La Tierra ha experimentado cambios climáticos dramáticos a lo largo de su historia geológica, variando entre períodos de calor extremo y fases de enfriamiento que dieron lugar a extensas glaciaciones. En un estudio reciente publicado en la revista Science, Emily J. Judd y cola-boradores1, ofrecen una perspectiva novedosa y detallada de la evolu-ción de las temperaturas en nuestro planeta durante el Fanerozoico.

Combinando datos geológicos con modelos climáticos

Los investigadores desarrollaron una reconstrucción detallada de la temperatura media global de la superficie terrestre (GMST, por sus siglas en inglés) durante los últimos 485 millones de años. Esta re-construcción, llamada PhanDA (Phanerozoic Data Assimilation), em-plea un método de asimilación de datos para integrar información de datos geológicos con simulaciones climáticas. Este proceso es similar a armar un rompecabezas, donde cada pieza de información geológi-ca se une con proyecciones teóricas de modelos climáticos.

La temperatura global de la superficie fluctuó entre 11°C y 36°C en los últimos 485 millones de años.

Los datos geológicos utilizados provienen principalmente de análisis de isótopo de fósiles marinos que revelan la temperatura del agua en la que vivieron estos organismos, mientras que las simulaciones de los modelos climáticos abarcan diversas estimaciones de concentraciones de dióxido de carbono (CO₂) y configuraciones paleogeográficas, como la distribución de continentes y océanos a lo largo del tiempo.

Elphidium sp., foraminífero fósil observado con microscopio electrónico de barrido. Los foraminíferos son organismos marinos unicelulares con conchas calcáreas que se fosilizan fácilmente. La química de sus conchas refleja las condiciones del agua en la que vivieron. Las proporciones de isótopos de elementos como el oxígeno cambian según la temperatura y el volumen de hielo en los polos, ya que en aguas más cálidas se evapora más el isótopo ligero. Analizando los isótopos en foraminíferos de núcleos de sedimentos marinos, los científicos han logrado reconstruir las temperaturas del pasado. / Imagen: Hannes Grobe 

Este enfoque permite superar las limitaciones de estudios anteriores que solo se basaban en uno de estos elementos, proporcionando una visión más precisa y detallada de la variabilidad climática a lo largo del tiempo.

El clima de la Tierra: más cambiante de lo que imaginábamos

La reconstrucción PhanDA revela que la temperatura global de la superficie ha fluctuado entre 11°C y 36°C durante los últimos 485 millones de años (un rango más amplio que en análisis previos) con cambios notables entre períodos de climas cálidos (estados de "invernadero") y fríos (estados de "casa fría"). Un hallazgo crucial del estudio es que la Tierra ha pasado más tiempo en estados climáticos cálidos que en fríos, lo que contrasta con algunas reconstrucciones previas que subestimaban la variabilidad de las temperaturas en estos períodos.

PhanDA reconstruyó la GMST (Temperatura Media Global de la Superficie) para los últimos 485 millones de años. La línea negra muestra la mediana, y el sombreado corresponde al percentil del conjunto de datos. Los rectángulos azules indican la máxima extensión latitudinal del hielo (2), y las líneas discontinuas naranjas señalan el momento de las cinco grandes extinciones masivas del Fanerozoico (36). / Imagen: Emily Judd - y colaboradores - Science Magazine; Adaptado: Revista Bioika

El análisis muestra una fuerte correlación entre la temperatura global y las concentraciones de CO₂ en la atmósfera, lo que refuerza la idea de que este gas de efecto invernadero ha sido el principal regulador del clima a lo largo del tiempo. El estudio también destaca que, durante períodos extremadamente cálidos, como el Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno (PETM), las temperaturas en los trópicos llegaron a alcanzar hasta 42°C. Esto plantea interrogantes sobre la capacidad de adaptación de la vida en la Tierra a condiciones tan extremas. Estos eventos climáticos, vinculados a altas concentraciones de CO₂, están estrechamente relacionados con extinciones masivas y cambios drásticos en los ecosistemas terrestres y marinos.

El calentamiento actual es inédito, ocurriendo en décadas en lugar de millones de años, y plantea grandes desafíos para los ecosistemas y la sociedad.

Pampaphoneus biccai fue el mayor depredador conocido del Paleozoico en Sudamérica. Este imponente carnívoro, perteneciente al grupo de los terápsidos dinocéfalos, habitó la Tierra poco antes de la mayor extinción masiva del Fanerozoico, ocurrida hace 252 millones de años. Este evento, conocido como la Gran Mortandad, eliminó alrededor del 86 % de las especies animales del planeta. Se cree que su origen estuvo relacionado con una intensa actividad volcánica que liberó grandes cantidades de gases de efecto invernadero, como el CO₂, en la atmósfera, provocando un aumento de la temperatura global y la acidificación de los océanos. / Imagen: Márcio Castro - Eurekalert

Cambio climático actual: una carrera contra el tiempo

Comparar los hallazgos de PhanDA con el cambio climático actual sugiere que, mientras los cambios naturales en el tiempo geológico han ocurrido en escalas de millones de años, el calentamiento actual se da en décadas acelerado por las emisiones humanas de CO₂ y otros gases de efecto invernadero. Esto es sin precedentes y plantea grandes desafíos para los ecosistemas y la sociedad. El registro geológico muestra que altos niveles de CO₂ están ligados a temperaturas extremas y cambios climáticos globales. Si las emisiones continúan, podríamos enfrentar un clima similar al de los períodos de “invernadero” del pasado, con graves implicaciones para la vida en la Tierra.

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Más información en:

1. 1. Judd, E. J., Tierney, J. E., Lunt, D. J., Montañez, I. P., Huber, B. T., Wing, S. L., & Valdes, P. J. (2024). A 485-million-year history of Earth’s surface temperature. Science, 385(6715), eadk3705