El ciclo global del carbono ejerce un control sustancial sobre el clima de la Tierra. Aun así, la vida en la Tierra ha seguido latiendo durante los últimos 3.7 millones de años. Comprender la historia de la Tierra, los efectos a largo plazo del cambio climático antropogénico y la habitabilidad planetaria dependen de cómo se mantiene el clima en escalas de tiempo geológico.
MIT Los científicos han confirmado que la Tierra tiene un mecanismo de “retroalimentación estabilizadora” que funciona durante millones de años para hacer retroceder el clima y mantener las temperaturas globales dentro de un rango estable y habitable.
Según los científicos, ese posible mecanismo es la erosión de los silicatos. Es un proceso geológico mediante el cual la erosión lenta y constante de las rocas de silicato implica reacciones químicas que, en última instancia, atraen dióxido de carbono de la atmósfera hacia los sedimentos oceánicos, atrapando el gas en piedras.
Durante mucho tiempo, los científicos supusieron que la meteorización por silicatos desempeñaba un papel importante en el control de la El ciclo del carbono de la Tierra.. Su mecanismo podría proporcionar una fuerza geológicamente constante para mantener bajo control el dióxido de carbono (y las temperaturas globales). Sin embargo, hasta ahora no se ha observado evidencia directa del funcionamiento continuo de dicha retroalimentación.
Para este estudio, los científicos estudiaron datos paleoclimáticos que registraron cambios en las temperaturas globales promedio durante los últimos 66 millones de años. Posteriormente, aplicando un análisis matemático, el equipo determinó si los datos revelaban algún patrón característico de fenómenos estabilizadores que controlaban las temperaturas globales en una escala de tiempo geológica.
Descubrieron que, a lo largo de cientos de miles de años, parece haber un patrón constante en el que se controlan las oscilaciones de temperatura de la Tierra. La duración de este efecto es comparable a los plazos previstos para la erosión por silicatos.
Los científicos observaron los datos de las fluctuaciones de la temperatura global a lo largo de la historia geológica. Querían confirmar si la retroalimentación estabilizadora realmente ha funcionado. Utilizaron una variedad de registros de temperatura global obtenidos por investigadores anteriores, incluidos los conservados. hielo antártico núcleos y datos sobre la composición química de conchas y fósiles marinos prehistóricos.
Constantin Arnscheidt, estudiante de posgrado en el Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias (EAPS) del MIT, dijo: “Todo este estudio sólo es posible porque ha habido grandes avances en la mejora de la resolución de estos registros de temperatura de las profundidades marinas. Ahora tenemos datos que se remontan a 66 millones de años atrás, con puntos de datos separados como máximo por miles de años”.
El análisis matemático que utilizaron los científicos en el estudio incluyó ecuaciones diferenciales estocásticas. Estas ecuaciones se utilizan comúnmente para revelar patrones en conjuntos de datos que fluctúan ampliamente.
Arnscheidt explica: "Nos dimos cuenta de que esta teoría hace predicciones sobre lo que se esperaría la temperatura de la tierra "La historia se vería como si hubiera habido retroalimentaciones actuando en ciertas escalas de tiempo".
Gracias a este enfoque, los científicos pudieron analizar la historia de las temperaturas globales promedio durante los últimos 66 millones de años. También determinaron si surgió algún patrón de retroalimentación estabilizadora dentro de cada escala de tiempo.
Daniel Rothman, profesor de geofísica del MIT, dijo: “Hasta cierto punto, es como si tu coche estuviera acelerando por la calle y, cuando pisas el freno, te deslizas durante mucho tiempo antes de detenerte. Hay una escala de tiempo durante la cual la resistencia por fricción, o retroalimentación estabilizadora, se activa cuando el sistema vuelve a un estado estable”.
Las fluctuaciones de temperatura deberían aumentar con el tiempo sin retroalimentación estabilizadora. Sin embargo, la investigación del equipo identificó un régimen en el que los cambios no mejoraron, lo que sugiere que existía un mecanismo estabilizador antes de que las fluctuaciones se volvieran excesivas. Los cientos de miles de años que predicen los científicos para la erosión de los silicatos coinciden con la escala de tiempo de este efecto estabilizador.
Los científicos descubrieron que los datos no revelaban ninguna retroalimentación estabilizadora en escalas de tiempo más largas. Es decir, no parece haber ningún retroceso recurrente de las temperaturas globales en escalas de tiempo superiores a un millón de años. Entonces, durante estas escalas de tiempo más largas, ¿qué ha mantenido las temperaturas globales bajo control?
Rothman dijo: "Existe la idea de que el azar puede haber jugado un papel importante a la hora de determinar por qué todavía existe vida después de más de 3 mil millones de años".
En otras palabras, a medida que las temperaturas de la Tierra fluctúan en períodos más largos, estas fluctuaciones pueden ser lo suficientemente pequeñas en el sentido geológico como para estar dentro de un rango en el que una retroalimentación estabilizadora, como la erosión por silicatos, podría mantener periódicamente el clima bajo control, y más concretamente, dentro de una zona habitable.
Referencia de la revista:
- Constantin W. Arnscheidt et al. Presencia o ausencia de retroalimentaciones estabilizadoras del sistema terrestre en diferentes escalas de tiempo. Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.adc9241
