La glaciación del Cuaternario , también conocida como glaciación del Pleistoceno , es una serie alterna de períodos glaciales e interglaciares durante el período Cuaternario que comenzó hace 2,58 Ma (hace millones de años) y continúa. [1] [2] [3] Aunque los geólogos describen todo el período de tiempo como una " edad de hielo ", en la cultura popular el término "edad de hielo" generalmente se asocia con el período glacial más reciente durante el Pleistoceno . [4] Desde el planeta Tierra todavía tiene capas de hielo, los geólogos consideran que la glaciación cuaternaria está en curso, con la Tierra ahora experimentando un período interglacial.
Durante la glaciación cuaternaria, aparecieron capas de hielo . Durante los períodos glaciales se expandieron y durante los períodos interglaciares se contrajeron. Desde el final del último período glacial , las únicas capas de hielo supervivientes son las capas de hielo de la Antártida y Groenlandia . Otras capas de hielo, como la capa de hielo Laurentide , formada durante los períodos glaciales, se habían derretido por completo y desaparecieron durante los interglaciares. Los principales efectos de la glaciación cuaternaria han sido la erosión de la tierra y la deposición de material, ambos en grandes partes de los continentes; la modificación de los sistemas fluviales ; la creación de millones de lagos , incluido el desarrollo de lagos pluviales lejos de los márgenes del hielo; cambios en el nivel del mar ; el ajuste isostático de la corteza terrestre ; inundación; y vientos anormales. Las propias capas de hielo, al elevar el albedo (la medida en que la energía radiante del Sol se refleja desde la Tierra) crearon una retroalimentación significativa para enfriar aún más el clima . Estos efectos han dado forma a entornos enteros en la tierra y en los océanos, y en sus comunidades biológicas asociadas.
Antes de la glaciación del Cuaternario, apareció hielo terrestre y luego desapareció durante al menos otras cuatro edades de hielo.
Descubrimiento
La evidencia de la glaciación cuaternaria se entendió por primera vez en los siglos XVIII y XIX como parte de la revolución científica .
Durante el último siglo, extensas observaciones de campo han proporcionado evidencia de que los glaciares continentales cubrieron gran parte de Europa , América del Norte y Siberia . Los mapas de características glaciales fueron compilados después de muchos años de trabajo de campo por cientos de geólogos que mapearon la ubicación y orientación de drumlins , eskers , morrenas , estrías y canales de corrientes glaciales para revelar la extensión de las capas de hielo , la dirección de su flujo. y la ubicación de los sistemas de canales de agua de deshielo. También permitieron a los científicos descifrar una historia de múltiples avances y retrocesos del hielo. Incluso antes de que la teoría de la glaciación mundial fuera generalmente aceptada, muchos observadores reconocieron que se había producido más de un avance y retroceso del hielo.
Descripción
Para los geólogos, una edad de hielo está marcada por la presencia de grandes cantidades de hielo terrestre. Antes de la glaciación del Cuaternario, el hielo terrestre se formó durante al menos cuatro períodos geológicos anteriores: el Karoo (360-260 Ma), Andino-Sahariano (450-420 Ma), Cryogenian (720-635 Ma) y Huronian (2.400– 2.100 Ma). [5] [6]
Dentro del Período Cuaternario, o edad de hielo, también hubo fluctuaciones periódicas del volumen total de hielo terrestre, el nivel del mar y las temperaturas globales. Durante los episodios más fríos (conocidos como períodos glaciares , o simplemente glaciares), existían grandes capas de hielo de al menos 4 km (2,5 millas) de espesor en su máximo en Europa , América del Norte y Siberia . Los intervalos más cortos y cálidos entre glaciares, cuando los glaciares continentales se retiraron, se conocen como interglaciares . Estos se evidencian por los perfiles de suelo enterrados, lechos de turba y depósitos de lagos y arroyos que separan los depósitos no clasificados y no estratificados de escombros glaciares.
Inicialmente, el período de fluctuación fue de unos 41.000 años, pero después de la Transición del Pleistoceno Medio se ha ralentizado a unos 100.000 años, como lo demuestran más claramente los núcleos de hielo de los últimos 800.000 años y los núcleos de sedimentos marinos del período anterior. Durante los últimos 740.000 años ha habido ocho ciclos glaciares. [7]
Todo el Período Cuaternario, que comienza en 2,58 Ma, se conoce como una edad de hielo porque al menos una gran capa de hielo permanente, la capa de hielo de la Antártida, ha existido continuamente. Existe incertidumbre sobre la cantidad de Groenlandia que estuvo cubierta por hielo durante cada interglacial.
