Los niños de hoy tendrán sus propios nietos cuando vivan hasta el punto en que terminen todos los pronósticos climáticos. ¿Hay alguna pista en el pasado sobre nuestro futuro?
Mapa de la Antártida moderna, que muestra la velocidad de retirada (2010-2016) de la "línea de adhesión", en la que los glaciares pierden contacto con el fondo, así como las temperaturas oceánicas. La flecha roja solitaria en el este de la Antártida es el glaciar Totten, que contiene tanta agua que es suficiente para elevar los océanos del mundo en 3 metros.Todo lo que nos pasó es solo un prólogo.
- William Shakespeare, La tempestad
El año 2100 parece una línea de banderas restrictivas en la línea de meta del cambio climático, como si todos nuestros objetivos terminaran entonces. Pero, parafraseando la advertencia en el espejo retrovisor, está más cerca de nosotros de lo que parece. Los niños de hoy tendrán sus propios nietos cuando vivan hasta el punto en que terminen todos los pronósticos climáticos.
Sin embargo, en el año 2100, el clima no dejará de cambiar. Incluso si
limitamos con éxito el calentamiento en este siglo a 2 ºC, el contenido de CO
2 en el aire
será de 500 ppm. Nuestro planeta no ha visto ese nivel desde mediados del
Mioceno ,
hace 16 millones de años , cuando nuestros antepasados todavía eran simios. En ese momento, la temperatura era
5-8 ºC más alta que 2 ºC, y el nivel del mar era
40 metros más alto, o incluso
más de medio metro esperado para fines de este siglo, según un
informe del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC) ) desde 2013.
¿De dónde vino la brecha entre las predicciones a fines de siglo y lo que sucedió en el pasado de la Tierra? ¿El pasado climático del planeta nos dice que nos hemos perdido algo?
Tiempo
Una gran razón para la ruptura es simple: el tiempo.
La Tierra necesita tiempo para reaccionar a los cambios en el contenido de gases de efecto invernadero. Algunos cambios duran
años , otros requieren una generación completa para lograr un nuevo equilibrio. La fusión del hielo y el permafrost, el calentamiento de las profundidades de los océanos, la formación de capas de turba, la reorganización de la cubierta vegetal: estos procesos llevan
siglos y milenios .
Las reacciones lentas de este tipo
no se tienen en cuenta en los modelos climáticos. Esto se debe en parte a la falta de capacidades informáticas para computarlos, en parte porque nos enfocamos solo en lo que sucederá en las próximas décadas y en parte porque estos procesos no son 100% predecibles. Pero a pesar del hecho de que si bien los modelos climáticos
predicen con éxito los cambios observados, existen incertidumbres incluso para las reacciones que ocurren con bastante rapidez, como
la formación de nubes o el
aumento del calentamiento en los polos.
El pasado de la Tierra, por otro lado, nos muestra cómo se produjo el cambio climático, resumiendo
todo el espectro de respuestas rápidas y lentas del planeta. Durante los cambios climáticos pasados, durante los cuales la Tierra tenía capas de hielo (como lo es hoy), generalmente se calentó a
5 ºC -
6 ºC por cada duplicación del nivel de CO
2 , mientras que todo el proceso tomó
alrededor de mil años . Esto es aproximadamente el doble del valor de la "
Sensibilidad climática de equilibrio " (ECS) utilizada en modelos de predicción climática hasta 2100, que se calculan principalmente en base a observaciones
históricas .
“Todo lo que nos sucedió es solo un prólogo”: grabado en el edificio de los Archivos Nacionales en Washington, DC"Realmente esperamos que la sensibilidad del sistema de la Tierra (cambio de CO
2 y todos los sistemas: capas de hielo, plantas, niveles de metano, aerosoles, etc.) respondan a esto por encima del ECS.
Nuestro estudio del Plioceno dice que es aproximadamente un 50% más alto, aunque no es el límite ", me dijo Gavin Schmidt, director del Instituto Goddard de Estudios Espaciales de la NASA en Nueva York.
O, como dijo Dana Royer, de la Universidad Wesleyana: "En pocas palabras, los modelos climáticos generalmente subestiman el grado de cambio climático en relación con la evidencia geológica".
Parte del mayor nivel de cambio se debe a los sistemas terrestres de reacción lenta responsables del calentamiento global. Incluso si absolutamente todas las emisiones de gases de efecto invernadero cesasen mañana, el nivel del mar
aumentaría durante muchos siglos debido a la expansión térmica y al
derretimiento de los glaciares ; Las capas de hielo de la
Antártida y Groenlandia también continuarán derritiéndose debido al clima ya acumulado durante varias décadas de temperatura. Y dado que el CO
2 permanece en la atmósfera durante mucho tiempo , en ausencia de soluciones de geoingeniería para su eliminación, el mundo
superará cualquier límite de temperatura establecido para finales de siglo, y seguirá siendo alto durante varios cientos de años más.
