Glaciaciones

¿Qué es?

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.

Historia

En 1837 Louis Agassiz es el primero en proponer científicamente la existencia de una era glacial en el pasado terrestre. Fruto de sus investigaciones, en 1840 aparecen sus Estudios sobre los glaciares donde describe los movimientos de los glaciares, sus morrenas, su influencia en el desplazamiento y la erosión de las rocas y la formación de las estrías y las rocas amontonadas observadas en los paisajes alpinos.

Cronología

Existen cinco glaciaciones conocidas en la historia de la Tierra.

Dentro de las glaciaciones existen períodos de condiciones más severas y periodos más templados denominados períodos glaciales e interglaciales respectivamente. La Tierra se encuentra actualmente en un período interglaciar dentro de la glaciación cuaternaria, con el último período glacial del Cuaternario terminado hace aproximadamente 12 500 años con el inicio de la época conocida como Holoceno.

La glaciación hipotética más antigua, la Glaciación Huroniana, tuvo lugar entre hace 2.700 y 2.300 millones de años, a principios del eón Proterozoico.

La segunda fue el periodo criogénico que empezó hace 850 millones de años y terminó hace 360 millones de años. Esta pudo haber producido una glaciación global (es decir, un periodo en el cual el globo entero quedó cubierto de hielo).

Acabó muy rápidamente a medida que el vapor de agua volvía a la atmósfera terrestre y se incrementaba el efecto invernadero provocado por la acumulación de dióxido de carbono emitido por los volcanes, ya que los mares gélidos no tenían capacidad de absorción del citado gas. Se ha sugerido que al final de esta glaciación se desencadenó la explosión cámbrica, aunque esta teoría es reciente y controvertida.

Una glaciación menor, la andeana-sahariana, sucedida hace entre 460 y 430 millones de años, durante el Ordovícico superior y el Silúrico, tuvo intervalos con extensos casquetes polares entre hace 350 y 260 millones de años, durante el Carbonífero y Cisuraliano, relacionados con la glaciación de Karoo.

La cuarta glaciación, Karoo, tuvo extensos periodos glaciaciales de 350 a 250 millones de años.

La glaciación actual empezó hace 40 millones de años con la expansión de una capa de hielo en la Antártida. Se intensificó a finales del Plioceno, hace tres millones de años, con la extensión de capas de hielo en el hemisferio norte, y continuó durante el Pleistoceno. Desde entonces, el mundo ha pasado ciclos de glaciación con el adelanto y retroceso de las capas de hielo durante miles de años. El periodo glacial más reciente en sentido

amplio acabó hace unos diez mil años, por lo que, dependiendo del autor documentado, podríamos aseverar que nos situamos en un periodo interglacial. Existen sin embargo otras posturas que afirman estamos en una era postglacial.

Causas de las glaciaciones

Cambios en la atmósfera terrestre

El cambio más importante es en la cantidad de gases de efecto invernadero en la atmósfera. Hay indicios que el nivel de gases de efecto invernadero de los casquetes glaciares, pero es difícil establecer relaciones de causalidad. El nivel de gases de efecto invernadero también podría haber sido alterado por otros factores propuestos como causa de las edades glaciales, como por ejemplo el movimiento de los continentes o el vulcanismo.

Posición de los continentes

El registro geológico parece indicar que las edades glaciales empiezan cuando los continentes se encuentran en una posición que bloquea o reduce el flujo de agua cálida del ecuador a los polos, permitiendo la formación de casquetes glaciares. Las capas de hielo aumentan el albedo de la Tierra, reduciendo la absorción de radiación solar. Esta reducción de la absorción de radiación enfría la atmósfera; este enfriamiento hace crecer los casquetes de hielo, aumentando el albedo todavía más. Este ciclo continúa hasta que la reducción en la erosión causa un aumento del efecto invernadero.

Se conocen tres configuraciones de la posición de los continentes que bloqueen o reduzcan el flujo de agua cálida del ecuador a los polos:

- cuando un continente se encuentra en un polo, como la Antártida actualmente;- cuando un mar polar se encuentra casi totalmente rodeado de masas de tierra,

como el océano Ártico;- cuando un supercontinente cubre la mayoría del ecuador, como Rodinia durante el

período Criogénico.

Puesto que la Tierra tiene actualmente un continente en su polo sur y un océano en el polo norte, los geólogos infieren que la Tierra continuará sufriendo periodos glaciales en el futuro (geológicamente) próximo.