Actualmente, la Tierra se encuentra en un período interglacial, que marcó el comienzo de la época del Holoceno . El interglaciar actual se inició hace entre 15.000 y 10.000 años; esto hizo que las capas de hielo de la última glaciación que comienzan a desaparecer . Los restos de estos últimos glaciares, que ahora ocupan alrededor del 10% de la superficie terrestre del mundo, todavía existen en Groenlandia, la Antártida y algunas regiones montañosas.
Durante los períodos glaciales, el sistema hidrológico actual (es decir, interglacial) se interrumpió completamente en grandes áreas del mundo y se modificó considerablemente en otras. Debido al volumen de hielo en tierra, el nivel del mar era unos 120 metros (394 pies) más bajo que el actual.
Causas
La historia de la glaciación de la Tierra es un producto de la variabilidad interna del sistema climático de la Tierra (p. Ej., Corrientes oceánicas , ciclo del carbono ), interactuando con el forzamiento externo por fenómenos fuera del sistema climático (p. Ej., Cambios en la órbita terrestre , vulcanismo y cambios en la producción solar ). [8]
Ciclos astronómicos
El papel de los cambios orbitales de la Tierra en el control del clima fue propuesto por primera vez por James Croll a finales del siglo XIX. [9] Más tarde, Milutin Milanković , un geofísico serbio , elaboró la teoría y calculó que estas irregularidades en la órbita de la Tierra podrían causar los ciclos climáticos que ahora se conocen como ciclos de Milankovitch . [10] Son el resultado del comportamiento aditivo de varios tipos de cambios cíclicos en las propiedades orbitales de la Tierra.
Los cambios en la excentricidad orbital de la Tierra ocurren en un ciclo de aproximadamente 100.000 años. [11] La inclinación , o inclinación, del eje de la Tierra varía periódicamente entre 22 ° y 24,5 ° en un ciclo de 41.000 años. [11] La inclinación del eje de la Tierra es responsable de las estaciones ; cuanto mayor sea la inclinación, mayor será el contraste entre las temperaturas de verano e invierno. La precesión de los equinoccios , o oscilaciones del eje de rotación de la Tierra , tiene una periodicidad de 26.000 años. Según la teoría de Milankovitch, estos factores provocan un enfriamiento periódico de la Tierra, y la parte más fría del ciclo ocurre aproximadamente cada 40.000 años. El efecto principal de los ciclos de Milankovitch es cambiar el contraste entre las estaciones, no la cantidad total de calor solar que recibe la Tierra. El resultado es menos hielo que se derrite que se acumula, y los glaciares se acumulan.
Milankovitch elaboró las ideas de los ciclos climáticos en las décadas de 1920 y 1930, pero no fue hasta la década de 1970 que se elaboró una cronología suficientemente larga y detallada de los cambios de temperatura del Cuaternario para probar la teoría de manera adecuada. [12] Los estudios de núcleos de aguas profundas, y los fósiles que contienen, indican que la fluctuación del clima durante los últimos cientos de miles de años es notablemente cercana a la predicha por Milankovitch.
Un problema con la teoría es que estos ciclos astronómicos existen desde hace muchos millones de años, pero la glaciación es una ocurrencia rara. Los ciclos astronómicos se correlacionan con los períodos glaciares e interglaciares, y sus transiciones, dentro de una edad de hielo a largo plazo, pero no inician estas edades de hielo a largo plazo.
Composición atmosférica
Una teoría sostiene que las disminuciones en el CO atmosférico2, un importante gas de efecto invernadero , inició la tendencia de enfriamiento a largo plazo que eventualmente condujo a la glaciación. La evidencia geológica indica una disminución de más del 90% en el CO atmosférico
2desde mediados de la Era Mesozoica . [13] Un análisis de CO
2reconstrucciones de registros de alquenona muestra que CO
2en la atmósfera disminuyó antes y durante la glaciación antártica, y soporta una cantidad sustancial de CO
2disminuir como la causa principal de la glaciación antártica. [14]
CO
2Los niveles también juegan un papel importante en las transiciones entre interglaciares y glaciares. Alto CO
2los contenidos corresponden a períodos interglaciares cálidos y niveles bajos de CO
2a los períodos glaciales. Sin embargo, los estudios indican que el CO
2puede no ser la causa principal de las transiciones interglacial-glacial, sino que actúa como una retroalimentación . [15] La explicación de este CO observado
2la variación "sigue siendo un problema de atribución difícil". [15]
Tectónica de placas y corrientes oceánicas
Un componente importante en el desarrollo de glaciaciones a largo plazo son las posiciones de los continentes. [16] Estos pueden controlar la circulación de los océanos y la atmósfera, afectando la forma en que las corrientes oceánicas llevan el calor a latitudes altas. Durante la mayor parte del tiempo geológico , el Polo Norte parece haber estado en un océano amplio y abierto que permitió que las principales corrientes oceánicas se movieran sin cesar. Las aguas ecuatoriales fluyeron hacia las regiones polares, calentándolas. Esto produjo climas suaves y uniformes que persistieron durante la mayor parte del tiempo geológico.
