Edad de Hielo, que abarcó desde comienzos del siglo XIV hasta mediados del XIX.

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Convocatoria de Medios: No te pierdas la mayor conferencia de la ESA sobre el medioambiente


La ESA se complace en invitar a los medios de comunicación al SimposioLiving Planet, en el que se presentarán los últimos resultados de los satélites europeos y los principales logros de las distintas iniciativas para la observación de la Tierra.

El Simposio Living Planet se celebrará del 9 al 13 de septiembre en el Centro Internacional de Conferencias de Edimburgo, Reino Unido, y reunirá a más de 1.500 usuarios y científicos de todo el mundo para presentar los últimos resultados sobre el medio ambiente y el clima de nuestro planeta, obtenidos con la ayuda de los satélites de observación de la Tierra.

El tema principal será la versatilidad de las misiones Earth Explorer de la ESA. Este programa cuenta actualmente con tres misiones en órbita: CryoSat, GOCE y SMOS, que llevan varios años recopilando datos sobre la criosfera terrestre, sobre el campo gravitatorio de nuestro planeta y sobre la humedad del suelo y la salinidad de los océanos, respectivamente. Estas misiones también han demostrado su capacidad para lograr otros objetivos más allá de los contemplados en su diseño original.

CryoSat sigue midiendo el espesor y la extensión de las banquisas marinas y de las capas de hielo, pero también ha sido capaz de estudiar el perfil del terreno y analizar las aguas continentales, de monitorizar los cambios en el nivel del mar e incluso de cartografiar los fondos oceánicos.

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Aumentan los niveles de mercurio en los valles del Ebro y Duero


Un equipo de la Universidad Politécnica de Madrid y el Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA) ha confirmado que los suelos españoles presentan cantidades insignificantes de metales pesados, por lo que son perfectamente aptos para la producción agrícola. Aun así, se ha detectado que las concentraciones de mercurio en los valles de los ríos Ebro y Duero están aumentando, aunque no superen los límites permitidos, debido a las emisiones humanas.

Los metales pesados se encuentran en valores tan bajos que no representan ninguna amenaza para la calidad de los cultivos. Así lo señalan iInvestigadores de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) y del Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA) tras analizar los contenidos de estos metales en los suelos agrícolas de España.

No obstante, en algunas partes del territorio español, como en los valles de los ríos Ebro y Duero, se está observando un aumento en los niveles del mercurio –un metal bioacumulable y uno de los elementos más tóxicos del planeta– como resultado del aporte humano al medio.

Varias actividades, como por ejemplo la industria, la minería y las fundiciones, la quema de combustibles fósiles o la incineración de basuras, incrementan las emisiones de mercurio a la atmósfera y representan, hoy en día, dos terceras partes de mercurio global.

Este mercurio termina depositándose en el suelo tras un viaje más o menos largo en la atmósfera. Según las estimaciones realizadas, el mercurio emitido a la atmósfera afecta a áreas de unos 20 km alrededor de la fuente de emisión.

A pesar de que las concentraciones actuales están por debajo de los límites legales establecidos, la deposición difusa del mercurio puede generar incrementos en la concentración edáfica que den lugar a problemas de contaminación en el futuro, por lo que deberían establecerse estrategias específicas para la protección del suelo.

Durante el proyecto, financiado por el Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente, se recogieron más de 4.000 muestras de suelos procedentes de todo el territorio nacional para generar, mediante técnicas de análisis espacial, el Mapa Nacional de Metales Pesados de los suelos agrícolas de España.

A pesar del aumento del mercurio, la mayor parte de las muestras analizadas no presentaron valores elevados de metales pesados, con potencial riesgo para la salud. Los investigadores insisten en que nuestros suelos siguen siendo aptos para la producción agrícola y garantizan la calidad de sus productos.

http://www.agenciasinc.es/

Referencia bibliográfica:

Nanos, N; Rodriguez Martin, JA. “Multiscale analysis of heavy metal contents in soils: Spatial variability in the Duero river basin (Spain)”. Geoderma 189: 554-562, noviembre 2012. DOI: 10.1016/j.geoderma.2012.06.006.

El Atlántico absorbe menos CO2 por la ralentización de la circulación oceánica


La circulación meridional de retorno del Atlántico, que transporta las aguas cálidas superficiales hacia el norte y las aguas frías profundas hacia el sur, cumple un papel crucial en el sistema climático, ya que facilita la redistribución del calor, el agua dulce y el dióxido de carbono del planeta. Un estudio liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha constatado que la ralentización de esta circulación contribuyó a que la región subpolar del Atlántico disminuyese rápidamente su capacidad de absorción del CO2 atmosférico entre 1990 y 2006.

