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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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NASA | Estado del hielo marino ártico, Agosto 2013


Publicado el 23/08/2013

Una conversación con el Dr. Carlos del Castillo sobre que está pasando en el Ártico este verano

NASA | Arctic Sea Ice Update, Aug. 2013

Publicado el 23/08/2013

An interview with NASA cryospheric scientist Dr. Tom Wagner, on the state of this summer’s Arctic sea ice.

http://www.nasa.gov/content/goddard/arctic-sea-ice-update-unlikely-to-break-records-but-continuing-downward-trend/#.Uhexl7wd6RI

http://svs.gsfc.nasa.gov/Gallery/ArcticSeaIceResources.html

El nivel del mar podría elevarse 20 metros hacia final de siglo


El nivel del mar podría elevarse 20 metros hacia final de siglo, según se desprende de una investigación internacional en la que ha participado el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). El trabajo, publicado hoy en la revista Nature Geoscience, se basa en el análisis de muestras de lodo del este antártico del Plioceno.

En aquel periodo, comprendido entre hace 5,33 millones de años y 2,58 millones de años, la Tierra experimentó un aumento de global de temperatura que llegó a ser entre 2˚C y 3˚C superior a la actual y similar a la prevista para finales del siglo XXI. La concentración de CO2 atmosférico, por su parte, era igual a la de hoy en día.

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El hielo marino de la Antártida se expande mientras que el del Ártico se reduce


Una investigación revela nuevas conclusiones sobre este efecto paradójico provocado por el calentamiento global de los oceános

El calentamiento del océano puede ser un importante motor de la expansión del hielo marino en la Antártida, según se destaca en un estudio llevado a cabo por científicos del Real Instituto meteorológico de los Países Bajos.

Este trabajo, publicado en «Nature Geoscience», señala que, mientras que el hielo marino en el Polo Norte se ha reducido sustancialmente en las últimas tres décadas, en el Polo Sur ha crecido en extensión, sin que los expertos hayan encontrado motivos para ello.

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Liberación masiva de metano si la temperatura sigue subiendo


Un estudio señala que si la temperatura mundial sigue subiendo debido al cambio climático se podría producir una liberación masiva de metano del permafrost siberiano.

El problema de nuestras emisiones no es que poco a poco van calentado el planeta, pues si así fuera siempre podríamos dar marcha atrás y recuperar las condiciones preindustriales. Lo malo es que el aumento de esa temperatura dispare procesos irreversibles que aumenten aún el calentamiento global. Así por ejemplo, el calentamiento derrite los hielos polares y glaciares y, al desaparecer el hielo blanco y ser reemplazado por roca oscura más oscura o por agua oceánica, se reduce el albedo de nuestro planeta y la Tierra absorbe aún más luz y se calienta más.

Otro proceso irreversible (al menos en la escala de miles de años) es la liberación del metano contenido en el permafrost ártico o en los clatratos oceánicos. El metano es un potente gas de efecto invernadero, así que su liberación produciría aún más calentamiento, lo que liberaría aún más metano y así sucesivamente hasta llegar a un nuevo punto de equilibrio a una temperatura bastante superior a la actual. Si se cruza la frontera, que no sabemos muy bien dónde está, ya no hay retorno.

Pues bien, parece que está a punto de ocurrir una liberación masiva y descontrolada de metano procedente del permafrost siberiano, según un estudio reciente. Sólo es necesario que la temperatura suba unas pocas décimas más.
El permafrost no es más que suelo congelado y está presente en muchas zonas del Ártico. Almacena grandes cantidades de carbono y clatratos que contienen metano. El permafrost siberiano es particularmente peligroso. La región denominada “nube de Yedoma” puede sufrir una descomposición descontrolada, una vez empiece a derretirse, porque los microorganismos metabolizarían las sustancias orgánicas ahí presentes y producirían más calor, derritiendo aún más el entorno y entonces se liberarían más gases de efecto invernadero que aumentaría el calentamiento global. Yedoma representa un punto de no retorno, una vez empiece a derretirse no parará.
Ahora Anton Vaks, de la Universidad de Oxford, y sus colaboradores aportan pruebas, basadas en el estudio del pasado, de que esto está a punto de suceder.
Sabemos que las temperaturas han subido y bajado en los últimos 500.000, así como los hielos se han retirado y avanzado durante las glaciaciones. Estos investigadores han reconstruido la historia del permafrost siberiano en ese tiempo y esto da una indicación de cómo de sensible es el permafrost a los cambios de temperatura.

