Glaciación
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Una glaciación[1] ye un periodu de llarga duración nel cual baxa la temperatura global y da como resultáu una espansión del xelu continental de los casquetes polares y los glaciares. Les glaciaciones subdividir en periodos glaciales, siendo'l Würm el postreru hasta los nuesos díes.
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D'alcuerdu a la definición dada pola glacioloxía, el términu glaciación referir a un periodu con casquetes glaciares tantu nel hemisferiu norte como nel sur; según esta definición, entá atopamos nuna glaciación porque inda hai casquetes polares en Groenlandia[2] y L'Antártida.
Más coloquialmente, cuando se fala de los últimos millones d'años, utilízase «glaciación» pa referise a periodos más fríos con estensos casquetes glaciares n'América del Norte y Eurasia: según esta definición, la glaciación más recién acabó fai 12 000 años. Esti artículu va usar el términu glaciación nel primer sentíu, el glaciológico; el términu glaciales polos periodos más fríos de les glaciaciones; y interglaciales pa los periodos más templaos.
La idea de que nel pasáu los glaciares fueron más estensos yera saber popular en delles rexones alpines d'Europa: Imbrie y Imbrie (1979) recueyen el testimoniu d'un lleñador qu'esplicó a Jean de Charpentier l'antigua estensión del glaciar suizu del Grimselpass.[3] La teoría nun foi postulada por una única persona.[4] En 1821, un inxenieru suizu, Ignaz Venetz, presentó un artículu nel que suxería la presencia de traces de paisaxe glaciar a distancies considerables de los glaciares esistentes nos Alpes; esto yera indicativu de que los glaciares fueron mayores nel pasáu y qu'ocuparon posiciones valle embaxo.[5] Ente 1825 y 1833, Charpentier axuntó pruebes pa sofitar esta idea. En 1836, Charpentier y Venetz[6] convencieron a Louis Agassiz de la so teoría, y Agassiz publicar nel so llibru Étude sur les glaciers ("Estudio sobre los glaciares").[7] Según Macdougall, Charpentier y Venetz refugaron les idees de Agassiz, quien ampliara'l trabayu d'éstos, afirmando que la mayoría de los continentes habíen estáu cubiertos de xelu en tiempos remotos.
Agassiz presentó como prueba de la teoría glaciar un exemplu clásicu del uniformitarismo. Esto ye, yá que les estructures reparaes nun podíen ser esplicaes d'una manera ayena a l'actividá glaciar, los investigadores reconstruyeron la estensión de los glaciares nel pasáu, agora sumíos, en función de la presencia de carauterístiques propies de zones sometíes a l'acción de los glaciares fora de la situación actual d'estos.[8]
Na dómina de Agassiz, lo que s'estudiaba yeren los periodos glaciales de los últimos centenares de miles d'años, mientres la glaciación actual. Inda nun s'abarruntaba la esistencia d'antigües edaes glaciales. Sicasí, a principios del sieglu XX establecióse que la orografía terrestre amosaba carauterístiques namái esplicables pola socesión de dellos eventos glaciales; ello ye qu'estremóse el periodu glacial cuaternariu pa Europa y Norteamérica en cuatro elemento, basaos fundamentalmente nos depósitos glaciales (n'orde d'apaición, Nebrasquiense, Kansaniense, Illinoiense y Wisconsiense). Estes divisiones tradicionales fueron sustituyíes a finales de sieglu cuando los sondeos de sedimentos del fondu marín revelaron ser un rexistru muncho más completu sobre'l clima del periodu glacial cuaternariu.[8]
Hai tres tipos principales d'efeutos de les glaciaciones que fueron emplegaes como pruebes de la so pasada esistencia: xeolóxiques, químiques y paleontolóxiques.
Magar les dificultaes, los analises de nucleos de xelu y de sedimentos oceánicos amuesen claramente l'alternanza de periodos glaciales y interglaciares mientres los últimos millones d'años. Tamién confirmen la rellación ente les glaciaciones y fenómenos de la corteza continental como por casu les morrenes glaciales, los drumlins y los bloques erráticos. Por esto suelen aceptar los fenómenos de la corteza continental como prueba válida d'edaes glaciales anteriores, cuando s'atopen en capes creaes muncho primero que l'abanicu de tiempu que dexen estudiar los nucleos de xelu y los sedimentos marinos.
Hubo siquier cuatro grandes edaes glaciales nel pasáu. Amás de estos periodos, paez que la Tierra siempres tuvo llibre de xelu inclusive nes sos llatitúes más altes.
La glaciación hipotética más antigua, la Glaciación Huroniana, tuvo llugar ente fai 2700 y 2300 millones d'años, a principios del eón Proterozoicu.
La glaciación bien documentada más antigua, y probablemente la más severa de los últimos mil millones d'años, empezó hai 850 millones d'años y remató hai 630 millones d'años (periodu Criogénico), y podría producir una glaciación global (esto ye, un periodu nel cual el globu enteru quedó cubiertu de xelu). Acabó bien rápido a midida que el vapor d'agua volvía a l'atmósfera terrestre y amontábase l'efeutu ivernaderu provocáu pola acumuladura de dióxidu de carbonu emitíu polos volcanes, una y bones los mares xelizos nun teníen capacidá d'absorción del citáu gas. Suxirióse qu'a la fin d'esta glaciación desencadenóse la esplosión cámbrica, anque esta teoría ye recién y revesosa.[12]
Una glaciación menor, la andeana-saḥariana, asocedida hai ente 460 y 430 millones d'años, mientres el Ordovícicu cimeru y el Silúricu, tuvo intervalos con estensos casquetes polares ente fai 350 y 260 millones d'años, mientres el Carboníferu y Cisuraliano, rellacionaos cola glaciación de Karoo.
