Descubren un misterio climático de 3 millones de años en el hielo antártico

Investigadores que estudian el antiguo hielo de la Antártida han descubierto nuevos detalles sobre cómo ha cambiado el clima de la Tierra en los últimos 3 millones de años. Al analizar tanto el hielo como las pequeñas burbujas de aire atrapadas en su interior, los científicos han logrado construir un registro más completo de las condiciones climáticas pasadas.

Dos nuevos estudios publicados en la revista Nature revelaron un patrón sorprendente. Mientras el planeta se enfrió gradualmente durante este tiempo, los niveles de gases de efecto invernadero en la atmósfera, como el dióxido de carbono y el metano, solo disminuyeron ligeramente.

Un misterio climático de larga data

Desde hace más de un siglo, se sabe que la Tierra era significativamente más cálida hace 3 millones de años. Las evidencias incluyen fósiles de bosques templados y subtropicales encontrados en lugares como Alaska y Groenlandia, así como antiguas costas a lo largo de la costa este de los EE. UU., que demuestran que los niveles del mar eran mucho más altos. Sin embargo, la razón detrás de este período cálido y el posterior enfriamiento ha permanecido poco clara. Uno de los principales desafíos ha sido la dificultad de reconstruir con precisión tanto las temperaturas globales como los niveles de gases de efecto invernadero de hace tanto tiempo.

Buscando el hielo más antiguo en la Antártida

La nueva investigación provino del Centro Nacional de Exploración del Hielo Más Antiguo, conocido como COLD, un esfuerzo colaborativo liderado por la Universidad Estatal de Oregón. El equipo se centra en localizar y analizar algunos de los hielos más antiguos de la Tierra. Los estudios fueron dirigidos por Julia Marks-Peterson, estudiante de doctorado en OSU, y Sarah Shackleton, quien realizó el trabajo como investigadora postdoctoral en la Universidad de Princeton y ahora es profesora en el Instituto Oceanográfico de Woods Hole. Examinaron hielo antiguo recuperado de Allan Hills, una región única en el borde de la capa de hielo de la Antártida Oriental.

A diferencia de los sitios de núcleos de hielo típicos, Allan Hills contiene hielo que ha sido empujado y distorsionado por el movimiento dentro de la capa de hielo. Esto interrumpe las capas originales, por lo que en lugar de una línea de tiempo continua, los investigadores obtienen "instantáneas" de las condiciones climáticas de diferentes momentos del pasado.

"Esas instantáneas extienden los registros climáticos de hielo mucho más allá de lo que era posible anteriormente", afirmó Ed Brook, director de COLD y paleoclimatólogo en el Colegio de Ciencias de la Tierra, el Océano y la Atmósfera de OSU. "Estos registros más largos también están planteando nuevas preguntas sobre la evolución climática de la Tierra y cuán lejos atrás en el tiempo podríamos llegar con los datos de los núcleos de hielo".

Enfriamiento oceánico revelado por gases atrapados

Un estudio utilizó mediciones de gases nobles preservados en las burbujas de aire atrapadas para estimar los cambios en la temperatura del océano a lo largo del tiempo. Estos gases proporcionan una señal global de las condiciones oceánicas. Los resultados mostraron que las temperaturas promedio del océano han caído aproximadamente entre 2 y 2,5 grados Celsius en los últimos 3 millones de años. Aunque investigaciones anteriores habían documentado el enfriamiento en la superficie del océano, este estudio encontró que el momento del enfriamiento difería entre las aguas superficiales y las capas más profundas.

"Los gases nobles en el hielo proporcionan una forma única de observar el cambio de temperatura del océano", dijo Shackleton. "Otros métodos pueden ofrecer información sobre la temperatura del océano en un solo sitio, pero esto brinda una visión más global".

Gran parte del enfriamiento general ocurrió temprano, comenzando hace alrededor de 3 millones de años y continuando durante aproximadamente 1 millón de años. Este período coincidió con la formación de grandes capas de hielo en el hemisferio norte. En contraste, las temperaturas superficiales del océano disminuyeron más gradualmente hasta hace aproximadamente 1 millón de años. Los investigadores sugirieron que esta diferencia podría estar vinculada a cambios en la forma en que el calor se mueve entre la superficie del océano y sus profundidades.

Niveles de gases de efecto invernadero muestran solo un cambio modesto

Usando las mismas muestras de hielo, Marks-Peterson y su equipo produjeron las primeras mediciones directas de los niveles de dióxido de carbono y metano que abarcan los últimos 3 millones de años. Sus hallazgos indicaron que los niveles de dióxido de carbono se mantuvieron generalmente por debajo de 300 partes por millón durante este período. Hace alrededor de 2,7 millones de años, los niveles eran de aproximadamente 250 partes por millón y luego disminuyeron ligeramente en unas 20 partes por millón hasta hace 1 millón de años. Los niveles de metano se mantuvieron estables en aproximadamente 500 partes por mil millones.

Algunas estimaciones anteriores basadas en sedimentos antiguos sugirieron niveles de dióxido de carbono más altos, pero los resultados han variado. Esto resalta la importancia de extender los registros de los núcleos de hielo más atrás en el tiempo para mejorar la precisión.

En contraste, los niveles de gases de efecto invernadero hoy son mucho más altos. Según la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica, el dióxido de carbono promedió 425 partes por millón en 2025, mientras que el metano alcanzó 1,935 partes por mil millones.

Más que gases de efecto invernadero moldearon el clima de la Tierra

Los hallazgos sugirieron que los gases de efecto invernadero por sí solos no explican completamente la tendencia de enfriamiento a largo plazo. Otros factores probablemente jugaron roles significativos, incluyendo cambios en la reflectividad de la Tierra, variaciones en la cobertura de vegetación y hielo, y cambios en la circulación oceánica. "Nuestra esperanza es que este trabajo refine nuestra visión de los climas pasados más cálidos y agudice nuestra comprensión de cómo interactúan los diferentes elementos del sistema terrestre", dijo Marks-Peterson.

Hielo aún más antiguo podría contener más respuestas

La investigación ya está generando nuevas preguntas. Los científicos involucrados en COLD continúan explorando muestras de hielo más antiguas para llevar el registro climático aún más atrás. Recientemente, identificaron hielo que podría tener hasta 6 millones de años en la base de un núcleo y ahora están analizando estas muestras. También se están llevando a cabo nuevos esfuerzos de perforación para localizar hielo antiguo adicional. Los investigadores están trabajando para mejorar los métodos de reconstrucción de los niveles de dióxido de carbono, estudiar otros gases atrapados en el hielo y comprender mejor cómo se preserva el hielo muy antiguo. Estos esfuerzos podrían ayudar a identificar nuevos sitios para futuras perforaciones y expandir aún más el registro de la historia climática de la Tierra.

COLD es apoyado por la Oficina de Programas Polares de la NSF; el Programa de Centros de Ciencia y Tecnología de la NSF; y la Universidad Estatal de Oregón. El trabajo de campo en la Antártida es apoyado por el Programa Antártico de EE. UU. y financiado por la NSF. El apoyo para la perforación de hielo es proporcionado por el Programa de Perforación de Hielo de EE. UU. de la NSF y la curaduría de muestras de hielo por la Instalación de Núcleos de Hielo de la NSF en Denver, Colorado.

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