🦕 En 1998, un equipo de campo en una isla del Ártico canadiense sacó de la roca unos huesos que no tenían por qué estar ahí: un reptil parecido a un cocodrilo de más de dos metros, en un lugar que hoy es desierto polar. El geólogo que los encontró declaró a la prensa: "Esto será un rompecabezas para quienes modelan el clima". Acertó, y el rompecabezas sobrevivió al cambio de siglo. Este verano un equipo japonés publicó una respuesta, y todo gira en torno a una diferencia de alrededor de un grado.

Reptiles que no deberían haber sobrevivido tan al norte

La isla Axel Heiberg está en el Ártico canadiense, cerca de los 79 grados de latitud norte. A mediados de los años noventa, un equipo dirigido por John Tarduno, de la Universidad de Rochester, localizó allí un yacimiento fosilífero, y en 1998 publicó lo que contenía. En rocas de entre 92 y 86 millones de años aparecieron campsosaurios, reptiles extintos parecidos a cocodrilos que alcanzaban los 2,4 metros, junto con tortugas y peces. Ese conjunto implica una temperatura media anual superior a 14 grados Celsius, y no algo cercano a la congelación. Un animal de sangre fría de ese tamaño no puede improvisar un invierno polar.

Alaska cuenta una versión parecida de una etapa algo posterior del Cretácico. La Formación Prince Creek, que aflora junto al río Colville en la vertiente norte del estado, es uno de los yacimientos de dinosaurios polares más ricos del mundo, y en 2021 se describieron huesos y dientes de crías recién nacidas y de ejemplares perinatales. Las crías no migran. Si nacieron ahí, los adultos también se quedaban.

El Ártico de Alaska no era tropical. Las plantas fósiles de esos mismos niveles apuntan a una temperatura media anual de unos 6 grados Celsius, y los animales anidaban atravesando meses de oscuridad y nieve. Es una cifra más baja que la estimación de Axel Heiberg, pero proceden de épocas y lugares distintos y ambas dicen lo mismo: el Ártico era mucho más cálido que ahora.

El diario Mainichi Shimbun, al resumir la estimación que se maneja desde hace años, sitúa la media anual del Ártico del Cretácico tardío más de 10 grados Celsius por encima de los niveles preindustriales. El problema nunca estuvo en los fósiles.

El dióxido de carbono por sí solo no llegaba

El problema estaba en los ordenadores. Según explica el Instituto de Investigación de la Atmósfera y el Océano de la Universidad de Tokio, reproducir ese calor con un modelo climático resultaba difícil, y el desajuste entre los datos geológicos y los resultados del modelo se convirtió en un problema de larga data en la disciplina.

La palanca evidente es el dióxido de carbono, y se tiró de ella con fuerza. Mainichi informa de que la atmósfera del Cretácico tardío contenía de tres a cuatro veces la concentración actual. Con ese ajuste el planeta entero se calienta, pero los polos se resisten a calentarse lo suficiente.

Lo que faltaba no era un misterio físico sino una costumbre de los modeladores. Las simulaciones del pasado profundo solían asumir valores modernos para los parámetros orbitales de la Tierra, esas oscilaciones lentas que deciden cómo se reparte la luz solar por el planeta. Setenta millones de años de geografía se reconstruían desde cero. La órbita se quedaba donde está ahora.

La variable que movieron valía un grado

Taro Higuchi, investigador del Instituto de Ciencias de la Tierra y la Vida (ELSI) del Institute of Science Tokyo, y Ayako Abe-Ouchi, catedrática del Instituto de Investigación de la Atmósfera y el Océano de la Universidad de Tokio, junto con Wing-Le Chan y Ryouta O'ishi, trabajaron con MIROC, un modelo climático global desarrollado conjuntamente por la Universidad de Tokio, el Instituto Nacional de Estudios Ambientales y JAMSTEC. La versión empleada acopla atmósfera, océano y vegetación. Cargaron la disposición continental de hace unos 70 millones de años, el Maastrichtiense del Cretácico tardío, y variaron de forma sistemática los parámetros orbitales, oblicuidad, precesión y excentricidad, en todo su rango natural, experimento tras experimento. Según el ELSI, la investigación sobre climas cálidos del pasado ha mirado poco hacia la variación orbital.