La glaciación actual empezó hai 40 millones d'años cola espansión d'una capa de xelu en L'Antártida. Intensificar a finales del Pliocenu, fai tres millones d'años, cola estensión de capes de xelu nel hemisferiu norte, y siguió mientres el Pleistocenu. De magar, el mundu pasó ciclos de glaciación col adelantu y retrocesu de les capes de xelu mientres miles d'años. El periodu glacial más recién en sentíu ampliu acabó hai unos diez mil años, polo que, dependiendo del autor documentáu, podríamos aseverar qu'asitiamos nun periodu interglacial.[13][14] Esisten sicasí otres postures qu'afirmen tamos nuna yera postglacial.[15]
Les edaes glaciales tamién pueden subdividise según l'ámbitu xeográficu y el tiempu; por casu, los nomes Riss (fai 180 000-130 000 años) y Würm (fai 70 000-10 000 años) refiérense específicamente a glaciaciones de la rexón alpina. Hai de solliñar que la estensión máxima del xelu nun se caltién mientres tol periodu. Desafortunadamente, l'acción erosiva de cada glaciación tiende a esaniciar la mayoría de les pruebes de capes de xelu anterior casi dafechu, sacante en rexones en que la capa más recién nun llega a la espansión máxima. Ye posible que nun se conozan periodos glaciales más antiguos, especialmente del Precambrianu, por cuenta de la escasez de roques asitiaes a llatitúes altes mientres los periodos más antiguos.
Na siguiente tabla se llista la socesión de dómines glaciales y interglaciares:
| Clima | Denominación | Antigüedá | Dómina |
|---|---|---|---|
| Postglacial | Actual | 10 000 | Holocenu |
| Glacial | Glaciación de Würm o Wisconsin | 80 000 | Pleistocenu |
| Interglaciar | Riss-Würm | 140 000 | |
| Glacial | Glaciación de Riss o Illinois | 200 000 | |
| Interglaciar | Mindel-Riss | 390 000 | |
| Glacial | Glaciación de Mindel o Kansas | 580 000 | |
| Interglaciar | Günz-Mindel | 750 000 | |
| Glacial | Glaciación de Günz o Nebraska | 1,1 m.a. | |
| Interglaciar | Donau-Günz | 1,4 m.a. | |
| Glacial | Donau | 1,8 m.a. | |
| Interglaciar | Biber-Donau | 2 m.a. | |
| Glacial | Biber | 2,5 m.a. | |
| Glacial | Oligocenu | 37 m.a. | Paleógeno |
| Interglaciar | Eocenu superior | 40 m.a. | |
| Glacial | Cretácicu | 80 m.a. | |
| Interglaciar | Cretácicu | 144 m.a. | Mesozoicu |
| Glacial | Permocarbonífero | 295 m.a. | Paleozoicu |
| Glacial | Carboníferu inferior | 350 m.a. | |
| Glacial | Ordovícicu | 440 m.a. | |
| Glacial | Precambrianu | 700 m.a. | Precambrianu |
| Glacial | Primer glaciación | 2000 m.a. | Proterozoicu |
Dientro de les edaes glaciales (o siquier dientro de la postrera), hai periodos más templaos y más severos. Los más fríos denominar "periodos glaciales", y los más templaos, "interglaciares".
Los glaciales carauterizar por climes más fríos y secos en gran parte de la tierra, según por grandes mases de xelu que s'estienden dende los polos per tierra y mar. Los glaciares de los montes lleguen a altitúes más baxes por causa d'una cota de nieve menor. El nivel del mar baxa debíu a l'agua atrapada nel xelu. Hai pruebes de que les glaciaciones aburuyen los patrones de circulación oceánica. Como la Tierra tien grandes zones xelaes nel Árticu y L'Antártida, atopamos nun mínimu glacial. Estos periodos denominar "interglaciares". El interglaciar actual recibe'l nome de Holocenu.[13][14]
Atribuyir a los periodos glaciales una duración d'unos dolce mil años, pero les conclusiones derivaes del estudiu de nucleos de xelu paecen contradicilo. Por casu, un artículu en Nature suxer que'l interglaciar actual pue ser paecíu a un interglaciar anterior que tuvo una duración de 28 000 años.[16]
Los cambeos debíos a la variación orbital de la Tierra suxeren que la próxima glaciación va empezar d'equí a cincuenta mil años, pese al calentamientu global provocáu pol ser humanu.[17] Aun así, los cambeos provocaos polos gases d'efeutu ivernaderu tendrán de compensar la variación orbital si siguen usándose combustibles fósiles.[18]
Cada periodu glacial ta suxetu a una retroalimentación positiva que lo fai más severu y una retroalimentación negativa qu'apanga los efeutos y qu'acaba per restablecer l'equilibriu.