Pero esto no explica completamente la brecha, lo que significa que no tenemos en cuenta ninguna retroalimentación de refuerzo. Según la
Evaluación Nacional del Clima de EE. UU. De 2017 : "la falta de coincidencia entre los modelos y los datos sobre el calentamiento pasado sugiere que los modelos climáticos pierden al menos uno, o quizás más, proceso crítico para el calentamiento futuro, especialmente en las regiones polares".
¿Puede el Mioceno decirnos el futuro?
El Clima Óptimo del Mioceno Medio (MMCO) fue el antiguo calentamiento climático, durante el cual los
niveles de CO 2 saltaron de menos de 400 ppm a
500 . El contenido de CO
2 en la antigüedad se mide mediante varios
métodos indirectos , como el contenido de isótopos de
boro y
carbono en suelos fósiles y antiguos, o de poros en las hojas fósiles. La causa del salto fue un raro
fenómeno volcánico, la "gran
provincia pirógena"
, durante la cual grandes cantidades de basalto estallaron en la superficie en el oeste del territorio moderno de Estados Unidos hace
16,6 millones de años . Yvette Eley y Michael Hren de la
Universidad de Connecticut estudiaron cómo esto afectó el clima.
Utilizaron una herramienta como las moléculas de grasa que permanecieron en los sedimentos después de las plantas y los microbios que vivían en ese momento. Elea y rábano picante extrajeron los restos químicos de los microbios del Mioceno del lodo de ese período en Maryland, y luego relataron el porcentaje de varias moléculas de grasa en la temperatura del suelo usando calibraciones basadas en más de una década de estudio de grasas microbianas en suelos modernos de todo el planeta. "Ciertamente, el momento en que ocurren estos flujos de basalto y el momento del cambio climático están muy estrechamente relacionados", dijo Eley. "Nuestros biomarcadores definitivamente siguen el comportamiento del CO
2 ". Cualquiera que sea la causa de los cambios en el sistema ecológico del planeta, definitivamente siguió a pCO
2 ".
Pero entre varios ejemplos de variaciones climáticas, MMCO fue muy leve en comparación con el final del período Pérmico, el período Triásico y otros eventos asociados con
las extinciones en masa . Las emisiones de CO
2 en el Mioceno fueron lo suficientemente lentas como para
evitar una acidificación oceánica significativa , a diferencia de los ejemplos actuales o extremos del pasado.
De manera similar, calcularon la temperatura de los mares utilizando los restos químicos de los microbios marinos: "Obtuvimos un cambio relativo en la temperatura de la superficie del mar durante MMCO de 4 a 5 grados, y luego la temperatura del mar fue 6 grados más alta que hoy", dijo Eley.
¿Más cálido, más húmedo, más seco?
Midieron la
humedad atmosférica en el Mioceno , analizando los residuos químicos del recubrimiento de cera de las hojas de las plantas, calibrándolos de acuerdo con los valores modernos en diferentes lugares del planeta. "Si usamos cera del follaje, nuestro biomarcador, como indicador de la humedad atmosférica, entonces concluimos que en medio del Mioceno la atmósfera se volvió más húmeda", dijo Eley. - Es bastante interesante considerar nuestro trabajo en el contexto de otras reconstrucciones. El oeste de los Estados Unidos modernos se ha vuelto más seco, América del Sur es más húmeda, partes de Europa son más húmedas y otras partes son más secas ”.
Lugares remotos como la
costa este de los Estados Unidos , el
noroeste del Pacífico , el
oeste de China , la
Patagonia ,
Asia Central y
Atacama en América del Sur se volvieron mucho más húmedos, lo que provocó un
aumento de la erosión global . Como resultado, hubo una
expansión del área forestal y su
densificación . Curiosamente,
no había signos de desiertos en el norte de África o Asia, y ahora tenemos los desiertos del Sahara y Gobi.
La humidificación generalizada de la atmósfera y el enverdecimiento de la superficie no coinciden con las predicciones del futuro que se hacen para la situación actual;
según estas predicciones , las partes que ahora están húmedas se volverán más húmedas y secas, incluso más secas. La diferencia puede ser que nuestro cambio climático es muy dramático en comparación con un cambio mucho más lento en el Mioceno.
Aunque había muchos bosques en el planeta antes de la mitad del Mioceno (a diferencia de hoy, que refleja el proceso de
deforestación , que fue facilitado por personas que vivieron entre las edades de hielo durante
varios milenios ), el calentamiento en el Mioceno condujo a cambios claramente observados en la vegetación alrededor del mundo que persistieron en forma fosilizada, especialmente en forma de polen fosilizado.