Algunos científicos opinan que el Himalaya es un factor clave en la glaciación actual, pues estas montañas incrementan las precipitaciones totales de la Tierra, y por lo tanto el ritmo al cual el CO2 es eliminado de la atmósfera, reduciendo el efecto invernadero. La formación del Himalaya empezó hace unos setenta millones de años, cuando la placa india colisionó con la placa eurasiática (todavía continúa elevándose unos cinco milímetros por año porque la placa india se mueve a un ritmo de 67 mm por año). La historia del Himalaya encaja generalmente con la reducción a largo término de la temperatura mediana global desde mediados del Eoceno, hace cuarenta millones de años.

Otros aspectos importantes que contribuyeron a la configuración climática de periodos anteriores son las corrientes oceánicas, que varían según la posición de los continentes y otros factores. Tienen la capacidad de enfriar (por ejemplo, contribuyendo a la creación

del hielo de la Antártida) y de calentar (otorgando a las islas Británicas un clima templado en lugar de boreal) el clima global. El cierre del istmo de Panamá hace aproximadamente tres millones de años podría haber dado pie al periodo actual de fuerte glaciación en Norteamérica, poniendo fin al intercambio de agua entre las regiones tropicales de la Atlántico y el Pacífico.

Ciclos astronómicos de Milankovitch

Los ciclos de Milankovitch son una serie de variaciones cíclicas en las características de la órbita de la Tierra alrededor del Sol. Cada ciclo tiene una duración diferente, de forma que a veces sus efectos se compensan y a veces incluso se cancelan mutuamente

Hay indicios importantes que los ciclos de Milankovitch afectan la alternancia de periodos glaciales e interglaciares dentro cada edad de hielo

Variaciones en la actividad solar

Hay al menos dos tipos de variación en la actividad solar

- A muy largo término, los astrofísicos calculan que el Sol libera un 10% más de energía cada 10 años. De aquí a dentro de mil millones de años, el 10% añadido será suficiente como por causar un efecto invernadero irreversible en la Tierra - el aumento de la temperatura produce más nubes de vapor de agua, el cual funciona como un gas de efecto invernadero mucho más potente que el CO2, la temperatura aumenta, se produce más vapor, etc.

- Variaciones a corto término. Puesto que el Sol posee un gran tamaño, los efectos de sus desequilibrios internos y los procesos de retroalimentación negativa tardan mucho tiempo en propagarse, de forma que estos procesos se potencian y producen todavía más desequilibrios. En este contexto, "mucho tiempo" quiere decir miles o millones de años.

El aumento a largo plazo de la emisión de energía del Sol no puede ser la causa de las edades glaciales.

Las variaciones a corto plazo mejor conocidas son los ciclos de las manchas solares, especialmente el mínimo de Maunder, que está relacionado con la parte más fría de la pequeña edad de hielo. Como los ciclos de Milankovitch, los efectos de los ciclos de las manchas solares son demasiado débiles y frecuentes para explicar el comienzo y el fin de las edades glaciales pero es muy probable que sean la razón de las variaciones de temperatura dentro de las edades glaciales.

Radiación cósmica galáctica

Recientemente el científico Ner Shaviv ha señalado, y divulgado en el documental "El misterio de las nubes" que las glaciaciones serían causadas por el cruce cíclico del Sistema Solar a través de los brazos espirales de la galaxia, durante la órbita del Sol alrededor de Sagitario A* (el agujero negro del centro de la Vía láctea) a lo largo del año galáctico, que dura 250 millones de años.

El mecanismo que se sobreentiende es el propuesto por Henrik Svensmark, según el cual los rayos cósmicos producen núcleos de condensación en la atmósfera, los cuales

funcionan como semillas de nubes (a más nubes, más frío), y que en los brazos galácticos hay más estrellas, por tanto, más supernovas, y más rayos cósmicos.

La ciclicidad de las glaciaciones sería explicada por este mecanismo de órbita galáctica, ocupando fracciones de 250 millones de años (año galáctico), aproximadamente.

En el momento actual, el Sistema solar estaría cruzando un pequeño brazo espiral de la galaxia, lo cual explicaría la actual glaciación (presencia de casquetes en los polos).

Efectos

Hay tres tipos principales de efectos de las glaciaciones que han sido empleadas como pruebas de su pasada existencia: geológicas, químicas y paleontológicas.

Geología. Las pruebas geológicas se encuentran en varias formas, como las rocas erosionadas (ya por arranque, en fases iniciales, ya por abrasión y generación de estrías glaciares, ya por pulverización y formación de harina de roca), valles glaciares, aristas glaciares y horst, rocas aborregadas, morrenas glaciares, drumlins, depósito de tills o bloques erráticos, factura de llanuras aluviales, trenes de valle lagos en las llanuras y fiordos en las costas. Es decir, las condiciones del clima propio como de una época glacial provocan la aparición de las fisonomías antes descritas en la orografía. Las glaciaciones sucesivas tienden a distorsionar y eliminar las pruebas geológicas, haciendo que sean difíciles de interpretar.