El xelu y la nieve aumenten el albedu, esto ye, faen que se reflexe más lluz solar y absuérbase menos. Poro, cuando baxa la temperatura del aire, estiéndense les capes de xelu y nieve, y esto sigue hasta que se llogra un equilibriu. L'amenorgamientu de los montes que provoca la espansión del xelu tamién amonta'l albedu.[19]
Otra teoría suxer qu'un océanu Árticu ensin xelu provocaría más precipitaciones en forma de nieve en llatitúes altes. Cuando l'océanu Árticu ta cubiertu de xelu a baxa temperatura, hai poca evaporación o sublimación, y esto fai que les rexones polares sían bastante seques tocantes a les precipitaciones, más o menos como los desiertos. Estes escases precipitaciones dexen que la nieve se evapore mientres el branu. Cuando nun hai xelu, l'océanu absuerbe enerxía solar mientres los llargos díes branizos, y se evapora más agua. Con más precipitaciones, una parte de la nieve non se evapora mientres el branu, magar el xelu glacial formar a llatitúes inferiores, amenorgando les temperatures pela vía del aumentu del albedu (les predicciones actuales indiquen que'l calentamientu global va esaniciar el xelu del océanu Árticu d'equí a cincuenta años). L'agua duce adicional que llega al norte del océanu Atlánticu mientres un ciclu más templáu tamién puede amenorgar la circulación termohalina.[20] Tal amenorgamientu (apangando los efeutos del corriente del Golfu) tamién esfrecería'l norte d'Europa, cosa que causaría más nieve. Tamién se suxirió que, mientres una llarga glaciación, los glaciares pueden travesar el golfu de San Llorienzo, llegando hasta'l norte del Atlánticu y bloquiando la corriente del golfu.
Les capes glaciales que se formen mientres les glaciaciones erosionan la tierra que tienen debaxo. Tres un tiempu, esto produz un fundimientu isostático de la corteza per debaxo del nivel del mar, amenorgando l'espaciu en que pueden formase capes de xelu. Esto apanga la retroalimentación del albedu, igual que l'amenorgamientu del nivel del mar qu'acompaña la formación de les capes de xelu.
Otru factor ye que l'aridez provocada pol máximu glacial amenorga les precipitaciones, faciendo más difícil que se caltenga la glaciación. El retrocesu glacial provocáu per este o cualesquier otru procesu puede ser amplificáu por procesos similares.
Cualesquier teoría científica que pretenda esplicar les causes de les glaciaciones tien d'encarar dos cuestiones fundamentales. ¿Qué causa l'empiezu de condicionar glaciares? y ¿qué causó l'alternanza d'etapes glaciales y interglaciares que fueron documentaes pal Pleistocenu?[8] Les causes de les edaes glaciales inda son una tema revesosa. Hai consensu en que dellos factores son importantes: la composición de l'atmósfera; los cambeos na órbita de la Tierra alredor del Sol (llamaos ciclos de Milankovitch; y posiblemente la órbita del Sol alredor del centru de la galaxa); la dinámica de les plaques tectóniques y el so efeutu sobre la situación relativa y la cantidá de corteza oceánica y terrestre a la superficie de la Tierra; variaciones na actividá solar; la dinámica orbital del sistema Tierra-Lluna; y l'impautu de meteoritos de grandes dimensiones o les erupciones volcánicas.
Dalgunos d'estos factores tienen una rellación de causa-efeuto. Por casu, los cambeos na composición de l'atmósfera de la Tierra (especialmente la concentración de gases d'efeutu ivernaderu) pueden alteriar el clima, ente que'l cambéu climáticu puede camudar la composición de l'atmósfera.
William Ruddiman, Maureen Raymo y otres suxirieron que los pandos del Tíbet y Colorado son inmensos sumidorios de CO2, con una capacidá d'esaniciar abonda dióxidu de carbonu de l'atmósfera como por ser un factor significativu del enclín d'enfriamientu de los últimos cuarenta millones d'años. Tamién argumenten qu'aproximao la metá de la so elevación (y la crecedera de la so capacidá d'esaniciar CO2) tuvo llugar a lo llargo de los últimos diez millones d'años.[21][22]
El cambéu más importante ye na cantidá de gases d'efeutu ivernaderu na atmósfera. Hai nicios que'l nivel de gases d'efeutu ivernaderu de los casquetes glaciares, pero ye difícil establecer rellaciones de causalidá. El nivel de gases d'efeutu ivernaderu tamién podría ser alteriáu por otros factores propuestos como causa de les edaes glaciales, como por casu el movimientu de los continentes o'l vulcanismu.
La teoría de la "Tierra Bola de Nieve" afirma que la severa glaciación de finales del Proterozoicu[11] llegó al so fin por causa de un aumentu del nivel de CO2 de l'atmósfera, y dalgunos de los que sofiten a la teoría argumenten que la Tierra Bola de Nieve foi causada por un amenorgamientu del CO2 nella. Esta hipótesis preve la repetición d'esti eventu.William Ruddiman[21][22] propunxo la hipótesis del Antropoceno antiguu (nome dau por dalgunos al periodu más recién de la historia de la Tierra), según la cual los humanos empezaron a tener un impautu global significativu nel clima y los ecosistemes de la Tierra non yá nel sieglu XVIII cola Revolución Industrial, sinón yá fai ocho mil años, por cuenta de les intenses actividaes agrícoles de los humanos antiguos. Ruddiman afirma que los gases d'efeutu ivernaderu xeneraos pola agricultura torgaron l'empiezu d'una nueva glaciación.