En la mayor parte de Europa, las
plantas subtropicales reemplazaron a las plantas adaptadas al frío, y los densos bosques con una gran cantidad de pantanos llenaron las orillas y los deltas de los ríos en los territorios de la moderna
Dinamarca y
Alemania (entonces la costa de Europa estaba 190 km más profunda hacia la tierra que hoy). Estos pantanos acumularon
lignito , que hoy proporciona una
cuarta parte de la generación de electricidad de Alemania. España resistió la tendencia a humedecer con el clima cálido y seco en el sur y el clima cálido y húmedo en el norte, al igual que hoy, y experimentó
largas estaciones secas .
La vida en el medio del Mioceno en el territorio de la España moderna, presentada por el artista.A juzgar por las plantas europeas, entre las estaciones la diferencia de temperatura
fue menor .
En Siberia,
llovió 3-5 veces más a menudo que hoy, y los pantanos en el
este de Rusia también acumularon carbón. En el
Ártico de Canadá , donde hoy hay tundra con permafrost y sin árboles, en medio del Mioceno, los bosques de abedul, olmo, acebo y pino sombrilla de baja temperatura dieron paso a los bosques de alta temperatura, donde crecieron hayas, avellanos, ámbar gris, nueces y tilos.
Cerca del ecuador, los primeros elefantes y antílopes caminaron por la
península arábiga cubierta de hierba y el
norte de África estaba cubierto de bosques donde las dunas de arena se mueven hoy. Los simios humanos se extendieron por todo el
planeta arbolado , y fue entonces cuando nuestros antepasados, los homínidos, se
separaron de otros antropoides.
Pero la Antártida ha cambiado más.
40 metros de subida del nivel del mar
De un tercio a tres cuartos de hielo antártico
derretido . En la tierra
libre de hielo,
aparecieron tundra y bosques , que constan de
hayas y árboles coníferos , lo que no podría haber sucedido si el verano antártico no hubiera sido más cálido que 10 ° C (es mucho más cálido que los actuales
-5 ° C ). No está claro qué estaba haciendo Groenlandia, pero en su norte podría haber una
pequeña capa de hielo , que se
derritió con bastante fuerza.
Como resultado, el nivel del mar
aumentó hasta
40 metros . Hoy, esto empujaría significativamente la costa hacia los continentes e inundaría las regiones densamente pobladas en las que vive un
cuarto de todas las personas del planeta.
40 metros es solo un poco más que las predicciones recientes del aumento del nivel del mar en el futuro cercano:
hasta un metro para 2100 y hasta
1,6 metros (cuando el
5% de la población mundial vive bajo el agua) para 2300, siempre que estabilicemos el calentamiento el nivel es de aproximadamente 2 ºC. La diferencia es solo en escalas de tiempo. Según la
estimación climática nacional de EE. UU. De 2017, 2 ºC de calentamiento provocarán la pérdida de 3/5 partes de hielo de Groenlandia y un tercio del hielo antártico, lo que conducirá a un aumento del nivel del mar de 25 m, cierto, en 10,000 años.
Sin embargo, la información del Mioceno sugiere que el aumento moderno del nivel del mar puede ser más fuerte y rápido.
Los depósitos costeros de la Antártida oriental demuestran que su hielo era
extremadamente sensible incluso a
pequeños cambios en el nivel de CO 2 y las fluctuaciones de la
órbita en el Mioceno, y podría derretirse con
bastante rapidez . Que rapido Edward Gasson, de la Universidad de Sheffield en Gran Bretaña,
estimó que la Antártida inicialmente podría elevar el nivel del mar en aproximadamente 2.5 metros cada cien años, y luego este proceso se desaceleró y, en más de 10,000 años, el nivel se hizo
30-36 metros más alto. Esta velocidad coincide con las estimaciones de Robert Dekonto de la Universidad de Pensilvania y David Pollard del Amherst College, basado en el Plioceno, cuyo clima era más frío que en el medio del Mioceno, y el nivel del mar era "solo"
20 m más alto que hoy. Dekonto y Pollard sugirieron que un calentamiento moderno de 2.5 ºC para 2100 elevaría el nivel del mar
en 5.7 m para 2500, alrededor de 1.2 m por siglo. Este cambio rápido puede parecer radical, pero sabemos que periódicamente en los últimos 500,000 años, el nivel del mar ha aumentado en
4-5.7 m cada cien años .
