14.6: Glaciaciones de la Edad de Hielo
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Causas de Glaciaciones
¿Por qué ocurren las glaciaciones? Las causas incluyen factores tanto a largo como a corto plazo. En el sentido geológico, a largo plazo significa una escala de 10 a 100 de millones de años y a corto plazo significa una escala de 100 a 200 000 años. Las ideas sobre las causas a largo plazo de las glaciaciones a lo largo del tiempo geológico incluyen el posicionamiento de continentes cerca de polos mediante la tectónica de placas y el Ciclo Wilson y los cambios en la circulación oceánica debido al reposicionamiento de los continentes como el cierre del Estrecho de Panamá. Los factores a corto plazo son más reconocibles para la Glaciación Plioceno-Cuaternaria más reciente y son más relevantes para el cambio climático antropogénico actual, pero pueden haber ocurrido en las glaciaciones anteriores.
Las causas a corto plazo de las fluctuaciones glaciales se atribuyen a ciclos en el eje de rotación de la Tierra y en las relaciones Tierra-Sol debido a variaciones en la órbita terrestre llamadas Ciclos Milankovitch. Estos ciclos afectan la cantidad de radiación solar entrante, y los cambios en el dióxido de carbono en la atmósfera. Durante el Cenozoico, los niveles de dióxido de carbono disminuyeron de manera constante desde un máximo en el Paleoceno provocando un enfriamiento climático gradual [18]. A medida que el clima se enfriaba, los efectos de los Ciclos Milankovitch comenzaron a influir en el clima con ciclos regulares de calentamiento y enfriamiento. Los ciclos de Milankovitch son tres cambios orbitales que llevan el nombre del astrónomo serbio Milutin Milankovitch. Los tres cambios orbitales son el bamboleo del eje de la Tierra llamado precesión con un lapso de 21.000 años, el ángulo del eje de la Tierra llamado oblicuidad con un lapso de aproximadamente 41,000 años, y variaciones de la distancia desde el sol en la órbita terrestre alrededor del sol referido como excentricidad con un lapso de 93.000 años [19]. Estos cambios orbitales crearon un ciclo glacial-interglacial de 41,000 años de hace 2.5 a 1.0 millones de años y un ciclo más largo de ~100,000 años desde hace 1.0 millones de años hasta hoy (para más detalles, ver esta tabla). La combinación de estos tres Ciclos Milankovitch cambia el ángulo en el que la energía del sol golpea la superficie de la tierra cerca de los polos y la cantidad de energía (insolación) recibida por la Tierra (para más detalles, ver esta tabla). A medida que el clima se enfriaba durante la Era Cenozoica, los sutiles cambios en la energía recibida por el planeta se expresaron como un ciclo climático más cálido y más frío, de ahí los ciclos glacial-interglaciales.
Este gráfico ilustra el efecto de los Ciclos Milankovitch.
| Nombre | Ilustración |
|---|---|
| Precesión |  |
| Obligüidad |  |
| Excentricidad |  |
Este video resume las edades de hielo: sus características y causas.
Cambio del nivel del mar y rebote isostático
Dado que los glaciares son hielo ubicado en tierra (no flotando en el océano), cuando los glaciares se derriten y retroceden ocurren dos cosas, el nivel del mar aumenta globalmente y la tierra se eleva localmente debido al rebote isostático. El derretimiento del agua glacial corre hacia el océano y el nivel del mar en todo el mundo aumentará. Por ejemplo, desde el último máximo glacial hace unos 19,000 años [17] el nivel del mar ha subido unos 400 pies (125 metros) [20]. Un cambio global global en el nivel del mar se llama cambio eustático del nivel del mar. Más agua en el océano provoca un aumento eustático del nivel del mar. Otro factor importante que causa el aumento eustático del nivel del mar es la expansión térmica. Según la física básica, la expansión térmica ocurre cuando un sólido, líquido o gas se expande en volumen cuando aumenta la temperatura. Vea este video de 30 segundos que demuestra la expansión térmica con el clásico experimento de bola y anillo de latón. Alrededor de la mitad del aumento eustático del nivel del mar durante el siglo pasado ha sido el resultado de la expansión térmica, el resto del derretimiento de los glaciares [21; 22].
Sin embargo, la tectónica y el rebote isostático pueden mover la tierra hacia arriba y hacia abajo. El cambio del nivel del mar en relación con un paisaje continental más local se denomina cambio relativo del nivel del mar. El cambio relativo del nivel del mar incluye tanto el movimiento vertical del nivel eustático del mar como el movimiento vertical de la tierra, de manera que el cambio del nivel del mar se mide en relación con el suelo. Por lo tanto, si el terreno sube mucho y el nivel del mar sube sólo un poco, entonces el nivel del mar parecería bajar.
La litosfera puede moverse verticalmente como resultado de dos procesos principales, la tectónica y el rebote isostático. La elevación tectónica ocurre cuando las placas tectónicas chocan como se discute en el capítulo de Tectónica de Placas. La isostasia describe el equilibrio que existe para la litosfera terrestre, donde la litosfera más densa “se hunde” más abajo en la parte superior de la astenosfera y la litosfera menos densa “flota” más arriba en la astenosfera. El rebote isostático es cuando se elimina algo de peso de la litosfera continental haciendo que ésta “flote” más arriba sobre la astenosfera. La erosión puede eliminar este peso muy lentamente o la eliminación relativamente rápida de los glaciares puede eliminar mucho peso en poco tiempo. El derretimiento de los glaciares elimina el peso de la litosfera continental haciendo que se eleve o “rebote” de estar previamente deprimida. La mayor parte del rebote isostático glacial ocurre donde los glaciares se derritieron recientemente (hace 19,000 años) como Canadá y Escandinavia. El rebote isostático glacial hace que el nivel relativo del mar baje o suba menos rápidamente como se ve desde la tierra. El rebote isostático también ocurrió en Utah cuando se retiró el agua del lago Bonneville [23]. El rebote isostático sigue teniendo lugar dondequiera que haya hielo o cuerpos de agua de la Edad de Hielo en las superficies continentales. Sus efectos se pueden observar en terrazas que se forman en llanuras aluviales fluviales que cruzan estas áreas.
Este mapa muestra las tasas de movimiento vertical de la corteza a nivel mundial. Nótese que el mayor movimiento ascendente ocurre en regiones afectadas por la reciente glaciación, rebote isostático. Además, tenga en cuenta que la depresión de la corteza también se ha producido en regiones adyacentes ya que el material subcortical desplazado por la disminución isostática del peso del hielo ha vuelto a fluir bajo el rebote.
Tasas de rebote isostático a nivel mundial, mayores en regiones de glaciación reciente.