Resumen:
Los científicos han propuesto un nuevo mecanismo para explicar cómo se formaron las glaciaciones pasadas de la Tierra: el enfriamiento del océano causado por la expansión de las capas de hielo del hemisferio norte puede transmitirse al hemisferio sur a través de la circulación oceánica global, cambiando la circulación y las condiciones del hielo marino del océano alrededor de la Antártida, permitiendo así que se almacene más dióxido de carbono en las profundidades del mar, promoviendo un mayor enfriamiento del clima global. El estudio arroja nueva luz sobre las conexiones climáticas que durante mucho tiempo fueron esquivas entre los hemisferios norte y sur.
Este estudio fue dirigido por investigadores de la Universidad de St. Andrews en el Reino Unido, y los resultados se publicaron en el Journal of Climate el 22 de octubre de 2026. La investigación se centra en una pregunta científica de larga data: los científicos ya saben que el Océano Austral desempeña un papel importante en la regulación de las concentraciones de dióxido de carbono atmosférico, pero faltan explicaciones físicas claras de cómo las enormes capas de hielo formadas en el hemisferio norte afectan a los océanos que rodean la Antártida, a miles de kilómetros de distancia.
La Tierra ha experimentado muchas edades de hielo a lo largo de su larga historia. Durante estos períodos, las temperaturas globales descienden y grandes extensiones de tierra en el hemisferio norte quedan cubiertas por capas de hielo. Los cambios en la órbita de la Tierra cambiarán la radiación solar recibida en diferentes latitudes, creando las condiciones para la formación y expansión de capas de hielo; Al mismo tiempo, la concentración de dióxido de carbono atmosférico, la circulación oceánica y la capacidad del hielo y la nieve para reflejar la luz solar también afectarán el desarrollo y la duración de las edades de hielo. Los científicos creen que estos factores no operan de forma independiente, sino que pueden influirse entre sí a través de una serie de mecanismos de retroalimentación.
El mecanismo propuesto por el equipo de investigación comienza en las altas latitudes del hemisferio norte. Cuando los cambios orbitales enfrían estas regiones en el verano, es posible que se formen y expandan gradualmente capas de hielo. Grandes capas de hielo enfriarán las aguas cercanas del Atlántico Norte y cambiarán la estructura de temperatura y la distribución de densidad del agua. A medida que el agua de mar participa en el sistema de circulación oceánica global, esta señal de enfriamiento puede propagarse gradualmente hacia el sur y eventualmente afectar el Océano Austral alrededor de la Antártida.
El Océano Austral es una parte importante del ciclo del carbono de la Tierra. El océano absorbe dióxido de carbono de la atmósfera y almacena una parte en las profundidades del mar a través del hundimiento del agua de mar, la circulación de aguas profundas y otros procesos físicos y biológicos. Si cambian la circulación y las condiciones del hielo marino en el Océano Austral, el intercambio de carbono entre el océano y la atmósfera también puede cambiar, dejando más dióxido de carbono en el océano en lugar de ser liberado nuevamente a la atmósfera.
El dióxido de carbono atmosférico es un importante gas de efecto invernadero y sus concentraciones reducidas reducen la capacidad de la atmósfera para retener calor. Por lo tanto, si la expansión de la capa de hielo del hemisferio norte puede promover el almacenamiento de más carbono en el Océano Austral a través de la circulación oceánica, puede formar una retroalimentación de enfriamiento que aumenta gradualmente: el enfriamiento del norte promueve la expansión de la capa de hielo, la capa de hielo afecta la circulación del océano, el Océano Austral absorbe y almacena aún más dióxido de carbono, y el debilitamiento del efecto invernadero atmosférico conduce a un enfriamiento global continuo.
Para probar esta hipótesis, los investigadores realizaron simulaciones de modelos climáticos oceánicos. En lugar de enfriar directamente todo el planeta, bajaron las temperaturas sólo en las regiones más septentrionales del océano para simular los efectos de la expansión de las grandes capas de hielo en el agua circundante. Luego, el equipo de investigación examinó si este enfriamiento localizado podría transmitirse al hemisferio sur a través de la circulación oceánica y causar cambios que serían beneficiosos para el almacenamiento de carbono en los océanos.
