La loca predicción de una nueva era glacial: los ciclos de Milankovitch
El día de Navidad, mientras la gente en Italia toma chocolate caliente bajo sus mantas, los brasileños están en la playa bebiendo bebidas heladas. Sin embargo, todo esto podría cambiar en el futuro.
Imagina un mundo donde la nieve no deje de caer, el frío nunca desaparezca y la supervivencia se convierta en una lucha diaria. Si un largo período de invierno azota la Tierra, nos encontraremos en un estado post apocalíptico.
La escasez de recursos sería el primer problema que nos afectaría. El suelo se congelaría, las cosechas se perderían y la comida se volvería escasa. Para sobrevivir, tendríamos que elegir entre acaparar y compartir. Los que opten por acaparar se aislarán y eventualmente perecerán.
Los científicos creen que podríamos encontrarnos en esta situación en los años venideros. Hay ciclos en la Tierra que están en conflicto: los períodos de clima cálido se alternan con los fríos. Sin embargo, estos conflictos no durarán para siempre: en el futuro, el conflicto eventualmente se detendrá y llegará un largo invierno.
Pero, ¿cómo funcionan estos ciclos? ¡Únete a mí para saber más!
A continuación el vídeo:
https://youtu.be/ZSVuNOvw10c
La loca predicción de la llegada de una nueva era glacial, los ciclos de Milankovitch:
Rodeados por ciclos:
Comencemos diciendo que, aquí en la Tierra, estamos básicamente rodeados de ciclos. Déjame explicar. Nuestras vidas literalmente giran en torno a ellos: una serie de eventos que se repiten regularmente en el mismo orden. Hay cientos de tipos diferentes de ciclos en nuestro mundo y en el universo.
Algunos son naturales, como el cambio de las estaciones, las migraciones anuales de animales, o los ritmos circadianos que rigen nuestros patrones de sueño. Otros son producidos por el hombre, como el cultivo y la cosecha de cultivos, los ritmos musicales o los ciclos económicos.
Cada año, el 25 de diciembre, el mundo celebra la Navidad. En la imaginación colectiva, la Navidad está hecha de nieve y chocolate caliente. Este día se asocia con la nieve y Santa Claus montando sus renos, trayendo regalos y alegría a todas las personas, sean niños o adultos.
Sin embargo, si vives en Brasil, probablemente notarás una cosa: la Navidad cae durante el verano. ¡A muchas personas les gusta ir a la playa a broncearse! Para los brasileños, no hay chocolate caliente en Navidad: ¡sería una locura siquiera pensar en hacer uno! Es posible que quieras comer un helado en su lugar. La única razón por la que esto sucede es por... las estaciones.
El ciclo de las estaciones:
Quizás ya sepas por qué tenemos estaciones, pero creo que vale la pena repasarlo, ya que esto servirá como punto de partida para entender el tema principal de este video, los ciclos de Milankovitch.
La razón por la que tenemos estaciones se debe a la revolución de la Tierra alrededor del Sol y al eje inclinado. A medida que nuestro planeta orbita el Sol, la inclinación de su eje hace que diferentes partes del mundo reciban cantidades variables de luz solar. Esto resulta en el cambio de las estaciones en diferentes partes del mundo en diferentes momentos del año.
Durante el verano, el hemisferio que está inclinado hacia el Sol recibe más luz solar directa, lo que resulta en días más largos y temperaturas más cálidas. Por el contrario, el hemisferio que está inclinado hacia el Sol experimenta días más cortos y temperaturas más frías. Este patrón contrastante se invierte durante el invierno, cuando el hemisferio inclinado hacia el Sol recibe menos luz solar directa, lo que resulta en días más cortos y temperaturas más frías.
La primavera y el otoño son las estaciones de transición entre el verano y el invierno, y ocurren cuando el eje de la Tierra no está inclinado hacia ni hacia el Sol. Durante estas estaciones, la cantidad de luz solar que se recibe se distribuye de manera más uniforme por toda la Tierra, lo que resulta en temperaturas moderadas y patrones meteorológicos más equilibrados.
Las estaciones tienen un impacto significativo en la vida en la Tierra. Las plantas y los animales se han adaptado al clima cambiante, utilizando señales como la temperatura y la duración del día para regular sus ciclos de vida. Muchos animales migran a climas más cálidos durante los meses de invierno, y algunas plantas solo florecen en ciertas estaciones.