Pero durante la Era Cenozoica , las grandes placas continentales de América del Norte y América del Sur se desplazaron hacia el oeste desde la placa euroasiática . Esto se entrelazó con el desarrollo del Océano Atlántico , que corre de norte a sur, con el Polo Norte en la pequeña cuenca casi sin salida al mar del Océano Ártico . El pasaje de Drake abrió hace 33,9 millones de años (el Eoceno - Oligoceno transición), la ruptura de la Antártida de América del Sur . La Corriente Circumpolar Antártica podría fluir a través de ella, aislando la Antártida de las aguas cálidas y provocando la formación de sus enormes capas de hielo . El istmo de Panamá se desarrolló en un margen de placa convergente hace unos 2,6 millones de años y separó aún más la circulación oceánica, cerrando el último estrecho , fuera de las regiones polares, que había conectado los océanos Pacífico y Atlántico. [17] Esto aumentó el transporte de sal y calor hacia los polos, fortaleciendo la circulación termohalina del Atlántico Norte , que suministró suficiente humedad a las latitudes árticas para crear la glaciación del norte. [18]
Subida de las montañas
Se cree que la elevación de la superficie de los continentes, a menudo en forma de formación de montañas , contribuyó a provocar la glaciación cuaternaria. Los glaciares modernos se correlacionan a menudo con áreas montañosas. El movimiento gradual de la mayor parte de las masas terrestres de la Tierra lejos de los Trópicos en comparación con el aumento de la formación de montañas en el Cenozoico tardío significó más superficies a gran altitud y latitudes que favorecieron la formación de glaciares. [19] Por ejemplo, la capa de hielo de Groenlandia se formó en relación con el levantamiento de las tierras altas de Groenlandia occidental y Groenlandia oriental. Las montañas de Groenlandia Occidental y Oriental constituyen márgenes continentales pasivos que se elevaron en dos fases, hace 10 y 5 millones de años , en la época del Mioceno . [20] Los modelos informáticos muestran que el levantamiento habría permitido la glaciación al producir un aumento de la precipitación orográfica y enfriar las temperaturas de la superficie . [20] Para los Andes se sabe que la Cordillera Principal se había elevado a alturas que permitieron el desarrollo de los glaciares de los valles hace aproximadamente 1 millón de años. [21]
Efectos
La presencia de tanto hielo en los continentes tuvo un efecto profundo en casi todos los aspectos del sistema hidrológico de la Tierra. Los efectos más obvios son el espectacular paisaje montañoso y otros paisajes continentales creados tanto por la erosión glacial como por la deposición en lugar de agua corriente. Se formaron paisajes completamente nuevos que cubren millones de kilómetros cuadrados en un período de tiempo geológico relativamente corto. Además, los vastos cuerpos de hielo glacial afectaron a la Tierra mucho más allá de los márgenes de los glaciares. Directa o indirectamente, los efectos de la glaciación se sintieron en todas partes del mundo.
Lagos
La glaciación cuaternaria creó más lagos que todos los demás procesos geológicos combinados. La razón es que un glaciar continental interrumpe por completo el sistema de drenaje preglacial . La superficie sobre la que se movía el glaciar fue arrasada y erosionada por el hielo, dejando muchas depresiones cerradas y sin drenaje en el lecho rocoso. Estas depresiones se llenaron de agua y se convirtieron en lagos.