El rexistru xeolóxicu paez indicar que les edaes glaciales empiecen cuando los continentes atopar nuna posición que bloquia o amenorga'l fluxu d'agua templao del ecuador a los polos, dexando la formación de casquetes glaciares. Les capes de xelu aumenten el albedu de la Tierra, amenorgando l'absorción de radiación solar. Esti amenorgamientu de l'absorción de radiación esfrez l'atmósfera; esti enfriamientu fai crecer los casquetes de xelu, aumentando'l albedu inda más. Esti ciclu sigue hasta que l'amenorgamientu na erosión causa un aumentu del efeutu ivernaderu.
Conócense tres configuraciones de la posición de los continentes que bloquien o amenorguen el fluxu d'agua templao del ecuador a los polos:
Puesto que la Tierra tien anguaño un continente nel so polu sur y un océanu nel polu norte, los xeólogos infieren que la Tierra va siguir sufriendo periodos glaciales nel futuru (xeolóxicamente) próximu.
Dellos científicos cunten que el Himalaya ye un factor clave na glaciación actual, pos estos montes amonten les precipitaciones totales de la Tierra, y polo tanto'l ritmu al cual el CO2 ye esaniciáu de l'atmósfera, amenorgando l'efeutu ivernaderu. La formación del Himalaya empezó hai unos setenta millones d'años, cuando la placa India topetó cola placa Euroasiática (inda sigue alzándose unos cinco milímetros per añu porque la placa india mover a un ritmu de 67 mm per añu). La historia del Himalaya encaxa xeneralmente col amenorgamientu a llargu términu de la temperatura mediano global dende mediaos del Eocenu, fai cuarenta millones d'años.
Otros aspeutos importantes que contribuyeron a la configuración climática de periodos anteriores son les corrientes oceániques, que varien según la posición de los continentes y otros factores. Tienen la capacidá d'esfrecer (por casu, contribuyendo a la creación del xelu de L'Antártida) y de calecer (otorgando a les islles britániques un clima templáu en llugar de boreal) el clima global. El zarru del ismu de Panamá hai aproximao tres millones d'años podría dar pie al periodu actual de fuerte glaciación n'América del Norte, poniendo fin al intercambiu d'agua ente les rexones tropicales del Atlánticu y el Pacíficu.[23][24]
Los ciclos de Milankovitch son una serie de variaciones cícliques nes carauterístiques de la órbita de la Tierra alredor del Sol. Cada ciclu tien una duración distinta, de forma que dacuando los sos efeutos compénsense y dacuando inclusive s'atayen mutuamente.[25]
Los investigadores dulden de que los ciclos de Milankotivch puedan empecipiar o poner fin a una glaciación: pos inclusive cuando los sos efeutos combínense, nun son abondos; y porque les ocasiones en que los efeutos compénsense o s'atayen son muncho más regulares y frecuentes que les edaes glaciales. Sicasí, esisten modelos climáticos que los inclúin y que predicen la respuesta climática.[26]
Sicasí, hai nicios importantes que los ciclos de Milankovitch afecten l'alternanza de periodos glaciales y interglaciares dientro cada edá de xelu. La glaciación actual ye la más investigada y la meyor entendida, especialmente los postreros 400 000 años, pos esti ye'l periodu que cubren los nucleos de xelu, qu'amuesen la composición atmosférica, la temperatura y el volume de xelu. Nesti periodu, la correspondencia de los periodos glaciales y interglaciares colos periodos de variación orbital ye tan clara que se suel aceptar el papel que xuega la variación de la órbita. Los efeutos combinaos de la distancia cambiante al Sol y les variaciones na exa de la Tierra y nel so enclín redistribuyen la lluz solar que recibe la Tierra. Los más importantes son los cambeos nel enclín de la exa de la Tierra, qu'afecten la intensidá de les estaciones. Por casu, la solazu a 65º de latitud norte en xunetu puede variar hasta un 25 % (de 400 W/m² a 500 W/m²). Créese que les capes de xelu avancen cuando los branos vuélvense demasiáu fríos pa desfaer tola nieve acumulao mientres l'iviernu anterior. Dalgunos creen que les variaciones orbitales nun son abondes como pa desencadenar una glaciación, pero hai otros factores que pueden contribuyir.
Ente que la teoría de Milankovitch prediz que los cambeos cíclicos de la órbita solar pueden quedar grabaos al rexistru glacial, falten esplicaciones añadíes pa esplicar qué ciclos xueguen el papel más importante na alternanza glacial-interglaciar. Ello ye que mientres los postreros 800 000 años, el periodu d'alternanza glacial-interglaciar foi de 100 000 años, cosa que se correspuende colos cambeos na escentricidá y enclín orbitales. Pero esta ye de lloñe la frecuencia más amenorgada de los trés prediches por Milankovitch. Mientres el periodu ente fai 3 y 0,8 millones d'años, el patrón dominante de glaciación corresponder col periodu de 41 000 años de los cambeos na oblicuidá de la Tierra (l'enclín de la so exa). Les razones del dominiu d'una frecuencia sobre otra inda nun s'entienden bien y tán siendo investigaes, pero ye probable que la respuesta tea rellacionada con dalgún tipu de respuesta complexa del sistema climáticu terrestre.
