Muchas cosas pueden cambiar las temperaturas en la Tierra: un volcán entra en erupción, cubriendo la Tierra con una bruma brillante que bloquea la luz solar, y las temperaturas bajan; los gases de efecto invernadero atrapan el calor en la atmósfera, y las temperaturas suben. Entre 1650 y 1710, las temperaturas en gran parte del hemisferio norte se desplomaron cuando el Sol entró en una fase de calma que ahora se denomina Mínimo de Maunder. Durante este período, aparecieron muy pocas manchas solares en la superficie del Sol, y el brillo general del Sol disminuyó ligeramente. Ya en medio de un período más frío que la media, llamado Pequeña Edad de Hielo, Europa y América del Norte entraron en una profunda congelación: los glaciares alpinos se extendieron sobre las tierras de cultivo de los valles; el hielo marino se arrastró hacia el sur desde el Ártico; y los famosos canales de los Países Bajos se congelaron con regularidad, un evento que es raro hoy en día.
El impacto del mínimo solar es claro en esta imagen, que muestra la diferencia de temperatura entre 1680, un año en el centro del Mínimo de Maunder, y 1780, un año de actividad solar normal, según lo calculado por un modelo de circulación general. El color azul intenso en el este y centro de América del Norte y el norte de Eurasia ilustra dónde fue mayor el descenso de la temperatura. Casi todas las demás zonas terrestres eran también más frías en 1680, como indican los distintos tonos de azul. Las pocas regiones que parecen haber sido más cálidas en 1680 son Alaska y el este del Océano Pacífico (izquierda), el Océano Atlántico Norte al sur de Groenlandia (izquierda del centro), y el norte de Islandia (parte superior del centro).
Si la energía del Sol disminuyó sólo ligeramente, ¿por qué bajaron tanto las temperaturas en el hemisferio norte? El climatólogo Drew Shindell y sus colegas del Instituto Goddard de Estudios Espaciales de la NASA abordaron esta cuestión combinando los registros de temperatura extraídos de los anillos de los árboles, los núcleos de hielo, los corales y las escasas mediciones registradas en el historial, con un avanzado modelo informático del clima de la Tierra. El grupo calculó primero la cantidad de energía procedente del Sol durante el Mínimo de Maunder e introdujo la información en un modelo de circulación general. El modelo es una representación matemática del modo en que varios sistemas de la Tierra -las temperaturas de la superficie de los océanos, las diferentes capas de la atmósfera, la energía reflejada y absorbida por la tierra, etc.- interactúan para producir el clima.
Cuando el modelo comenzó con la disminución de la energía solar y devolvió temperaturas que coincidían con el registro paleoclimático, Shindell y sus colegas sabían que el modelo estaba mostrando cómo el Mínimo de Maunder podría haber causado la caída extrema de las temperaturas. El modelo mostraba que el descenso de la temperatura estaba relacionado con el ozono en la estratosfera, la capa de la atmósfera que está entre 10 y 50 kilómetros de la superficie de la Tierra. El ozono se crea cuando la luz ultravioleta de alta energía del Sol interactúa con el oxígeno. Durante el Mínimo de Maunder, el Sol emitió menos luz ultravioleta intensa, por lo que se formó menos ozono. La disminución del ozono afectó a las ondas planetarias, los gigantescos meneos de la corriente en chorro que estamos acostumbrados a ver en los informes meteorológicos de la televisión.
El cambio en las ondas planetarias hizo que la Oscilación del Atlántico Norte (NAO) -el equilibrio entre un sistema permanente de bajas presiones cerca de Groenlandia y un sistema permanente de altas presiones al sur- entrara en una fase negativa. Cuando la NAO es negativa, ambos sistemas de presión son relativamente débiles. En estas condiciones, las tormentas de invierno que atraviesan el Atlántico se dirigen generalmente hacia el este, hacia Europa, que experimenta un invierno más severo. (Cuando la NAO es positiva, las tormentas de invierno se dirigen más al norte, lo que hace que los inviernos en Europa sean más suaves). Los resultados del modelo, mostrados arriba, ilustran que la NAO fue más negativa en promedio durante el Mínimo de Maunder, y Europa permaneció inusualmente fría. Estos resultados coinciden con el registro paleoclimático.
Al crear un modelo que podía reproducir las temperaturas registradas en los registros paleoclimáticos, Shindell y sus colegas llegaron a comprender mejor cómo los cambios en la estratosfera influyen en los patrones climáticos. Con este conocimiento, los científicos están mejor preparados para entender qué factores podrían influir en el clima de la Tierra en el futuro. Para saber más sobre cómo se utilizan los registros de temperatura antiguos para mejorar los modelos climáticos, consulte Paleoclimatología: Entender el pasado para predecir el futuro, la última entrega de una serie de artículos sobre paleoclimatología en el Observatorio de la Tierra.
- Más lecturas:
- Glaciares, maestros antiguos y Galileo: The Puzzle of the Chilly 17th Century, por Drew Shindell en el Instituto Goddard de Estudios Espaciales de la NASA.
Mapa adaptado de Shindell et al., 2001, copyright AAAS 2001. Términos y condiciones de uso del material con derechos de autor de la AAAS: Los lectores pueden ver, hojear y/o descargar el material sólo con fines de copia temporal, siempre que estos usos sean para fines personales no comerciales. Excepto en los casos previstos por la ley, este material no puede ser reproducido, distribuido, transmitido, modificado, adaptado, representado, mostrado, publicado o vendido en su totalidad o en parte, sin el permiso previo por escrito del editor.