Un planeta en calentamiento podría desencadenar una nueva era de hielo

Durante gran parte de la historia de la Tierra, los científicos consideraron que la lenta descomposición de las rocas silicatadas actuaba como el principal termostato natural del planeta. Este proceso, donde el agua de lluvia absorbe dióxido de carbono (CO₂) del aire y disuelve las rocas expuestas, permite que el carbono y el calcio fluyan hacia los océanos, formando materiales que se convierten en conchas y arrecifes de piedra caliza. Estos materiales pueden almacenar carbono en el fondo marino durante cientos de millones de años.

Dominik Hülse, uno de los investigadores, explicó: "Cuando el planeta se calienta, las rocas se desgastan más rápido y absorben más CO₂, lo que permite que la Tierra se enfríe nuevamente". Sin embargo, ha habido períodos en los que el planeta se congeló por completo, cubierto de hielo de polo a polo. Los investigadores señalaron que esto no puede explicarse únicamente por la descomposición de las rocas, lo que indica que otras fuerzas debieron haber influido en estos enfriamientos drásticos.

Una pista crucial radica en cómo el océano almacena carbono. A medida que los niveles de CO₂ en la atmósfera aumentan y el planeta se calienta, más nutrientes como el fósforo son arrastrados al mar. Estos nutrientes alimentan las floraciones de algas que absorben carbono a través de la fotosíntesis. Cuando las algas mueren, se hunden en el fondo del océano, llevando consigo ese carbono.

En un clima más cálido, sin embargo, el rápido crecimiento de las algas también conduce a niveles más bajos de oxígeno en el agua. Con menos oxígeno, el fósforo tiende a reciclarse en lugar de ser enterrado en los sedimentos. Esto crea un poderoso ciclo de retroalimentación: más nutrientes llevan a más algas, que consumen más oxígeno a medida que se descomponen, lo que a su vez libera aún más nutrientes. Al mismo tiempo, grandes cantidades de carbono quedan atrapadas en los sedimentos marinos, enfriando finalmente el planeta.

Durante años, Hülse y Andy Ridgwell han estado desarrollando un modelo informático avanzado del sistema climático de la Tierra que incluye estas interacciones complejas. "Este modelo del sistema terrestre más completo no siempre estabiliza el clima gradualmente después de una fase de calentamiento; en cambio, puede sobrecompensar y enfriar la Tierra muy por debajo de su temperatura inicial, un proceso que aún puede llevar cientos de miles de años. En el modelo informático del estudio, esto puede desencadenar una era de hielo. Con la descomposición silicatada sola, no pudimos simular tales valores extremos", explicó Hülse.

Los resultados sugieren que cuando los niveles de oxígeno en la atmósfera eran más bajos, como en el pasado distante de la Tierra, estos ciclos de retroalimentación de nutrientes se volvieron más fuertes y podrían haber impulsado las severas eras de hielo que marcaron la historia geológica temprana.

A medida que los humanos continúan añadiendo más CO₂ a la atmósfera, el planeta seguirá calentándose. Sin embargo, según el modelo de los científicos, esto podría llevar nuevamente a un enfriamiento excesivo a largo plazo. No obstante, el próximo evento probablemente será más leve, ya que la atmósfera actual contiene más oxígeno que en el pasado distante, lo que amortigua la retroalimentación de nutrientes.

"Al final del día, ¿realmente importa si el inicio de la próxima era de hielo es dentro de 50, 100 o 200 mil años en el futuro?" se preguntó Ridgwell. "Debemos centrarnos ahora en limitar el calentamiento en curso. Que la Tierra se enfríe naturalmente no sucederá lo suficientemente rápido como para ayudarnos".

La investigación recibió apoyo del Cluster de Excelencia MARUM "El fondo oceánico: la interfaz inexplorada de la Tierra". Hülse ahora busca utilizar el modelo para explorar cómo la Tierra a veces se ha recuperado sorprendentemente rápido de cambios climáticos pasados y cómo el fondo oceánico jugó un papel en esas recuperaciones.