Los investigadores han combinado datos sobre el transporte oceánico de volumen, calor y CO2 para rastrear la absorción en las regiones subtropical y subpolar del Atlántico Norte durante las últimas dos décadas. Los resultados, que aparecen publicados en el último número de Nature Geoscience, constatan que la absorción del dióxido de carbono antropogénico, el de origen humano, se produjo casi exclusivamente en el giro subtropical del Atlántico Norte.

Los análisis muestran además que el océano aportó menos calor a la atmósfera, una disminución relacionada con la ralentización de la circulación meridional. “Según modelos de simulación, el calentamiento de la superficie del mar coincide con una reducción en la recirculación meridional en el Atlántico. Nuestras conclusiones constatan que la ralentización de la circulación fue en gran parte la responsable de esa pérdida de la capacidad de absorción, a través de una reducción de la pérdida del calor oceánico y por la disminución de la captación de CO2 antropogénico en aguas subpolares”, explica Fiz Fernández Pérez, investigador del CSIC en el Instituto de Investigaciones Marinas de Vigo.

El Atlántico absorbe menos CO2 si la circulación oceánica es más lenta La circulación meridional de retorno del Atlántico, que transporta las aguas cálidas superficiales hacia el norte y las aguas frías profundas hacia el sur, cumple un papel crucial en el sistema climático, ya que facilita la redistribución del calor, el agua dulce y el dióxido de carbono del planeta. Un estudio liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha constatado que la ralentización de esta circulación contribuyó a que la región subpolar del Atlántico disminuyese rápidamente su capacidad de absorción del CO2 atmosférico entre 1990 y 2006. Los investigadores han combinado datos sobre el transporte oceánico de volumen, calor y CO2 para rastrear la absorción en las regiones subtropical y subpolar del Atlántico Norte durante las últimas dos décadas. Los resultados, que aparecen publicados en el último número de Nature Geoscience, constatan que la absorción del dióxido de carbono antropogénico, el de origen humano, se produjo casi exclusivamente en el giro subtropical del Atlántico Norte. Los análisis muestran además que el océano aportó menos calor a la atmósfera, una disminución relacionada con la ralentización de la circulación meridional. “Según modelos de simulación, el calentamiento de la superficie del mar coincide con una reducción en la recirculación meridional en el Atlántico. Nuestras conclusiones constatan que la ralentización de la circulación fue en gran parte la responsable de esa pérdida de la capacidad de absorción, a través de una reducción de la pérdida del calor oceánico y por la disminución de la captación de CO2 antropogénico en aguas subpolares”, explica Fiz Fernández Pérez, investigador del CSIC en el Instituto de Investigaciones Marinas de Vigo. Los científicos llevan tiempo estudiando el funcionamiento del Atlántico porque es el océano que almacena mayor cantidad de CO2 respecto a su volumen total (solo el Atlántico Norte absorbe anualmente un tercio de todo el dióxido de carbono captado por los océanos). La cantidad de calor transportado en la circulación meridional de retorno tiene un impacto directo sobre el clima por el suministro de calor a las costas, de ahí la importancia de conocer cuándo ese transporte será más débil y cuándo será más fuerte. Según los investigadores, el debilitamiento observado se atribuye a una reducción del CO2 de origen natural. “El aumento acelerado del CO2 en la atmósfera está menguando la capacidad de absorción del océano, lo que respaldaría las predicciones más pesimistas sobre el impacto del cambio climático”, destaca el investigador del CSIC.

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El cobre atmosférico inhibe el crecimiento del fitoplancton del Mediterráneo


La presencia de cobre en el polvo atmosférico limita el crecimiento del fitoplancton marino del Mediterráneo, según demuestra una investigación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) publicada hoy en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Según el artículo, los aerosoles con altas concentraciones de este metal resultan tóxicos para esta comunidad marina.

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Imagen de satŽlite que muestra una nube de polvo atmosfŽrico que, procedente del Norte de çfrica, se extiende sobre el Mediterr‡neo occidental el 19 de agosto de 2004

Frente al conocido efecto positivo que generan sobre el fitoplancton los aerosoles procedentes del Sáhara, ricos en nutrientes, los vientos del norte han demostrado tener consecuencias negativas al ser portadores de compuestos antropogénicos como los metales pesados.