La teoría "tradicional" nun llega a esplicar el dominiu del ciclu de cien mil años mientres los últimos ocho ciclos. Richard A. Muller, Gordon J. MacDonald y otres indicaron qu'estos cálculos son aptos pa un modelu bidimensional de la órbita terrestre, pero que la órbita tridimensional tamién tien un ciclu de variación de la oblicuidá que dura cien mil años. Propunxeron qu'estes variaciones de la oblicuidá pueden conducir a variaciones nel solazu.[27] Inda cuando pon en xuegu un mecanismu distintu al del conceutu tradicional, los periodos predichos a lo llargo de los postreros 400 000 años son práuticamente los mesmos. La validez de la teoría de Muller y MacDonald foi cuestionada de la mesma por Rial.[28]
William Ruddiman suxer un modelu qu'esplica'l ciclu de cien mil años modulando la escentricidá sobre la precesión, combináu col efeutu de los gases d'efeutu ivernaderu.[21][22] Peter Huybers[29] Propón inda otra teoría, argumentando que'l ciclu dominante siempres foi'l de 41 000 años, pero que la Tierra tien anguaño un comportamientu climáticu en que solo tien llugar una edá glacial cada dos o tres ciclo. Esto implicaría que'l periodu de cien mil años nun ye más qu'una ilusión creada faciendo la media de ciclos que duren 80 000 y 120 000 años. Esta teoría corresponder cola incertidume de les dataciones, pero nun recibió demasiao sofitu.
Hai siquier dos tipos de variación na actividá solar
L'aumentu al llargu plazu de la emisión d'enerxía del Sol nun puede ser la causa de les edaes glaciales.
Les variaciones al curtiu plazu meyor conocíes son los ciclos de les manches solares, especialmente'l mínimu de Maunder, que ta rellacionáu cola parte más fría de la pequeña edá de xelu. Como los ciclos de Milankovitch, los efeutos de los ciclos de les manches solares son demasiáu débiles y frecuentes pa esplicar l'empiezu y el fin de les edaes glaciales pero ye bien probable que sían la razón de les variaciones de temperatura dientro de les edaes glaciales.
Los episodios volcánicos más grandes conocíos, les erupciones que crearon les traps siberianes y del Decán y que xugaron un papel importante mientres les estinción en masa, nun tienen nada a ver coles edaes glaciales. A güeyu, paez qu'esto pueda implicar que'l vulcanismu nun puede producir glaciaciones.
Aun así, el 70 % de la superficie de la Tierra ta cubiertu d'agua, y la teoría de les plaques tectóniques prediz que la corteza oceánica de la Tierra anuévase dafechu cada 200 millones d'años. Poro, ye imposible atopar nicios d'llanures submarines o d'otros grandes episodios volcánicos de más de 200 millones d'años d'antigüedá, y los nicios d'episodios volcánicos más antiguos posiblemente yá fueron erosionados. N'otres pallabres, que nun s'atoparon pruebes d'otros acontecimientos volcánicos a gran escala nun significa que nun tuvieren llugar.
En teoría, ye posible que los volcanes submarinos pudieren poner fin a una edá glacial, creando un calentamientu global. Una esplicación propuesta del máximu térmicu del Paleocenu Eocenu ye que los volcanes submarinos lliberaren metanu atrapáu en clatratos, causando un gran y rápida medría del efeutu ivernaderu. Nun paez haber nicios xeolóxicos d'estes erupciones nesti periodu, pero esto nun implica que nun tuvieron llugar.
Ye más difícil ver qué papel podría tener el vulcanismu en empezar una edá glacial, yá que los efeutos que lu frenen tendrán de ser más débiles y a más curtiu plazu que los efeutos que lu produzan. Esto esixiría que polvos y nubes d'aerosoles permanecieren na atmósfera cimera y bloquiaren la lluz solar mientres miles d'años, cosa que paez bien improbable. Los volcanes submarinos nun podríen producir esti efeutu yá que el polvu y los aerosoles seríen absorbíos pela mar primero que llegaren a l'atmósfera. Sicasí, esta hipótesis embaráxase como plausible nel casu de la Pequeña Edá del Xelu.[31]
Apocayá'l científicu Ner Shaviv señaló, y sopelexáu nel documental "El misteriu de les nubes" (ver minutu 10:20 http://www.youtube.com/watch?v=j0beUpcI8sc), que les glaciaciones seríen causaes pol encruz cíclicu del Sistema Solar al traviés de los brazos espirales de la galaxa, mientres la órbita del Sol alredor de Sagitario A* (el furacu negru del centru de la Vía láctea) a lo llargo del añu galácticu, que dura 250 millones d'años.
El mecanismu que se sobrentiende ye'l propuestu por Henrik Svensmark, según el cual los rayos cósmicos producen nucleos de condensación na atmósfera, que funcionen como granes de nubes (a más nubes, más fríu), y que nos brazos galácticos hai más estrelles, por tanto, más supernovas, y más rayos cósmicos.