Química. Las pruebas químicas consisten principalmente en variaciones en la proporción de isótopos en rocas sedimentarias, núcleos sedimentarios oceánicos y, para los periodos glaciales más recientes, núcleos de hielo. Puesto que el agua con isótopos más pesados tiene una temperatura de evaporación más alta, su cantidad se reduce cuando las condiciones son más frías; esto permitió la elaboración de un registro térmico. Aún así, estas pruebas pueden estar adulteradas por otros factores que cambian la proporción de isótopos. Por ejemplo, una extinción en masa incrementa la proporción de isótopos ligeros en los sedimentos y en el hielo porque los procesos biológicos tienden a preferir estos últimos por lo tanto, una reducción en los procesos biológicos libera más isótopos ligeros, que pueden depositarse a los sedimentos.

Paleontología. Las pruebas paleontológicas se basan en los cambios en la distribución geográfica de los fósiles; durante un periodo de glaciación, los organismos adaptados al frío migran hacia latitudes más bajas, y los organismos que prefieren un clima más cálido se extinguen o viven en zonas más ecuatoriales. Esto da lugar a la aparición de refugios glaciales y movimientos biogeográficos de retorno. También es difícil interpretar estos indicios puesto que precisan de: secuencias de sedimentos que representen un largo período, diferentes latitudes y que se puedan correlacionar fácilmente; organismos primitivos presentes durante amplios periodos con caracteres lo suficientemente homogéneos como para poder atribuirlos a un mismo taxón, y de los cuales se conozca el clima ideal (es decir, que puedan emplearse como marcadores); y descubrimientos de fósiles adecuados, cosa que depende mucho del azar.

Además, las regiones de la Tierra ocupadas por glaciares en el pasado muestran unas determinadas formas de relieve y sedimentos asociados. Los glaciares también tienen

efectos indirectos sobre el paisaje; uno de los más comunes es la desviación de las corrientes fluviales en sistemas de drenaje preexistentes

Orografía

Aunque el último periodo glacial terminó hace más de 9.000 años, sus efectos aún son visibles. Por ejemplo, el movimiento del hielo modeló el paisaje de Canadá, Groenlandia, norte de Eurasia y la Antártida. Los bloques erráticos, tilitas, drumlins, fiordos, lagos, morrenas o los circos son estructuras típicamente derivadas de los movimientos de grandes masas de hielo.

El peso de las capas de hielo deformó la corteza terrestre y el manto; cuando el hielo se fundió, la corteza se elevó por isostasia. Debido a la gran viscosidad de la Tierra, el flujo de las rocas del manto es muy lento, y este proceso se produjo a una velocidad de un centímetro por año. Se admite que este «reflote» de la corteza conlleva movimientos de tierra, cambios en el nivel del mar, en el campo magnético terrestre, inducción de terremotos, e incluso cambios en la rotación terrestre.

Durante la glaciación, el agua retirada de los océanos, congelada en latitudes altas, redujo el nivel de los mismos, permitiendo la aparición de pasarelas continentales como Beringia, que permitieron la migración de especies y cuyos efectos evolutivos observamos en la biodiversidad actual. Esta transferencia genética se detuvo con la fusión de los glaciares. Geológicamente, esta fusión conllevó la generación de mucha complejidad ecológica espacial y temporal, como la aparición de lagos salinos.

Hipótesis del deslizamiento polar

La hipótesis del deslizamiento polar sugiere que han ocurrido cambios geológicos muy rápidos en lo que refiere a las ubicaciones geográficas de los polos y eje de rotación de la Tierra, provocando calamidades como inundaciones y eventos tectónicos.

La hipótesis no ha sido aceptada entre la comunidad científica. Hay evidencias de precesión y cambios en la inclinación axial, pero estos cambios han ocurrido dentro de escalas de tiempo muy largas, y no implican movimiento relativo del eje de giro con respecto al planeta. Sin embargo, en lo que es conocido como deriva o desplazamiento polar real, la Tierra puede girar con respecto a un eje fijo de rotación. Las investigaciones revelan que durante los últimos 200 millones de años ha ocurrido un desplazamiento polar de casi 30°, pero no han ocurrido eventos superrápidos de cambio de posición al menos dentro de este período de tiempo. La relación de cambio típica de deriva polar o desplazamiento implica solo 1° dentro de un lapso de 790 a 810 millones de años.

Cuando el supercontinente Rodinia existió es probable que se hayan verificado dos eventos geológicos rápidos; en cada uno de ellos los polos magnéticos cambiaron ~55° con respecto a los polos geográficos.