Se crearon lagos muy grandes a lo largo de los márgenes glaciares. El hielo tanto en América del Norte como en Europa tenía unos 3.000 m (10.000 pies) de espesor cerca de los centros de acumulación máxima, pero se estrechaba hacia los márgenes de los glaciares. El peso del hielo provocó el hundimiento de la corteza, que fue mayor debajo de la acumulación más gruesa de hielo. A medida que el hielo se derritió, el rebote de la corteza se retrasó, produciendo una pendiente regional hacia el hielo. Esta pendiente formó cuencas que han durado miles de años. Estas cuencas se convirtieron en lagos o fueron invadidas por el océano. El Mar Báltico [22] [23] y los Grandes Lagos de América del Norte [24] se formaron principalmente de esta manera. [ dudoso ]
Se cree que los numerosos lagos del Escudo Canadiense , Suecia y Finlandia se originaron, al menos en parte, a partir de la erosión selectiva de los glaciares del lecho rocoso erosionado . [25] [26]
Lagos pluviales
Las condiciones climáticas que provocan la glaciación tuvieron un efecto indirecto en regiones áridas y semiáridas alejadas de las grandes capas de hielo . El aumento de las precipitaciones que alimentaron los glaciares también aumentó la escorrentía de los principales ríos y arroyos intermitentes, lo que resultó en el crecimiento y desarrollo de grandes lagos pluviales. La mayoría de los lagos pluviales se desarrollaron en regiones relativamente áridas donde típicamente no había lluvia suficiente para establecer un sistema de drenaje que conduzca al mar. En cambio, la escorrentía fluyó hacia cuencas cerradas y formó lagos de playa . Con el aumento de las lluvias, los lagos de la playa se agrandaron y se desbordaron. Los lagos pluviales eran más extensos durante los períodos glaciares. Durante las etapas interglaciares, con menos lluvia, los lagos pluviales se contrajeron para formar pequeños salares.
Ajuste isostático
Los principales ajustes isostáticos de la litosfera durante la glaciación cuaternaria fueron causados por el peso del hielo, que deprimió los continentes. En Canadá , una gran área alrededor de la Bahía de Hudson se deprimió por debajo del (moderno) nivel del mar, al igual que el área en Europa alrededor del Mar Báltico. La tierra se ha estado recuperando de estas depresiones desde que se derritió el hielo. Algunos de estos movimientos isostáticos provocaron grandes terremotos en Escandinavia hace unos 9.000 años. Estos terremotos son únicos porque no están asociados con la tectónica de placas .
Los estudios han demostrado que la mejora se ha producido en dos etapas distintas. El levantamiento inicial que siguió a la desglaciación fue rápido (llamado "elástico") y tuvo lugar mientras se descargaba el hielo. Después de esta fase "elástica", la elevación procede por un "flujo viscoso lento", por lo que la tasa disminuye exponencialmente después de eso. Hoy en día, las tasas de elevación típicas son del orden de 1 cm por año o menos. En el norte de Europa, esto se demuestra claramente por los datos GPS obtenidos por la red BIFROST GPS. [27] Los estudios sugieren que el repunte continuará durante al menos otros 10.000 años. El levantamiento total desde el final de la desglaciación depende de la carga de hielo local y podría ser de varios cientos de metros cerca del centro de rebote.
Vientos
La presencia de hielo en gran parte de los continentes modificó en gran medida los patrones de circulación atmosférica. Los vientos cerca de los márgenes glaciares eran fuertes y persistentes debido a la abundancia de aire frío y denso proveniente de los campos glaciares. Estos vientos recogieron y transportaron grandes cantidades de sedimentos sueltos de grano fino arrastrados por los glaciares. Este polvo se acumuló como loess (limo arrastrado por el viento), formando mantas irregulares sobre gran parte del valle del río Missouri , Europa central y el norte de China.
Las dunas de arena estaban mucho más extendidas y activas en muchas áreas durante el período Cuaternario temprano. Un buen ejemplo es la región de Sand Hills en Nebraska , EE. UU., Que cubre un área de aproximadamente 60.000 km 2 (23.166 millas cuadradas). [28] Esta región era un campo de dunas grande y activo durante la época del Pleistoceno , pero hoy en día está en gran parte estabilizada por la cubierta de hierba. [29] [30]
corrientes oceánicas
Los glaciares gruesos eran lo suficientemente pesados como para llegar al fondo del mar en varias áreas importantes, bloqueando así el paso del agua del océano y afectando así las corrientes oceánicas. Además de los efectos directos, esto provocó efectos de retroalimentación ya que las corrientes oceánicas contribuyen a la transferencia de calor global.