Además de su impacto en el mundo natural, las estaciones también afectan las actividades humanas. Los cambios estacionales pueden influir en todo, desde nuestro estado de ánimo y comportamiento hasta la economía. Por ejemplo, los deportes y actividades de invierno son populares en lugares donde nieva, mientras que las actividades de playa son más comunes en lugares con climas más cálidos.
Como puedes ver, las estaciones son un ciclo importante que se repite regularmente, con cada estación trayendo nuevo crecimiento y cambios al mundo natural. A lo largo de un año, los períodos de clima cálido se alternan con los más fríos.
Los ciclos de Milankovitch:
Así, la presencia de las estaciones se debe a la particular configuración de la inclinación axial de un planeta con respecto a su plano orbital alrededor de la estrella anfitriona.
Sin embargo, como el científico serbio Milutin Milankovitch señaló hace un siglo, este no es el único factor capaz de tener un impacto en el clima y el tiempo de la Tierra.
Este genio hipotetizó que los efectos a largo plazo y colectivos de los cambios en la posición de la Tierra con respecto al Sol son un fuerte impulsor del clima a largo plazo de la Tierra, y son responsables de desencadenar el comienzo y el final de los períodos de glaciación (era glacial).
¿Ya mencioné que este tipo era un genio? Sabía muy bien que la órbita de un planeta está descrita por lo que los ingenieros aeroespaciales llaman los "elementos orbitales".
Estas son seis cantidades importantes que ayudan a describir el movimiento de un objeto alrededor de otro objeto, ya sea un satélite artificial como el JWST alrededor de la Tierra o una estrella alrededor del agujero negro en el centro de nuestra galaxia.
Primero se preguntó qué pasaría con la Tierra si uno de estos elementos, la llamada excentricidad, cambiara lentamente con el tiempo.
Cambios en la excentricidad:
La excentricidad da información sobre la forma de una órbita. Cuando es cero, la órbita es un círculo. Cuanto más se aleja de cero, más elíptica y alargada es su órbita.
El caso es que, debido a las perturbaciones gravitatorias de Saturno y Júpiter, y otros factores menores, la excentricidad de la Tierra, que es bastante baja, puede variar con el tiempo, cambiando la forma de la órbita de la Tierra alrededor del Sol. Esto, a su vez, afecta la distancia entre los dos cuerpos.
La excentricidad es la razón por la que nuestras estaciones tienen longitudes ligeramente diferentes, con los veranos en el hemisferio norte actualmente unos 4,5 días más largos que los inviernos, y las primaveras unos tres días más largas que los otoños. A medida que la excentricidad disminuye, la longitud de nuestras estaciones se iguala gradualmente.
Lo que hizo Milankovitch fue examinar cómo estas variaciones afectan la cantidad de radiación solar que llega a la parte superior de la atmósfera de la Tierra, así como dónde llega esta radiación. Descubrió que, cuando la órbita de la Tierra está en su punto más elíptico, alrededor del 23% más de radiación solar entrante llega a la Tierra en el momento de su aproximación más cercana al Sol cada año que en su punto más alejado del Sol.
Actualmente, la excentricidad de la Tierra está cerca de su punto más circular (menos elíptica) y está disminuyendo muy lentamente, en un ciclo que abarca unos 100 mil años. Sin embargo, el cambio en la insolación anual global debido al ciclo de excentricidad es muy pequeño.
Debido a que las variaciones en la excentricidad de la Tierra son relativamente pequeñas, son un factor relativamente menor en las variaciones climáticas estacionales anuales.
Cambios en la oblicuidad:
Pero eso no es todo! Este genio, Milankovitch también tuvo en cuenta algo más: la oblicuidad y la precesión axial. La oblicuidad es el ángulo entre el plano de la órbita de la Tierra y el del ecuador de la Tierra. Este ángulo ha variado entre 22,1 y 24,5 grados en los últimos millones de años. Cuanto mayor sea la inclinación, más extremas serán nuestras estaciones. Piense en veranos abrasadores e inviernos helados.
Curiosamente, un ángulo de inclinación mayor conduce en realidad a períodos de deglaciación. Por lo tanto, más inclinación equivale a más deshielo y retroceso de glaciares y capas de hielo. Sin embargo, este efecto no es uniforme en todo el mundo. Las latitudes más altas experimentan un mayor cambio en la radiación solar total que las zonas cercanas al ecuador.
Actualmente, el eje de la Tierra está inclinado aproximadamente a la mitad entre sus extremos, a 23,4 grados. Y lo que es más, ese ángulo de inclinación está disminuyendo lentamente en un ciclo que dura unos 41.000 años.