La ciclicidad de les glaciaciones sería esplicada por esti mecanismu d'órbita galáctica, ocupando fracciones de 250 millones d'años (añu galácticu), aproximao.
Nel momentu actual, el Sistema solar taría cruciando un pequeñu brazu espiral de la galaxa, lo cual esplicaría l'actual glaciación (presencia de casquetes nos polos).
Les variaciones climátiques tán determinaes, tamién, por fluctuaciones de la concentración nel aire de gases responsables del efeutu ivernaderu, l'actividá volcánica, los cambeos nes corrientes oceániques, les inversiones magnétiques y na tectónica de plaques.
Estos cambeos de los climes producieron cambeos nes poblaciones animal y vexetal, al traviés de la estinción, adautación y migración d'especies. Nel estudiu d'estes cambeos básense los métodos biolóxicos d'estimación de les condiciones climáticu y ambiental del pasáu.
Les erupciones volcániques llancen a l'atmósfera grandes cantidaes de cenices que permanecen en suspensión mientres años, amenorgando'l rellumu del Sol y baxando la temperatura medio de l'atmósfera. Esti mecanismu tamién puede funcionar tres l'impautu d'un gran meteoritu, pero estos episodios son más esporádicos. Por que el polvu volcánico anicie una era glacial sería necesariu un ciclu volcánicu bien violentu y sosteníu a lo llargo d'años y en tol mundu. Les erupciones volcániques tamién fai aumentar les concentraciones de CO2 na atmósfera.
Les inversiones magnétiques considérense como posible un factor que desencadena una glaciación porque nel procesu d'inversión debilítase'l campu magnético (y empobínase en direición este oeste). La mayor presencia de rayos cósmicos provoquen, na troposfera la formación de nubes, lo que porta un enfriamientu de la Tierra. Un campu magnético fuerte enría les radiaciones escontra los polos, fenómenu observable nes aurores boreales, caleciendo les capes altes de l'atmósfera. Claro que lo normal ye suponer qu'una mayor incidencia de la radiación favorez el calentamientu de l'atmósfera.
Tamién la disposición de los continentes, y la tectónica de plaques, tien influencia nel clima global. Si les tierres remanecíes concentrar nes llatitúes baxes el clima tiende a ser más templáu, una y bones los mares (nes llatitúes altes) caltienen meyor el calor enzancando l'apaición de xelu permanente; ente que cuando los continentes concentrar nes llatitúes altes les temperatures baxen, una y bones les agües templaes tropicales non dulcifican el clima polar y apaecen los grandes inlandsis. Amás, cuando topeten los continentes aumenta l'actividá volcánica.
La espansión de los montes tamién tiende a esfrecer el clima de la Tierra, una y bones les plantes yá que aumenta la nubosidad, y polo tanto y amenorga el rellumu del sol, pero lo fundamental ye qu'afiten el carbonu.
Les prospecciones na estación antártica de Vostok demuestren que l'aumentu de la proporción de CO2 na atmósfera y l'aumentu de la temperatura coinciden nel tiempu. Tamién les concentraciones de metanu son menores mientres los periodos fríos. La concentración de CO2 na atmósfera mengua gracies al océanu, una y bones los seres vivos de superficie afiten el carbonu pa formar les sos cadarmes. Al morrer son arrastraos, col carbonu, escontra'l fondu del océanu. N'agües pocu fondes formen caliares y dolomías, colo qu'entren a formar parte de la corteza terrestre. La disolución de les caliares, y la respiración de los seres vivos, devuelve'l carbonu a l'atmósfera. Ensin el CO2 nun sería posible la fotosíntesis, y polo tanto la vida tal como la conocemos. La velocidá con que l'océanu ye capaz d'afitar carbonu depende de la cantidá de nutrientes nel so senu. Al empezar el destemple anúbrense les plataformes continentales y piérdese el carbonu orgánico d'elles, amenorgándose la capacidá d'afitar carbonu y aumentando la so concentración na atmósfera. Sicasí lo dicho, considérase que tanto los ciclos d'actividá solar, como los factores terrestres pueden ser responsables de les variaciones entemedies del clima, pero non de les grandes glaciaciones.
Dos glaciaciones fueron especialmente dramátiques na historia de la Tierra: la Tierra Bola de Nieve, que s'empecipió a finales del Proterozoicu, hai aproximao unos 700 millones d'años, y la glaciación wisconsiense o de Würm, asocedida a finales del Pleistocenu. Otra edá glacial d'especial impautu na historia recién foi la Pequeña Edá de Xelu, que tomó dende empiezos del sieglu XIV hasta mediaos del XIX.
La hipótesis Snowball Earth[32] (Tierra Bola de Nieve) fai referencia a los efeutos qu'una xigantesca glaciación provocó sobremanera'l planeta, la mayor de les acaecíes na Tierra, según los rexistros de datos disponibles. La glaciación empecipiar a finales del Proterozoicu, hai aproximao 700 millones d'años.