El investigador del Instituto Mediterráneo de Estudios Avanzados (centro mixto del CSIC y la Universidad de las Islas Baleares) Antoni Jordi, precisa: “Este efecto es más evidente cuando los aerosoles se depositan en el mar durante el verano ya que en dicha estación las comunidades de fitoplancton marino en el Mediterráneo están dominadas por nanoflagelados que son más sensibles al efecto del cobre”.

Las emisiones de este metal a la atmósfera provocadas por la acción del hombre han aumentado considerablemente a escala global en el último siglo siendo actualmente 10 veces superiores a las emisiones naturales. Jordi opina que “este aumento puede haber contribuido a la disminución global del fitoplancton en los últimos 100 años”.

Aunque el estudio publicado se centra en el Mediterráneo, los resultados sugieren que otras grandes áreas oceánicas pueden ser igualmente vulnerables al cobre de origen atmosférico, ya que las concentraciones de este metal medidas en los aerosoles de otras zonas son similares o incluso superiores a los determinados en el Mediterráneo occidental. Así, por ejemplo, zonas altamente industrializadas como América del Norte y Asia Oriental podrían producir efectos similares sobre vastas regiones como el Océano Atlántico subtropical, el norte del Océano Índico o el oeste del Océano Pacífico.

coral

Para el investigador del CSIC, “los resultados de esta investigación suponen un gran avance hacia la comprensión de las interacciones entre la química atmosférica del cobre y la dinámica del fitoplancton marino”. Estos procesos son complejos ya que intervienen factores físicos, químicos y biológicos que afectan a la solubilidad, la especiación y la bioasimilación de este metal por las distintas especies fitoplanctónicas. Jordi concluye: “Resulta poco probable que el impacto negativo de los aerosoles se limite al fitoplancton ya que la toxicidad puede transferirse a través de las redes tróficas a otros organismos marinos”.

 

http://www.csic.es

  • Antoni Jordi, Gotzon Basterretxea, Antonio Tovar-Sánchez, Andrés Alastuey, and Xavier Querol. Copper aerosols inhibit phytoplankton growth in the Mediterranean Sea.Proceedings of the National Academy of Sciences. DOI: 10.1073/pnas.1207567110

Nota de prensa (pdf, 136kb) [Descargar]

Foto 1 (jpg, 720kb) [Descargar]

Sólo diez años para salvar el coral


La tolerancia al calentamiento global del coral parece haberse sobrestimado. Sólo quedan 10 años para salvar los arrecifes de coral, que son los ecosistemas más ricos de los océanos.

 

Según un nuevo estudio realizado por un equipo internacional, los arrecifes de coral se enfrentarán a desafíos severos incluso si el calentamiento global se limita a sólo 2 grados centígrados, un nivel que se consideraba seguro para muchos sistemas naturales y para el ser humano.
La temperatura de las aguas superficiales del mar son propensas a producir episodios más intensos de blanqueamiento del coral. Sólo bajo un escenario con acciones fuertes sobre las emisiones de gases de efecto invernadero y asumiendo que el coral evolucionará para adaptarse a cambios rápidos se podría decir que dos tercios de los arrecifes podrían estar a salvo. De otro modo sólo se puede esperar una degradación severa de los mismos.
Los arrecifes coralinos son el hogar de un cuarto de las especies de los océanos y proporcionan servicios críticos que incluyen la protección de la costa, turismo o pesca a millones de personas a lo largo del mundo.
Tanto la acidificación del mar, como el calentamiento global, ambos producidos por las emisiones de origen humano de dióxido de carbono, suponen una gran amenaza para estos ecosistemas.

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El declive de la capa de hielo antártica calienta el Ártico


Los primeros análisis del núcleo de sedimentos más antiguo jamás hallado en el Ártico demuestran que en esta zona se produjeron intervalos más cálidos de lo que se pensaba durante los últimos 2,8 millones de años que coincidieron con el declive de la capa de hielo del oeste de la Antártida. Un equipo internacional sugiere incluir estos nuevos datos en los modelos climáticos que predicen el clima futuro.

El impacto de un gran meteorito en la Tierra hace 3,6 millones provocó un cráter de 18 km de diámetro que creó el lago El´gygytgyn (Siberia) en el Ártico ruso. Como el meteorito impactó contra una de las pocas áreas del Ártico que no fue erosionada por los glaciares continentales, el registro geológico se ha mantenido casi intacto y ha aportado mucha información a los investigadores.

Vista aérea del lago Elgygytgyn (Rusia). Imagen: Wikipedia / NASA

 

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