Con sus cálculos, Milankovitch descubrió que, si bien nuestros inviernos se irán volviendo gradualmente más cálidos y nuestros veranos más fríos, la nieve y el hielo comenzarán a acumularse en las latitudes altas. Esto conduce a grandes capas de hielo que reflejan más energía solar de vuelta al espacio, lo que, como habrás adivinado, promueve un mayor enfriamiento.
Precesión axial:
En cuanto a la precesión axial, permítanme primero explicarles qué es. No sé si están al tanto de esto, pero la Tierra se tambalea ligeramente sobre su eje como un trompo giratorio. Este tambaleo, causado por las fuerzas de marea del Sol y la Luna, afecta la rotación de la Tierra y se conoce como precesión axial.
Este ciclo dura aproximadamente 27.7 mil años y hace que las diferencias estacionales sean más extremas en un hemisferio y menos extremas en el otro. Actualmente, el perihelio (el punto más cercano de la Tierra al Sol) ocurre durante el invierno en el hemisferio norte y el verano en el hemisferio sur.
Pero en unos 13 mil años, esto cambiará, provocando que el hemisferio norte experimente una radiación solar más extrema y que el hemisferio sur tenga estaciones más moderadas.
También existe la precesión apsidal, en la que la elipse orbital completa de la Tierra se tambalea debido a las interacciones con Júpiter y Saturno. Este ciclo dura aproximadamente 112 mil años y cambia la orientación de la órbita de la Tierra con respecto al plano elíptico.
Combinados, la precesión axial y apsidal tienen un ciclo de precesión general que dura aproximadamente 23 mil años en promedio. Y un dato curioso, la Estrella Polar de la Tierra cambia con el tiempo, siendo Polaris y Polaris Australis las estrellas actuales, pero hace unos miles de años eran Kochab y Pherkad.
La loca predicción de Milankovitch:
Los pequeños cambios provocados por los ciclos de Milankovitch operan por separado y en conjunto para influir en el clima de la Tierra a lo largo de períodos de tiempo muy largos, lo que lleva a cambios más grandes en nuestro clima a lo largo de decenas de miles a cientos de miles de años. Sin embargo, lo que encontró es a la vez muy interesante y aterrador: en algún momento, la Tierra experimentará otra glaciación.
Las dos principales hipótesis planteadas por Milankovitch fueron:
Primera: Que los cambios en la radiación en algunas latitudes y en algunas estaciones son más importantes que otros.
Segunda: Que la oblicuidad es el ciclo más importante para el clima.
Introduciendo estos datos en su propio modelo matemático, calculó que las glaciaciones se producen aproximadamente cada 41.000 años. Dado que la última glaciación que conocemos ocurrió hace aproximadamente 20.000 años, esto significaría que la próxima glaciación ocurrirá en unos 20.000 años.
Sin embargo, investigaciones posteriores confirmaron que las glaciaciones se produjeron a intervalos de 41.000 años entre uno y tres millones de años atrás. Pero hace unos 800.000 años, el ciclo de las glaciaciones se prolongó hasta los 100.000 años, coincidiendo con el ciclo de excentricidad de la Tierra. Si bien se han propuesto varias teorías para explicar esta transición, los científicos aún no tienen una respuesta clara. Este problema también se conoce como el "problema de transición".
En cualquier caso, según las últimas mediciones astronómicas, no habrá una nueva glaciación antes de 50 a 100.000 años.
Precisión de las predicciones:
La predicción del clima a largo plazo en el planeta Tierra no es tarea fácil. En principio, una buena estimación de las variaciones de los elementos orbitales a lo largo del tiempo lo haría todo más fácil, si solo tuviéramos un buen modelo que vincule estas variaciones con las variaciones climáticas.
Sin embargo, el mecanismo de forzamiento orbital que actúa sobre el clima aún no se comprende completamente: actualmente, carecemos de un buen modelo que exprese los cambios climáticos en función de los orbitales.
Por estas razones, la investigación para comprender mejor los mecanismos que causan los cambios en la rotación de la Tierra y cómo los ciclos de Milankovitch se combinan específicamente para afectar el clima aún está en curso. Sin embargo, la teoría de que conducen el momento de los ciclos glaciales-interglaciales es bien aceptada.
Índice del vídeo:
- 0:00 Introducción
- 1:15 Rodeados por ciclos
- 2:36 El ciclo de las estaciones
- 4:53 Los ciclos de Milankovitch
- 6:01 Cambios en la excentricidad
- 7:43 Cambios en la oblicuidad
- 9:12 Precesión axial
- 10:34 La loca predicción de Milankovitch
- 12:08 Precisión de las predicciones
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