Los resultados de la simulación muestran que el enfriamiento de las aguas de altas latitudes del hemisferio norte por sí solo puede producir una respuesta global significativa. Enfriar sólo los océanos del norte daría como resultado una reducción del 74% del dióxido de carbono atmosférico en comparación con un escenario en el que los investigadores enfriaran todo el planeta simultáneamente. Este resultado sugiere que el enfriamiento local en el hemisferio norte podría tener impactos considerables en el ciclo global del carbono a través de conexiones oceánicas de larga distancia.
El trabajo proporciona una posible explicación para dos fenómenos climáticos que anteriormente habían sido difíciles de vincular: la expansión de las capas de hielo en el hemisferio norte y una disminución del dióxido de carbono atmosférico provocada por cambios en la circulación oceánica en el hemisferio sur, dijo el autor principal Madison Shanker de la Facultad de Ciencias de la Tierra y Ambientales de la Universidad de St Andrews. El equipo de investigación demostró mediante simulación de modelos que esta conexión es factible desde el punto de vista del mecanismo físico.
Sin embargo, la cifra del 74% proviene de experimentos modelo específicos y no significa que cada expansión de la capa de hielo del hemisferio norte en la historia real necesariamente causará la misma proporción de disminución de dióxido de carbono. Lo que demuestran los resultados del modelo es que este mecanismo puede desempeñar un papel importante, en lugar de que su contribución real a la formación de cada período glacial haya sido determinada con precisión. El sistema climático de la Tierra real también se ve afectado por factores como los campos de viento, la extensión del hielo marino, la salinidad del agua de mar, la actividad de la vida marina y la ubicación de los continentes.
La importancia de este estudio radica en vincular los procesos climáticos en los hemisferios norte y sur que se han estudiado relativamente por separado en el pasado. Anteriormente, cuando los científicos explicaban la disminución del dióxido de carbono atmosférico durante las edades de hielo, a menudo se centraban en los cambios en el océano alrededor de la Antártida. Una nueva investigación sugiere que el Océano Austral no es un sistema climático independiente y su estado puede verse afectado por cambios en las capas de hielo y océanos tan lejanos como el hemisferio norte.
Comprender esta conexión no sólo ayudará a reconstruir la historia climática pasada de la Tierra, sino que también puede ayudar a los científicos a mejorar los modelos climáticos. El océano puede absorber, transportar y almacenar grandes cantidades de carbono durante largos períodos de tiempo, y los cambios en su circulación afectarán las concentraciones de dióxido de carbono atmosférico y cambiarán aún más las temperaturas globales. Si los modelos pudieran simular estos procesos con mayor precisión, podrían explicar mejor las transiciones entre los períodos cálido y glacial en la historia de la Tierra.
Por supuesto, el mecanismo de la edad de hielo formada naturalmente en la Tierra en el pasado no puede equipararse directamente con la trayectoria evolutiva del calentamiento global actual. Las concentraciones modernas de dióxido de carbono atmosférico se ven significativamente afectadas por la quema de combustibles fósiles y los cambios en el uso de la tierra, y la velocidad y las condiciones de fondo del cambio climático actual también son diferentes de las de muchos escenarios paleoclimáticos. Los investigadores aún necesitan confirmar aún más la fuerza de esta conexión entre los océanos del hemisferio norte y sur en diferentes momentos históricos y el papel que puede desempeñar en el cambio climático futuro.
En general, este estudio revela un mecanismo de retroalimentación entre hemisferios que puede llevar a la Tierra a una edad de hielo: el enfriamiento del océano causado por la expansión de la capa de hielo del hemisferio norte puede afectar la capacidad de almacenamiento de carbono del Océano Austral a través de la circulación global, amplificando así el proceso de enfriamiento de todo el sistema terrestre. Recuerda a los científicos que el clima de la Tierra no está determinado por una sola región, sino por un complejo sistema interconectado de atmósfera, océanos, capas de hielo y ciclos del carbono. Para comprender cómo comenzaron las glaciaciones, es necesario rastrear cómo estos cambios se transmitieron y reforzaron mutuamente en medio mundo.
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