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El calentamiento global afectará de forma distinta al Ártico y a la Antártida


Un estudio liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha analizado las relaciones internas de las dos mayores redes tróficas registradas hasta el momento en los polos, la ártica con 145 especies y la antártica con 586. Los resultados, publicados en la revista Marine Ecology Progress Series, ponen de manifiesto que los efectos del calentamiento global en la biodiversidad podrán sentirse de manera muy distinta en estos ecosistemas aunque posean características similares.

Esta investigación constata que el ecosistema ártico, que cuenta con mayor número de especies depredadoras, es más susceptible a las perturbaciones que afectan a estos niveles superiores de la cadena trófica, como las ballenas y los osos polares. Según los investigadores este fenómeno, denominado cascada trófica, supone una amenaza importante para el ecosistema, ya que los cambios que afecten a los depredadores afectarán también a las presas.

Por el contrario, la red trófica antártica muestra el efecto inverso: presenta un mayor número de especies presa por cada especie predadora y es más sensible a los cambios que se producen en los niveles inferiores, como la disminución del krill antártico por la pesca y el cambio climático.

Además, el estudio señala que la red trófica ártica está más conectada y tiene más especies omnívoras que la antártica (80,71% frente al 41,13%), lo que hace que sea más persistente ante las perturbaciones tales como la extinción y la invasión de especies. “La distribución del número de presas y predadores por especie en la red trófica antártica hace que sea muy vulnerable a perturbaciones en especies particulares, como las que tienen más presas y predadores”, explica el investigador del CSIC Charles Santana, del Instituto Mediterráneo de Estudios Avanzados, centro mixto del CSIC y la Universidad de Baleares.

Aumento de la temperatura

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La liberación de carbono ártico es diez veces mayor de lo estimado


Un equipo internacional liderado por la Universidad de Estocolmo, y que cuenta con la participación de la científica española Laura Sánchez-García – actualmente en el Institut Català de Ciències del Clima (IC3) –, ha estudiado el incremento de temperaturas medias en el Ártico y sus consecuencias. Según sus conclusiones, la liberación de carbono ártico, causada por la degradación y erosión del deshielo, podría alcanzar una magnitud de 44 millones de toneladas al año, cantidad diez veces superior a lo que se estimaba anteriormente.

El incremento de temperaturas medias en el Ártico causa la descongelación del permafrost (suelo semi-permanentemente congelado) durante más tiempo en verano y a mayor profundidad, activando depósitos de carbono anteriormente protegidos por el hielo.

“Dos tercios del carbono orgánico contenido en este suelo se escapa a la atmósfera directamente, sobre todo en forma de CO2″, asegura el estudio publicado esta semana en la revista Nature.

Durante agosto y septiembre de 2008, científicos de la Universidad de Estocolmo en colaboración con participantes de Rusia, Suecia, Reino Unido y Estados Unidos, se embarcaron en una campaña oceanográfica extensiva (International Siberian Shelf Study, ISSS-08) para recoger y analizar muestras geoquímicas a lo largo de unos 8.400 km de la plataforma continental más grande del mundo (East Siberian Arctic Shelf, ESAS).

La relevancia de este estudio radica en la envergadura sin precedentes de la campaña de muestreo y el estudio in-situ

“La relevancia de este estudio radica en la envergadura de una campaña de muestreo y estudio in-situ sin precedentes por la extensión y la cantidad de muestras recogidas, cuyo análisis ha permitido revisar concepciones previas sobre la magnitud de flujos de carbono ártico con un papel clave en la interrelación con el clima”, explica la investigadora postdoctoral del IC3 Laura Sánchez-García, co-autora principal del artículo.

Como ha enfatizado Örjan Gustafsson, profesor de biogeoquímica en la Universidad de Estocolmo y coautor del artículo, “es sumamente importante estudiar la interacción entre el calentamiento climático y las emisiones derivadas de los enormes depósitos de carbono contenidos en la costa y el permafrost submarino, así como en los hidratos submarinos de metano, para proyectar la trayectoria futura de gases de efecto invernadero en la atmósfera”.

Depositos de carbono equivalentes a dos veces España

Sin embargo, estos depósitos, que cubren una superficie equivalente al doble de la de España, han sido escasamente estudiados hasta ahora, debido a la difícil accesibilidad de la región ártica. El análisis de centenares de muestras de sedimentos, permafrost, aire, agua y material particulado ha permitido conocer con más detalle la calidad y estado de conservación de distintas formas del carbono ártico.

Dos tercios de la cantidad total estimada de 44 Tg de carbono liberado se emitirán directamente a la atmósfera

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