Lo que los "saltos" de CO₂ en los hielos de la Antártida dicen sobre la evolución del clima 🌡️

Por Etienne Legrain, investigador, Université Libre de Bruxelles (ULB) & Emilie Capron, paleoclimatóloga, CNRS, Université Grenoble Alpes (UGA)

El análisis de burbujas de aire atrapadas en testigos de hielo con más de 200.000 años de antigüedad muestra momentos en la historia de nuestro planeta en los que la concentración de CO₂ en la atmósfera aumentó repentinamente. Y sugiere que podríamos estar al borde de un evento similar...


Este aumento, que se superpondría a las emisiones humanas, sigue siendo considerablemente inferior a los niveles de CO₂ que estamos emitiendo actualmente.

La atmósfera está en constante cambio. Su composición ha variado regularmente a lo largo de las épocas climáticas de nuestro planeta, en particular los niveles de concentración de dióxido de carbono (CO₂), un parámetro crucial para determinar el clima de nuestra Tierra.

El análisis de las burbujas de aire atrapadas en los testigos de hielo ha permitido reconstruir estas variaciones a lo largo de los últimos 500.000 años. Esto es lo que demuestra nuestro estudio publicado en la revista Nature Geoscience, que trata sobre "saltos" recientes de CO₂, correspondientes a aumentos de unos 10 partes por millón (ppm) en menos de un siglo en las concentraciones atmosféricas de CO₂.


Estos "saltos", que corresponden a las variaciones naturales más abruptas de CO₂ atmosférico ocurridas en el clima pasado, tienen sin embargo una amplitud mucho menor que el reciente aumento que originó el calentamiento global.

El estudio muestra que estos saltos de CO₂ se producen en momentos en que la inclinación del eje de rotación de la Tierra con respecto al plano de su órbita alrededor del sol, llamada oblicuidad, era elevada. Ahora bien, actualmente la Tierra se encuentra en un periodo de alta oblicuidad.

No es todo: estos saltos son desencadenados por perturbaciones en la AMOC, una corriente oceánica mayor en el Atlántico Norte que juega un papel crucial en la regulación del clima, y que actualmente muestra signos de desaceleración.

Esto podría provocar un salto adicional de CO₂ que se sumaría a las emisiones de origen humano.

Saltos de CO₂: ¿de qué estamos hablando?

Estos saltos de CO₂ atmosférico corresponden a incrementos de unas 10 ppm, en el transcurso de un siglo, en las concentraciones atmosféricas del último medio millón de años.

Aunque notables, estos aumentos siguen siendo, en promedio, de 10 a 20 veces más pequeños que el incremento de las emisiones de origen humano. En los últimos cien años, dicho incremento se estima en 115 ppm, una magnitud diez veces mayor que los saltos de CO₂ observados.

El análisis de este testigo de hielo, un largo cilindro de hielo de unos 10 cm de diámetro extraído a una profundidad de varios kilómetros en la Antártida, cuya superficie está casi completamente cubierta de hielo, se llevó a cabo en el Instituto de Geociencias Ambientales de Grenoble.

Permitió identificar siete nuevos saltos de CO₂ durante el periodo comprendido entre 260.000 y 190.000 años antes de nuestra era e identificar 15 saltos ya registrados en estudios anteriores.


Sobre todo, demostró que 18 de los 22 saltos de CO₂ estudiados ocurrieron cuando la oblicuidad del planeta era elevada.

Una coincidencia de dos fenómenos

Los saltos de CO₂, fenómenos abruptos, son causados, de manera efectiva, por la concurrencia de dos fenómenos.

- El desencadenante inicial de estos saltos es la perturbación de la circulación oceánica atlántica (AMOC, por sus siglas en inglés, Atlantic Meridional Oceanic Circulation), actor principal en la regulación del clima terrestre. La interrupción de la AMOC provoca una reorganización de las precipitaciones y las temperaturas a escala global.

- Sin embargo, esta condición necesaria no es suficiente: no todas las perturbaciones de la AMOC provocan automáticamente un salto de CO₂. Aquí es donde interviene el segundo parámetro clave en la ocurrencia de los saltos de CO₂: la oblicuidad de la Tierra, que corresponde a la inclinación del planeta con respecto al sol durante su rotación alrededor de este.

Esta oblicuidad no es constante: varía de manera regular entre aproximadamente 22° y 25°, en ciclos de 41.000 años.

Esta variación influye en la distribución de la energía solar en la superficie terrestre, lo que tiene impactos directos en los climas regionales y la distribución geográfica de los entornos terrestres, en particular los tipos de vegetación, que almacenan carbono. Nuestros resultados sugieren que estos cambios en la distribución terrestre de la vegetación, especialmente en el Medio Oriente y el África subsahariana, conducen a la formación de grandes reservas de CO₂ en la biomasa, que luego pueden ser liberadas durante la perturbación de la AMOC, provocando los saltos de CO₂.

Salto de CO₂ y cambio climático: ¿una doble amenaza?

Actualmente, la Tierra se encuentra en uno de estos periodos de alta oblicuidad. En caso de una perturbación importante en la circulación oceánica atlántica, específicamente una desaceleración de la AMOC, podría liberarse una cantidad de carbono equivalente a cuatro años de emisiones humanas globales (al ritmo de las emisiones promedio del periodo 2010-2019) en el transcurso de unas pocas décadas, superponiéndose así a las emisiones antropogénicas actuales.


Actualmente, permanecen grandes incertidumbres en los modelos relacionados con la AMOC, algunos sugieren que se está desacelerando debido al cambio climático provocado por actividades humanas. En la hipótesis de un colapso de la AMOC, podría ocurrir un nuevo salto de CO₂, lo que desencadenaría nuevas emisiones de CO₂ debido a fuentes naturales desestabilizadas por la actividad humana, amplificando aún más el cambio climático.