Introducción al Cambio Climático 4: ¿Qué diantres es un proxy?

Este artículo es el cuarto de una serie, los anteriores se pueden leer aquí: 1, 2 y 3.

Durante los últimos 3 capítulos he mencionado continuamente reconstrucciones de temperatura paleoclimática obtenidas mediante proxy, ¡y muchos lo han confundido con el sistema para ver pornografía en el computador del trabajo! En este post planeo explicar los proxys de la manera más sencilla posible, para que hasta un político pueda entenderlo.

Para este post me voy a basar principalmente en el libro “The Holocene” del científico Neil Roberts ¹.

Explicando proxys con ranitas

Para darlos a entender que este concepto voy a usar una historia semi apócrifa: muchos en el colegio y cuando niños nos contaron el cuento de qué se podía pronosticar la lluvia con una rana en un frasco y una escalera que sobresale del agua, si había chances de lluvia la rana estaría trepada en la escalera. Si asumimos que la rana vive para siempre y el dueño de la rana anota fidedignamente todos los días en qué escalón la rana estaba apoyada, tendríamos un registro fiable de las precipitaciones. Para mejorar aún más el indicador podemos imaginar decenas de ranas y registros en distintos lugares

Esta historia no tiene respaldo científico alguno, claro está. Pero nos ayuda a comprender el concepto de un indicador indirecto.

Un proxy es un indicador indirecto de un fenómeno que no podemos medir directamente, dado que, o no estábamos ahí, ya que ocurrió hace miles de años atrás, o no teníamos los instrumentos para medirlo. Por ejemplo, la temperatura o la precipitación en periodos en donde no se tienen registros. Pero tal medidor es alterado directamente por el fenómeno principal.

Proxys más conocidos

Existen una buena cantidad de proxys, siendo los más conocidos los siguientes: polen, anillos de árboles y delta de Isotopo de Oxigeno 18. (d18O).

Polen

El polen es un medidor sumamente usual y arroja una buena imagen de la flora de una región, y su estudio se llama Palinología. Los granos de polen liberados por diversas plantas suelen acumularse, principalmente, en zonas lacustres y al sedimentar dejan un registro bastante estable. La edad de un registro puede determinarse mediante algún método de datación radiométrica.

Su mayor desventaja es, al ser transportado por el viento, pueden depositarse granos provenientes de otra región que ensucian el registro. Otra limitación es el bajo registro de plantas que dependen de insectos para polinizarse. También la erosión natural de una zona pantanosa o lacustre puede alterar o ensuciar una muestra.

Ejemplo de problemas en la reconstrucción de flora prehistoria mediante muestras de polen. Fuente „The Holocene“. Neil Roberts

Anillos de Árboles: Dendrocronología

Los arboles dejan un registro del tiempo con sus anillos. Siendo estos un excelente indicador de precipitaciones anuales y para datar tiempo. Existen muy buenos registros históricos de diversos continentes y, al comportarse todos de igual forma, se pueden generar registros bien fiables de precipitaciones. Existen sendos estudios que revisan mega sequías².

En casos excepcionales se pueden usar los árboles como indicador de temperatura, pero solo asumiendo, claro está, precipitaciones constantes. La mayor ventaja de los anillos de árboles es que estos tienen solo uno por año y además se pueden datar con carbono 14. Gracias a esto se tienen un registro casi completo del holoceno en varias regiones. Este proxy es importante explicarlo en detalle dado que en futuros post lo volveremos a mencionar para explicar varias controversias sobre predicciones climáticas.

Delta de isotopo de oxígeno 18

No voy a entrar en el detalle de explicar que es exactamente un isótopo, pero se puede encontrar una excelente explicación aquí ³. Este isotopo de oxígeno 18 (d18O), cuándo se mide en correlación con isótopo de oxígeno 16 es un muy buen indicador de la temperatura. El d18O puede extraerse de varias partes, tales como estalactitas donde es atrapado mientras esta crece, una estalactita muy famosa, DH-11, fue la extraída de la cueva de Devils Hole, mencionada en el primer artículo. Una segunda fuente de d18O son perforaciones de sedimentos marinos o perforación béntica, de donde se extraen conchas y corales que atraparon el isotopo mientras aún estaban vivos. Esta fuente es una de las más interesantes, ya que tenemos más de cinco millones de años de registro de temperatura gracias a esto⁴. La tercera fuente son burbujas de aire atrapadas en el hielo. Sendas perforaciones se hicieron en Antártica: EPICA y Vostok, y dos en Groenlandia: GRIP y GISP2.

Muchos de los gráficos de temperatura mostrados en mis publicaciones anteriores se basan en el d18O extraído de EPICA.

Medición de d18O de perforaciones bénticas, Lisieki & Raymo, 2005

Lo fantástico de estas tres fuentes de d18O totalmente distintas y de origen geográfico disímiles que todas arrojan las mismas tendencias de aumento y disminución de temperatura mundial. Las perforaciones Antárticas, DH-11 y las perforaciones bénticas son sumamente similares. Sólo las perforaciones de Groenlandia tienen mayores diferencias regionales

Determinando la edad exacta de un proxy

Una muy buena pregunta es cómo se sabe que cierto proxy tiene la edad que afirmamos que tiene. El método que quizás todos conocen es el carbono 14, pero tiene la limitación de la baja vida media de este isotopo, apenas 5.730 años. No siendo muy útil para datar objetos anteriores a nuestro actual periodo interglaciar.

Otros métodos son: el Potasio 40 y el “Espectrómetro Acelerador de Masas” o AMS en inglés, el cual es bastante preciso y no destruye las muestras a analizar. También existen el Uranio-Torio y Luminiscencia. En resumen, métodos para datar sobran.

Gracias a estos métodos se pudo determinar la edad de las muestras de DH-11, las perforaciones bénticas y luego calibrar la edad real de las muestras de hielo en Antártica. En Groenlandia no fue necesario, ya que las capas de hielo mostraban los ciclos anuales con suficiente fiabilidad para determinar su antigüedad.

Conclusión

Existen buenos métodos para inferir la temperatura (18O), flora (polen) y precipitaciones (anillos de árboles) del clima pasado. Su metodología no es magia negra ni tampoco ingeniería de la NASA. Gracias a ella, unido a la arqueología, arqueobotánica y paleontología, tenemos una imagen relativamente buena de cómo fue el medioambiente pasado. Que es clave para predecir el clima futuro.

 

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Bibliografía

1. [Volver] – Neil, Roberts. (Third Edition, 2014) The holocene, an environmental history. Desponible en https://www.amazon.com/Holocene-Environmental-History-Neil-Roberts/dp/1405155213
2. [Volver] – Lemonick, M (2012). Timelines in Timber: Inside a Tree-Ring Laboratory. https://www.climatecentral.org/news/timelines-in-timber-inside-a-tree-ring-laboratory/
3. [Volver] – Harvard, análisis de Isótopos. https://www.seas.harvard.edu/climate/eli/research/equable/isotope.html
4. [Volver] – Lisiecki, L; Raymo M. (2005) A Pliocene-Pleistocene stack of 57 globally distributed benthic D18O records. PALEOCEANOGRAPHY, VOL. 20. http://www.lorraine-lisiecki.com/LisieckiRaymo2005.pdf

Nota del autor: Artículo original publicado en agosto del 2017, reeditado y actualizado en diciembre del 2019.