Si el aumento actual del nivel del mar resulta ser similar al del Plioceno, 1,2 m en cien años, o en el Mioceno, 2,4 m en cien años, y no como en el IPCC, en medio metro en un siglo, entonces nuestro futuro será completamente diferente El aumento del nivel del mar, amplificado por
las inundaciones de marea y las tormentas , hará que una gran cantidad de infraestructura costera y posesiones sean
inútiles en un par de generaciones.
Y
hasta ahora, los modelos de computadora no han soportado una tasa tan alta de derretimiento de hielo.
Derretir el hielo bajo la influencia del océano, que desestabiliza y enjuaga los glaciares, fue
crítico para el Mioceno , y parece serlo
hoy . Este proceso puede desencadenar la inestabilidad autosostenible de las capas de hielo marino, y los glaciares comenzarán a retroceder tierra adentro debido a la forma de copa de la Antártida. Cuanto más profundo sea el hielo, más rápido se derretirá debido a la presión, y los glaciares más delgados flotarán, por lo que retrocederán aún más rápido hasta que formen picos altos que se rompan bajo su propio peso, lo que empeorará aún más. La situación. Y este proceso en la Antártida probablemente ya ha
comenzado .
Otro acelerador de descongelación es el agua que se
derrite en la superficie , lo que requiere alcanzar temperaturas por encima del punto de congelación. Penetra en grietas, se congela y
divide el hielo como un divisor; este fenómeno se observó cuando
el glaciar Jacobshavn desapareció en Groenlandia. Y hoy, se
está derritiendo la superficie en partes de la Antártida. Tales procesos de mejora de la fusión se
han agregado recientemente a los nuevos modelos de computadora, y ahora muestran que
nuestros descendientes pueden
ver la tasa de aumento en el nivel del mar observada en la antigüedad.
La retirada de hielo mejora el calentamiento, ya que una superficie brillante que refleja la luz es reemplazada por agua y tierra oscura que absorbe el calor. Como resultado, las temperaturas aumentarán lentamente aún más.
¿Cómo podría ser la capa de hielo antártica en el Mioceno, hace 14 a 23 millones de años?¿Esperanza de incertidumbre?
¿Podría existir una brecha entre el clima del Mioceno y nuestro futuro esperado simplemente por la falta e inexactitud de datos sobre el clima antiguo?
“Los cambios en los niveles de CO
2 en el Mioceno medio pueden
exceder el valor medio calculado. Otros factores no se conocen en absoluto. Niveles de metano o N
2 O no determinados. La cantidad de ozono o hollín (que aparece después de incendios o como resultado de la vida vegetal) también es poco conocida, me dijo Gavin. "Por lo tanto, incluso si tuviéramos indicadores ideales de temperatura global (pero no lo son), las estimaciones de sensibilidad obtenidas simplemente dividiendo la temperatura por CO
2 no se pueden comparar con las estimaciones actuales de ECS".
Sin embargo, a pesar de la dispersión de los valores de nivel, tienden a
acumularse alrededor del valor de 500 ppm para el Mioceno medio.
Algunos estudios incluso sugieren la posibilidad de un nivel
más bajo de CO
2 , que sin embargo conduce a temperaturas
más altas. La imagen del clima relativamente cálido está respaldada por la evidencia geológica de
altos niveles del mar y minerales encontrados en todo el mundo, incluido el fondo marino
cerca de la costa de la Antártida.
¿Se ha aumentado el clima óptimo debido a los cambios cíclicos en la órbita? Aunque los
ciclos glaciares individuales del Mioceno dependían de las vibraciones orbitales, como fue el caso con la última edad de hielo, el clima cálido y
la retirada máxima de hielo persistieron durante varios ciclos orbitales y glaciales, junto con niveles más altos de CO
2 atmosférico. Por lo tanto, no podemos colgar el aumento óptimo solo en la órbita de la Tierra alrededor del Sol.
Lo que es aún más confuso es el hecho de que el comienzo del Mioceno fue diferente al actual. El clima del Mioceno temprano era más cálido que en nuestros tiempos preindustriales, entonces había
menos áreas cubiertas de hierba y los océanos se comunicaban entre sí
de una manera diferente . El flujo del Pacífico al Océano Atlántico fue donde ahora se encuentra
Panamá , y el
Estrecho de Bering fue bloqueado. Sin embargo, los científicos creen que estas corrientes pueden
no haber influido tanto en el clima , y en muchos sentidos el planeta era
muy similar al de hoy.
Entonces, hay grandes incertidumbres sobre qué tan bien la situación en el Mioceno describe el futuro de nuestros descendientes. Y, por supuesto, al menos en los últimos
66 millones de años no ha habido procesos similares en una tasa tan alta de emisiones al aire. Por estos motivos, uno puede negarse justificadamente a comparar la situación con cualquier análogo antiguo. , – :
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