16.1: Periodos Glaciales en la Historia de la Tierra
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Actualmente nos encontramos en medio de un periodo glacial (aunque ahora es menos intenso que hace 20 mil años) pero este no es el único periodo de glaciación en la historia de la Tierra; ha habido muchos en el pasado lejano, como se ilustra en la Figura\(\PageIndex{1}\). En general, sin embargo, la Tierra ha estado lo suficientemente cálida como para estar libre de hielo durante mucho más tiempo de lo que ha estado lo suficientemente fría como para ser glaciada.
El período glacial más antiguo conocido es el Hurónico. Con base en evidencia de depósitos glaciares de la zona alrededor del lago Huron en Ontario y otros lugares, es evidente que la Glaciación Hurónica duró de aproximadamente 2,400 a 2,100 Ma. Debido a que las rocas de esa edad son raras, no sabemos mucho sobre la duración, intensidad o extensión global de esta glaciación.
Tarde en el Proterozoico, por razones que no se comprenden completamente, el clima se enfrió dramáticamente y la Tierra se apoderó de lo que parece ser su glaciación más intensa. Las glaciaciones del Período Criogeniano (cryo es latino para el frío helado) también se conocen como las glaciaciones de la “Tierra Bola de Nieve”, porque se plantea la hipótesis de que todo el planeta estaba congelado —incluso en regiones ecuatoriales— con hielo de hasta 1 km de espesor en los océanos. Un visitante de nuestro planeta en ese momento podría no haber tenido muchas esperanzas por su habitabilidad, aunque la vida aún sobrevivió en los océanos. Hubo dos periodos glaciares principales dentro del criogeniano, cada uno con una duración aproximada de 20 millones de años: el esturiano alrededor de 700 Ma y el Marinoano a 650 Ma. También hay evidencia de algunas glaciaciones más cortas tanto antes como después de estas. El fin de las glaciaciones criogenianas coincide con la evolución de formas de vida relativamente grandes y complejas en la Tierra. Esto comenzó durante el Periodo Ediacaran, y luego continuó con la llamada explosión de formas de vida en el Cámbrico. Algunos geólogos piensan que las cambiantes condiciones ambientales del criogeniano son las que en realidad desencadenaron la evolución de la vida grande y compleja.
Se han registrado tres grandes glaciaciones durante el Fanerozoico (los últimos 540 millones de años), incluyendo la andina/Sahariana (registrada en rocas de América del Sur y África), la Karoo (llamada así por rocas en el sur de África) y las glaciaciones cenozoicas. El Karoo fue la más larga de las glaciaciones fanerozoicas, persistiendo durante gran parte del tiempo que el supercontinente Gondwana estuvo situado sobre el Polo Sur (~360 a 260 Ma). Cubrió grandes partes de África, Sudamérica, Australia y la Antártida (ver Figura\(\PageIndex{3}\)). Como recordarás del Capítulo 10, esta glaciación generalizada, a través de continentes que ahora están muy separados, fue un componente importante de la evidencia de Alfred Wegener sobre la deriva continental. A diferencia de las glaciaciones criogenianas, las glaciaciones andino-sahariana, karoo y cenozoica solo afectaron partes de la Tierra. Durante la época de Karoo, por ejemplo, lo que ahora es América del Norte estaba cerca del ecuador y permaneció sin glaciar.
La Tierra era cálida y esencialmente no glaciada en todo el Mesozoico. Si bien puede haber habido alguna glaciación alpina en este momento, ya no hay registro alguno de ella. Los dinosaurios, que dominaron los hábitats terrestres durante el Mesozoico, no tuvieron que soportar condiciones heladas.
Un clima cálido persistió en el Cenozoico; de hecho hay evidencia de que el Paleoceno (~50 a 60 Ma) fue la parte más cálida del Fanerozoico desde el Cámbrico (Figura\(\PageIndex{2}\)). Una serie de eventos tectónicos durante el Cenozoico contribuyeron a un enfriamiento planetario persistente y significativo desde 50 Ma. Por ejemplo, la colisión de la India con Asia y la formación de la cordillera del Himalaya y la meseta tibetana resultó en un aumento dramático en la tasa de meteorización y erosión. Tasas más altas de lo normal de meteorización de rocas con minerales de silicato, especialmente feldespato, consume dióxido de carbono de la atmósfera y por lo tanto reduce el efecto invernadero, resultando en enfriamiento a largo plazo.
