En un estudio publicado en PNASLa profesora Jessica Tierney de la Universidad de Arizona y sus colegas han producido mapas completos a escala global del calentamiento inducido por el carbono que ocurrió en el Máximo Térmico del Paleoceno Eoceno (PETM) hace 56 millones de años.

Si bien el PETM tiene algunos paralelismos con el calentamiento actual, el nuevo trabajo incluye algunos hallazgos inesperados: la respuesta climática al CO₂ era entonces aproximadamente el doble de la mejor estimación actual del Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC). Pero los cambios en los patrones de precipitación y la amplificación del calentamiento en los polos fueron notablemente consistentes con las tendencias modernas, a pesar de ser un mundo muy diferente en ese momento.

un mundo diferente

El calentamiento de PETM fue provocado por una liberación geológicamente rápida de CO₂principalmente de un convulsión de magma en el manto de la Tierra donde ahora está Islandia. Magma invadió los sedimentos ricos en petróleo del Atlántico Norte, hirviendo CO₂ y metano. Tomó una temperatura que ya era caliente y alta en CO₂ clima y lo hizo más cálido durante decenas de miles de años, causando criaturas de aguas profundas y algunas plantas tropicales a la extinción Los mamíferos evolucionaron más pequeñoy había grandes migraciones a través de los continentes; cocodrilos, criaturas parecidas a hipopótamos y palmeras todos prosperaron a solo 500 millas del Polo Norte, y antártico estaba libre de hielo.

A medida que nuestro clima se calienta, los científicos mirando cada vez más a climas pasados para echar un vistazo, pero se ven obstaculizados por las incertidumbres de la temperatura, CO₂ niveles y el momento exacto de los cambios: el trabajo anterior sobre PETM tenía incertidumbres de temperatura en el rango de 8° a 10°C, por ejemplo. Ahora, el equipo de Tierney ha reducido ese rango de incertidumbre a solo 2,4 °C, lo que demuestra que el PETM se ha calentado 5,6 °C, un refinamiento de la estimación anterior de alrededor de 5 °C.

“Realmente pudimos reducir esta estimación en comparación con el trabajo anterior”, dijo Tierney.

Los investigadores también calcularon el CO₂ niveles antes y durante PETM derivados de isótopos de boro medidos en caparazones de plancton fósil. encontraron CO₂ estaba alrededor de 1120 ppm justo antes del PETM, cayendo a 2020 ppm en su punto máximo. A modo de comparación, el CO preindustrial₂ ha sido 280 ppmy actualmente estamos en aproximadamente 418 ppm. El equipo pudo usar esta nueva temperatura y CO₂ valores para calcular cuánto se ha calentado el planeta en respuesta a una duplicación de CO₂ o la «sensibilidad climática de equilibrio» para el PETM.

Muy sensible

La mejor estimación del IPCC para la sensibilidad climática en nuestro tiempo es de 3°C, pero esto viene con una gran incertidumbre: podría ser cualquier cosa entre 2° a 5°C— debido a nuestro conocimiento imperfecto de devoluciones en el sistema Tierra. Si la sensibilidad resulta estar en el extremo superior, nos calentaremos más para una determinada cantidad de emisiones. El estudio de Tierney encontró que la sensibilidad climática del PETM es de 6,5 °C, más del doble de la mejor estimación del IPCC.

Un número más alto no es «demasiado sorprendente», me dijo Tierney, porque investigación previa indicó la respuesta de la Tierra al CO₂ es más fuerte a mayor CO₂ niveles del pasado de la Tierra. Nuestra sensibilidad climática no será tan alta: «No esperamos experimentar una sensibilidad climática de 6,5°C mañana», explicó Tierney.

Su artículo, sin embargo, sugiere que si continuamos aumentando el CO₂ niveles, empujará la respuesta de temperatura a ese CO₂ más alto. “Podríamos esperar cierto nivel de mayor sensibilidad climática en el futuro cercano, especialmente si emitimos más gases de efecto invernadero”, dijo Tierney.

Mapeo del clima por “asimilación de datos”

La imagen nueva y más nítida surge de cómo el equipo de Tierney manejó el problema perenne para los geólogos: no tenemos datos para todos los lugares del planeta. Los datos geológicos del PETM se limitan a lugares donde se conservan y son accesibles los sedimentos de esta era, generalmente a través de un pozo o afloramiento terrestre. Cualquier conclusión sobre general el clima debe extrapolarse a partir de estos puntos de datos dispersos.

«En realidad es un problema difícil», comentó Tierney. «Si quieres entender lo que está pasando en el espacio, es realmente difícil hacerlo solo con datos geológicos». Así que Tierney y sus colegas tomaron prestada una técnica del pronóstico del tiempo. «Lo que hacen los meteorólogos es ejecutar un modelo meteorológico y, a medida que avanza el día, toman medidas del viento y la temperatura, y luego las asimilan en su modelo… y luego vuelven a ejecutar el modelo para mejorar las predicciones», dijo Tierney.

En lugar de termómetros, su equipo utilizó mediciones de temperatura de restos de microbios y plancton conservados en sedimentos de 56 millones de años. En lugar de un modelo meteorológico, utilizaron un modelo climático que tenía una geografía del Eoceno y sin casquetes polares para simular el clima justo antes y en el pico del calor del PETM. Ejecutaron el modelo varias veces, variando el CO₂ niveles y configuración orbital de la Tierra debido a las incertidumbres en estos. Luego usaron los datos de microbios y plancton para seleccionar la simulación que mejor se ajustaba a los datos.

“La idea es realmente aprovechar el hecho de que las simulaciones del modelo son espacialmente completas. Pero son modelos, por lo que no sabemos si tienen razón. Los datos saben lo que sucedió, pero no son espacialmente completos”, explicó Tierney. «Entonces, al mezclarlos, obtenemos lo mejor de ambos mundos».

Para ver qué tan bien su producto combinado coincidía con la realidad, lo compararon con datos independientes derivados del polen y las hojas, y de ubicaciones no incluidas en el proceso de combinación. “En realidad coincidieron muy, muy bien, lo cual es algo conmovedor”, dijo Tierney.

«La novedad de este estudio es utilizar un modelo climático para determinar rigurosamente qué estado climático se ajusta mejor a los datos antes y durante el PETM, lo que genera patrones de cambio climático en todo el mundo y una mejor estimación del cambio de temperatura promedio global», dijo el Dr. Tom Dunkley Jones del Universidad de Birmingham, que no formó parte del estudio.