Esta teoría intenta dar esplicación a los depósitos de sedimentos glacial atopaos en llatitúes tropicales y que s'atroparon mientres el periodu Criogénico (fai 850-630 millones d'años), según otros enfriamientos enigmáticos que s'atoparon nel rexistru xeolóxicu del periodu Criogénico.
Según les teoríes actuales, la causa d'esta gran glaciación atopar na formación d'un supercontinente, Rodinia, asitiáu na zona ecuatorial. Una configuración tropical de los continentes ye, quiciabes sorprendentemente, necesaria por desencadenar una Tierra Bola de Nieve.[33] Los continentes tropicales reflexen más lluz que l'océanu abiertu, de forma qu'absuerben menos calor del Sol; la mayoría de l'absorción d'enerxía solar a la Tierra tien llugar anguaño a los océanos tropicales.[34] Amás, los continentes tropicales reciben más precipitaciones, cosa qu'amonta'l caudal y la erosión.
Cuando-y les espón nel aire, los silicatos sufren reacciones erosives qu'estrayen dióxidu de carbonu de l'atmósfera terrestre. Estes reacciones suelen siguir esti procesu: mineral predresu + CO2 + H2O → cationes + bicarbonatu + SiO2. Un exemplu d'una reacción d'esti tipu ye la erosión de la wollastonita: CaSiO3 + 2CO2 + H2O → Ca2+ + SiO2 + 2HCO3-
Los cationes de calciu lliberaos reaccionen col bicarbonatu disueltu nos océanos pa formar carbonatu de calciu como roca sedimentaria. Esto tresfier dióxidu de carbonu, un gas d'efeutu ivernaderu, del aire a la xeosfera y, nun estáu d'equilibriu a escalera xeolóxica, compensa'l dióxidu de carbonu que lliberen los volcanes a l'atmósfera.
La escasez de sedimentos apropiaos por analizalos fai que seya difícil establecer con precisión la distribución continental mientres el Neoproterozoicu.[35] Dellos modelos suxeren una configuración polar de los continentes – una carauterística de toles otres glaciaciones importantes, yá que representen un puntu en que puede atropase el xelu. Cambeos na circulación oceánica podríen desencadenar la Tierra Bola de Nieve.[36]
La glaciación de Würm ye'l periodu glacial más recién dientro de la edá glacial actual, y tuvo llugar mientres el periodu Pleistocenu. Empezó hai aproximao cien mil años y acabóse ente fai 10 000 y 15 000 años. Mientres esti periodu hubo distintes variaciones ente adelantu y retrocesu de los glaciares. El puntu máximu d'esta glaciación foi hai aproximao dieciocho mil años. Ente que el procesu xeneral d'enfriamientu global y meyora de los glaciares foi similar, les diferencies locales nel desenvolvimientu y retrocesu de los glaciares fai difícil comparar los detalles d'un continente al otru. La última glaciación concentrar nes enormes capes de xelu d'América del Norte y Eurasia. Vastes rexones de los Alpes, el Himalaya y los Andes taben cubiertes de xelu, y L'Antártida permaneció xelada. Canadá taba casi cubiertu de xelu, según el norte de los Estaos Xuníos, dambos cubiertos pol inmensu casquete de xelu de Laurentia. Alaska permaneció en parte llibre de xelu por cuenta de condiciones climátiques grebes. Hubo glaciaciones locales nos Montes Rocosos.[37] En Gran Bretaña, Europa continental y el noroeste d'Asia, la capa de xelu Escandinavo volvió llegar hasta'l norte de les islles britániques, Alemaña, Polonia y Rusia, llegando tan al este como la península de Taimyr al oeste de Siberia.[38] El puntu máximu de la glaciación al oeste de Siberia foi hai aproximao ente 18 000 y 17 000 años; más tarde que n'Europa (ente fai 22 000 y 18 000 años).[39] El nordeste de Siberia nun taba cubiertu de xelu.[40] L'océanu Árticu, asitiáu ente los dos vastes capes de xelu d'América y Eurasia, nun taba dafechu xeláu, sinón que, como na actualidá, taba cubiertu con xelu relativamente poco gruesu, susceptible a los cambeos estacional y lleno d'icebers xeneraos nos casquetes de xelu aledaños.[41]
Según la composición de los sedimentos marinos estudiaos, inclusive habría dómines nes que les agües quedaben llibres de xelu. La glaciación del hemisferiu sur foi menos importante por cuenta de la configuración actual de los continentes. Había casquetes de xelu en Los Andes, onde se conocen seis avances de glaciares ente'l 31500 e.C. y el 11900 e.C. en Los Andes de Chile.[42] L'Antártida taba dafechu xelada, como anguaño, pero'l casquete polar nun dexó nenguna parte ensin cubrir. El continente australianu solo taba xeláu nuna zona bien pequeña cerca del Monte Kosciuszko, ente que la glaciación taba más estendida en Tasmania.[43] En Nueva Zelanda hubo glaciación nes sos Alpes Neozelandeses, d'onde se conocen siquier trés avances glaciares. Hubo casquetes de xelu llocal en Irian Jaya, Indonesia, onde inda se caltienen restos de los glaciares del Pleistocenu en tres zones distintos.[44]
La glaciación de Würm ye la parte meyor conocida de la edá glacial actual, y foi intensamente investigada en Norteamérica, Eurasia septentrional, Himalaya y otres rexones d'antiguo xelaes del mundu. Les glaciaciones que tuvieron llugar mientres esti periodu cubrieron munches árees, principalmente al hemisferiu norte, y en menor midida al hemisferiu sur.