El parámetro decisivo fue la oblicuidad, la inclinación del eje terrestre. Hoy es de 23,4 grados. Durante el último millón de años ha oscilado entre 22,1 y 24,5 grados, y una oscilación completa tarda unos 41.000 años. Mainichi describe la condición del Cretácico como alrededor de un grado más inclinada que la actual.

Un grado suena a nada. Tampoco es un ajuste exótico reservado a la Tierra antigua: está dentro del rango que el planeta sigue recorriendo.

Los cálculos corrieron en el Earth Simulator, la máquina que JAMSTEC opera en su instituto de Yokohama. La primera generación encabezó el ranking mundial de supercomputadoras TOP500 durante cinco ediciones consecutivas desde junio de 2002. La cuarta generación, la actual, entró en servicio el 1 de marzo de 2021.

El mismo grado hizo mucho más en el Cretácico

El equipo no apiló tres ingredientes de calentamiento hasta que la cifra cuadró. Ejecutó el mismo cambio de inclinación axial con la geografía moderna y con la del Maastrichtiense, y comparó ambos resultados.

Paneles de simulación que comparan la topografía, la temperatura superficial y la respuesta térmica a un cambio de inclinación axial en la Tierra actual y en el Cretácico tardío

Fuente: nota de prensa del Instituto de Investigación de la Atmósfera y el Océano de la Universidad de Tokio y del Institute of Science Tokyo

El calentamiento que sigue a un aumento de la inclinación axial en las latitudes altas del hemisferio norte resultó ser varias veces mayor con la disposición del Cretácico tardío que con la de hoy. El cambio de inclinación y el dióxido de carbono eran idénticos. Solo cambiaba el mundo de debajo.

Faltaban las capas de hielo que hoy descansan sobre Groenlandia y la Antártida, y las latitudes altas del norte tenían más tierra firme que ahora. Mainichi cifra esa superficie emergida del Ártico en aproximadamente el doble de la actual. La tierra se calienta y se enfría más rápido que el océano, de modo que un verano polar más largo e intenso llegaba a una superficie capaz de responder. Y sin capa de hielo tampoco hay una tapa blanca reflectante que mantenga bajo el termostato.

Con esa configuración, el modelo alcanza por fin las temperaturas que los fósiles llevaban décadas exigiendo. Mainichi informa de que las simulaciones arrojaron valores árticos de hasta 14 a 16 grados Celsius por encima de los niveles preindustriales.

El Ártico del Cretácico tardío tenía forma de amplificador: un pequeño empujón astronómico volvía convertido en una oscilación térmica grande. El propio equipo lo formula con más cautela: el resultado apunta a que los parámetros orbitales y la disposición continental de entonces pudieron desempeñar un papel importante.

Un modelo que no reproduce el pasado cuesta creerlo para el futuro

Los modelos climáticos son instrumentos de pronóstico, y lo más parecido a un banco de pruebas es la propia historia de la Tierra. Un modelo que no acierta un blanco del que ya tenemos evidencia física todavía no se ha ganado la confianza sobre un blanco del que no la tenemos. Abe-Ouchi dijo a Mainichi que el resultado sirve como material para comprobar la validez del modelo y que quiere continuar el trabajo de redibujar el pasado de la Tierra mediante cálculo. Es el resultado de un solo modelo, y el equipo quiere llevar el mismo enfoque a otros periodos geológicos.

El Ártico vuelve a amplificar hoy. Los conjuntos de datos de observación sitúan su calentamiento entre 1979 y 2021 en cerca de cuatro veces el ritmo mundial, una proporción mayor que la reportada por la mayoría de estudios anteriores. El mecanismo es otro. El estudio no aborda qué impulsa el calentamiento actual, la oblicuidad va ahora lentamente a la baja y las condiciones que modela quedaron hace 70 millones de años.

Las regiones polares no responden a un cambio en proporción a ese cambio. Multiplican lo que reciben, y el multiplicador depende de cómo estén repartidos la tierra, el océano y el hielo. Valía cuando el amplificador estaba hecho de costa cretácica y vale ahora, con otras piezas.

La aportación japonesa a este rompecabezas concreto fue un modelo y una máquina, apuntados a una pregunta sobre el suelo de otros. Hace 70 millones de años tu país estaba en otro punto del globo, bajo otro cielo, con algo vivo encima. ¿Alguien ha averiguado ya qué era?

Referencias