A los 40 Ma, el movimiento continuo de la placa amplió la estrecha brecha entre América del Sur y la Antártida, lo que resultó en la apertura del Pasaje Drake. Esto permitió el flujo irrestricto de agua de oeste a este alrededor de la Antártida, la Corriente Circumpolar Antártica (Figura\(\PageIndex{3}\)), que efectivamente aisló el océano meridional de las aguas más cálidas de los océanos Pacífico, Atlántico e Índico. La región se enfrió significativamente, y por 35 Ma (Oligoceno) glaciares comenzaron a formarse en la Antártida
Las temperaturas globales se mantuvieron relativamente estables durante el Oligoceno y el Mioceno temprano, y la glaciación antártica disminuyó durante ese tiempo. Alrededor de 15 Ma, el vulcanismo relacionado con la subducción entre América Central y del Sur creó la conexión entre América del Norte y del Sur, impidiendo que el agua fluya entre los océanos Pacífico y Atlántico. Esto restringió aún más la transferencia de calor de los trópicos a los polos, lo que llevó a un rejuvenecimiento de la glaciación antártica. La expansión de esa capa de hielo incrementó la reflectividad de la Tierra lo suficiente como para promover un bucle de retroalimentación positiva de enfriamiento adicional: hielo glacial más reflectante, más enfriamiento, más hielo, etc. Para el Plioceno (~5 Ma) las capas de hielo habían comenzado a crecer en América del Norte y el norte de Europa (Figura\(\PageIndex{4}\)). La parte más intensa de la glaciación actual —y el clima más frío— ha sido durante los últimos millones de años (el último tercio del Pleistoceno), pero si contamos la glaciación antártica, realmente se extiende desde el Oligoceno hasta el Holoceno, y probablemente continuará en el futuro.
El Pleistoceno se ha caracterizado por variaciones significativas de temperatura (a través de un rango de casi 10°C) en escalas de tiempo de 40,000 a 100,000 años, y la correspondiente expansión y contracción de capas de hielo. Estas variaciones se atribuyen a cambios sutiles en los parámetros orbitales de la Tierra (ciclos Milankovitch), los cuales se explican con más detalle en el Capítulo 21. En el último millón de años, los ciclos de glaciación han sido de aproximadamente 100,000 años; esta variabilidad es visible en la Figura\(\PageIndex{4}\).
Este diagrama (Figura\(\PageIndex{5}\)) muestra los últimos 500,000 años de variaciones de temperatura global con base en los mismos datos utilizados para la Figura\(\PageIndex{4}\). Los últimos cinco periodos glaciares están marcados con copos de nieve. El más reciente, que alcanzó su punto máximo alrededor de 20 ka, se conoce como la Glaciación de Wisconsin. Describir la naturaleza del cambio de temperatura que siguió a cada uno de estos períodos glaciales.
El interglacial actual (Holoceno) está marcado con una H. Señalar los cinco períodos interglaciales anteriores.
Consulte el Apéndice 3 para el Ejercicio 16.1 respuestas.
A la altura de la última glaciación (Glaciación Wisconsin), enormes capas de hielo cubrieron casi todo Canadá y gran parte del norte de Estados Unidos (Figura\(\PageIndex{6}\)). (De hecho, el hielo glacial se extendió bien al sur de Wisconsin, hacia Illinois, Indiana y Ohio). La enorme capa de hielo Laurentide cubrió la mayor parte del este de Canadá (y Estados Unidos adyacentes), tan al oeste como las Montañas Rocosas, y la capa de hielo cordillerana más pequeña cubrió la mayor parte de la región occidental. En varios otros picos glaciares durante el Pleistoceno y Plioceno, la extensión del hielo fue similar a esta, y en algunos casos, aún más extensa. Las capas de hielo combinadas Laurentide y Cordilleran fueron comparables en volumen de hielo a la actual capa de hielo antártica.
Atribuciones de medios
- Figura\(\PageIndex{1}\), 16.1.3, 16.1.5: © Steven Earle. CC POR.
- Figura\(\PageIndex{2}\): © Raíz Routledge. Adaptado por Steven Earle. Aprobado para uso no comercial.
- Figura\(\PageIndex{4}\): © Steven Earle. CC POR. Basado en datos de Lisiecki y Raymo, 2005.
- Figura\(\PageIndex{6}\): © Steven Earle. CC POR. Basado en un Mapa de la NOAA.