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La Pequeña Edá de Xelu foi un periodu fríu que tomó dende empiezos del sieglu XIV hasta mediaos del XIX. Punxo fin a una era extraordinariamente calorosa llamada Óptimo climáticu medieval. Hubo trés máximos: sobre 1650, alredor de 1770 y escontra 1850.[45]
Mientres el periodu 1645-1715, en metá de la Pequeña Edá de Xelu, l'actividá solar reflexada nes manches solares yera por demás baxa: esti periodu ye conocíu como'l Mínimu de Maunder. L'eslabón precisu ente la baxa actividá de les manches solares y les fríes temperatures nun s'establecieron, pero la coincidencia del Mínimu de Maunder col periodu más fondu de la Pequeña Edá de Xelu suxer qu'hai una conexón.[46] Otros indicadores de la baxa actividá solar mientres esti periodu son los niveles de carbonu-14 y beriliu 10.[47]
A lo llargo de la Pequeña Edá de Xelu'l mundu esperimentó tamién una actividá volcánica elevada, lo qu'aumentó les emisiones d'azufre en forma de gas SO2. Cuando esti gas algama la estratosfera convertir en partícules d'ácidu sulfúrico que reflexen los rayos del sol amenorgando la cantidá de radiación qu'algama la superficie de la tierra (efeutu albedu). En 1815 la erupción de Tambora n'Indonesia cubrió l'atmósfera de cenices; l'añu siguiente, 1816, foi conocíu como'l añu ensin branu, cuando hubo xelu y nieves en xunu y xunetu en Nueva Inglaterra y el Norte d'Europa.[31]
Otra posible causa de la Pequeña Edá del Xelu pudo ser la detención de la circulación termohalina (tamién conocida como «cinta tresportadora oceánica»). La Corriente del Golfu pudo dexar de ser operativa por cuenta de la introducción d'una gran cantidá d'agua frío nel Atlánticu Norte por cuenta de la esistencia de temperatures relativamente altes del Óptimo climáticu medieval.[48]
A partir de 1850, el clima empezó a camudar escontra temperatures más templaes. Dellos escépticos sobre'l calentamientu global acoten que los cambeos actuales deber a la recuperación climática d'esti últimu eventu glacial, y que, por ello, l'actividá humana nun ye causante d'esti cambéu.[49][50] La mayor parte de la comunidá científica sofita la idea de que'l cambéu climáticu recién ta desencadenáu, en mayor o menor midida, pola medría nes emisiones de dióxidu de carbonu a l'atmósfera por cuenta de les actividaes humanes.[51][52]
Los glaciares cubren na actualidá unos 14,9 millones de km², casi un 10 % de la superficie terrestre. Esta proporción aumentó hasta 44,4 millones de km², un 30 % de la superficie terrestre, mientres los periodos glaciales. El mantu de xelu laurentiano, por casu, envalórase que cubrió más de 13,3 millones de km², ente que nel presente la cobertoria glaciar ocupa 147 248 km² nel norte de Canadá; daqué paecencia asocede col d'Escandinavia, con 6,7 millones de km² y 3810 km², respeutivamente. Amás, les rexones de la Tierra ocupaes por glaciares nel pasáu amuesen unes determinaes formes de relieve y sedimentos asociaos. Los glaciares tamién tienen efeutos indireutos sobre'l paisaxe; unu de los más comunes ye la esviación de les corrientes fluviales en sistemes de drenaxe presistentes, como se constata nel tramu altu del ríu Severn, en Gran Bretaña, que dalguna vegada foi cabecera del ríu Trent.
Anque l'últimu periodu glacial terminó hai más de 9000 años, los sos efeutos entá son visibles. Por casu, el movimientu del xelu modeló'l paisaxe de Canadá, Groenlandia, norte de Eurasia y L'Antártida. Los bloques erráticos, tilites, drumlins, fiordos, llagos, morrenes o los circos son estructures típicamente derivaes de los movimientos de grandes mases de xelu.
El pesu de les capes de xelu deformó la corteza terrestre y el mantu; cuando'l xelu fundióse, la corteza alzar por isostasia. Por cuenta de la gran mafa de la Tierra, el fluxu de les roques del mantu ye bien lentu, y esti procesu producir a una velocidá d'un centímetru per añu. Almítese qu'esti «reflote» de la corteza trai movimientos de tierra,[53][54] cambeos nel nivel del mar,[55] nel campu magnético terrestre,[56] inducción de terremotos[57] ya inclusive cambeos na rotación terrestre.[58]
Mientres la glaciación, l'agua retirada de los océanos, conxelada en llatitúes altes, amenorgó'l nivel de los mesmos, dexando l'apaición de pasareles continentales como Beringia, que dexaron la migración d'especies y que los sos efeutos evolutivos reparamos na biodiversidá actual. Esta tresferencia xenética detener cola fusión de los glaciares. Xeolóxicamente, esta fusión traxo la xeneración de muncha complexidá ecolóxica espacial y temporal, como l'apaición de llagos salinos.
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