Depósitos de oro
Las morrenas y las piedras depositadas por los glaciares cuaternarios han contribuido a la formación de valiosos depósitos de oro aluviales . Este es el caso del extremo sur de Chile, donde la reelaboración de morrenas cuaternarias ha concentrado oro en alta mar. [31]
Registros de glaciaciones previas
La glaciación ha sido un evento raro en la historia de la Tierra, [32] pero hay evidencia de una glaciación generalizada durante la Era Paleozoica tardía (300 a 200 Ma) y el Precámbrico tardío (es decir, la Era Neoproterozoica , 800 a 600 Ma). [33] Antes de la edad de hielo actual , que comenzó de 2 a 3 Ma, el clima de la Tierra era típicamente suave y uniforme durante largos períodos de tiempo. Esta historia climática está implicada por los tipos de plantas y animales fósiles y por las características de los sedimentos conservados en el registro estratigráfico . [34] Sin embargo, existen depósitos glaciares generalizados, que registran varios períodos importantes de glaciación antigua en varias partes del registro geológico. Tal evidencia sugiere grandes períodos de glaciación antes de la glaciación Cuaternaria actual.
Uno de los registros mejor documentados de la glaciación precuaternaria, llamado Edad de Hielo de Karoo , se encuentra en las rocas del Paleozoico tardío en Sudáfrica , India , América del Sur , Antártida y Australia . Las exposiciones de depósitos glaciares antiguos son numerosas en estas áreas. Existen depósitos de sedimentos glaciares aún más antiguos en todos los continentes, excepto en América del Sur. Estos indican que otros dos períodos de glaciación generalizada ocurrieron durante el Precámbrico tardío, produciendo la Tierra Bola de Nieve durante el Período Criogénico . [35]
Próximo período glacial
La tendencia al calentamiento que siguió al Último Máximo Glacial , desde hace unos 20.000 años, ha provocado un aumento del nivel del mar de unos 130 metros (427 pies). Esta tendencia al calentamiento disminuyó hace unos 6.000 años y el nivel del mar se ha mantenido comparativamente estable desde el Neolítico . El período interglacial actual (el óptimo climático del Holoceno ) ha sido bastante estable y cálido, pero el anterior fue interrumpido por numerosos períodos de frío que duraron cientos de años. Si el período anterior fue más típico que el actual, el período de clima estable, que permitió la Revolución Neolítica y, por extensión, la civilización humana , pudo haber sido posible solo debido a un período muy inusual de temperatura estable. [36]
Basado en modelos orbitales , la tendencia de enfriamiento iniciada hace unos 6.000 años continuará durante otros 23.000 años. [37] Leves cambios en los parámetros orbitales de la Tierra pueden, sin embargo, indicar que, incluso sin ninguna contribución humana, no habrá otro período glacial durante los próximos 50.000 años. [38] Es posible que la tendencia actual de enfriamiento se vea interrumpida por un interestadial (un período más cálido) en unos 60.000 años, alcanzando el próximo máximo glacial sólo en unos 100.000 años. [39]
Sobre la base de estimaciones anteriores de duraciones interglaciares de unos 10.000 años, en la década de 1970 existía cierta preocupación de que el próximo período glacial fuera inminente . Sin embargo, leves cambios en la excentricidad de la órbita de la Tierra alrededor del Sol sugieren un interglacial prolongado que dura alrededor de otros 50.000 años. [40] Además, ahora se considera que el impacto humano puede extender lo que ya sería un período cálido inusualmente largo. La proyección de la línea de tiempo para el próximo máximo glacial depende de manera crucial de la cantidad de CO2en la atmósfera . Modelos que suponen un aumento de CO
2niveles de 750 partes por millón ( ppm ; los niveles actuales están en 407 ppm [41] ) han estimado la persistencia del período interglacial actual durante otros 50.000 años. [42] Sin embargo, estudios más recientes concluyeron que la cantidad de gases que atrapan el calor emitidos en los océanos y la atmósfera de la Tierra evitará la próxima glacial (edad de hielo), que de otro modo comenzaría en unos 50.000 años, y probablemente más ciclos glaciales. [43] [44]
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enlaces externos
La definición del diccionario de glaciación en Wikcionario
- Glaciares y Glaciación
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- Glaciaciones del Pleistoceno en Wayback Machine (archivado el 7 de febrero de 2012) (los últimos 2 millones de años)
- Paleoclima del IPCC (pdf)
- Causas
- Teoría astronómica del cambio climático
- Ciclos de Milutin Milankovitch y Milankovitch