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Ciencias de la tierra

Historias de aguas antiguas

Restos de lluvias existentes en cavernas ayudan a reconstruir el clima de los últimos miles de años

Estalagmita...

Eduardo CesarEstalagmita…Eduardo Cesar

Lluvias intensas como las que a comienzos de este año convulsionaron a decenas de ciudades en Santa Catarina pueden estar conectadas con fenómenos climáticos acaecidos regiones distantes, con lluvias fuertes también en la Amazonia o el frío riguroso en el hemisferio Norte. En un período relativamente reciente de la historia de la Tierra, desde hace 100 mil años hasta los días actuales, oscilaciones abruptas de temperatura en el hemisferio Norte, que se repiten en promedio cada tres mil años, correspondían a variaciones de lluvia en regiones tropicales en una dimensión incluso mayor que los El Niño o La Niña, causados por el calentamiento o el enfriamiento de las aguas del Pacífico cada entre dos y siete años.

Geólogos y climatólogos de Brasil, Estados Unidos y Alemania arribaron a esas conclusiones al analizar rocas que antes atraían esencialmente por su belleza las estalactitas y las estalagmitas, columnas de rocas que crecen respectivamente a partir del techo o desde el suelo de las cavernas y que cobraron valor científico en los últimos años por preservar restos de aguas de lluvias que cayeron hace miles de años. Los resultados de los análisis del oxígeno del carbonato de calcio de estalagmitas de cavernas brasileñas están ubicando al trópico en la historia del clima del planeta de los últimos 500 mil años, antes contada solamente mediante muestras de hielo extraídas en las regiones polares y de sedimentos del fondo del mar. Los registros de lluvias obtenidos con instrumentos meteorológicos, que también indican las tendencias del clima, raramente retroceden más allá de los 150 años.

Estamos terminando de armar el rompecabezas del clima global del pasado, dice el geólogo Francisco Cruz, investigador del Instituto de Geociencias (IG) de la Universidad de São Paulo (USP). Cruz es el primero autor de una investigación con estalagmitas de cavernas de Río Grande do Norte publicada a fin de febrero en Nature Geoscience, que reunió a investigadores de la USP, de la Universidad de Minas Gerais, de Albany, Massachusetts y Minesotta, Estados Unidos, y del Instituto para la Investigación Marina y Polar de Alemania. Tomadas en su conjunto, las investigaciones con estalagmitas de cavernas de Brasil y de China acentúan los contrastes climáticos al sur y al norte del Ecuador, y muestran que, como consecuencia de ese ciclo de tres mil años, había épocas de intensa humedad en Brasil, mientras que en un país vecino, Venezuela, y en otro muy lejano, China, el clima era más seco.

Los estudios de las cavernas del nordeste brasileño y los anteriores, en cavernas de São Paulo y de Santa Catarina, aunque retratan variaciones climáticas en puntos o en regiones específicas, ayudan a recomponer la historia más antigua del clima en el territorio brasileño y delimitan los momentos de cambios más intensos. Uno de de éstos es el comienzo del clima semiárido en el nordeste, hace alrededor de cuatro mil años, en razón de un desplazamiento periódico del eje de rotación de la Tierra que hizo que el hemisferio Sur empezara a recibir más  radiación solar que el hemisferio Norte. Hace seis mil años, el clima del nordeste era sumamente diferente, afirma Cruz, que nació en Natal, capital de Río Grande do Norte.

... y interior de la caverna Abissal, Rio Grande do Norte: 26 mil años de variaciones climáticas grabados en las rocas

Francisco Cruz / USP… y interior de la caverna Abissal, Rio Grande do Norte: 26 mil años de variaciones climáticas grabados en las rocasFrancisco Cruz / USP

Los registros de la composición química de las rocas de cavernas del nordeste de los últimos 26 mil años sugieren que el clima nordestino comenzó a asumir las características actuales hace cuatro mil años. Según él, el semiárido del nordeste nunca fue tan húmedo como el litoral de la zona, pero las lluvias en el interior estaban mejor  distribuidas a lo largo del año: probablemente cayeron a lo largo de seis meses, de octubre a abril, en lugar de concentrarse en tres meses, de marzo a mayo, como actualmente. Este cambio habría contribuido en la sustitución de bosques relativamente voluminosos por la actual zona agreste conocida como caatinga.

Cuando comenzó el período más seco, la mayoría de las estalagmitas dejó de crecer. El agua se evaporaba antes de llegar a las cavernas, afirma Cruz. La lluvia escaseó a punto tal que el equipo del cual Cruz forma parte, luego de explorar decenas de cavernas, halló tan sólo una estalagmita con capas de carbonato de calcio formadas en los últimos cuatro mil años. Ese testigo único del cambio de clima estaba ubicado a 15 metros de profundidad, aislado en una de las galerías de Furna Nova, una caverna situada a 300 kilómetros de Natal, descubierta años atrás por Jocy Cruz, técnico del Centro Nacional de Estudio, Protección y Manejo de Cavernas (Cecav), del Instituto Chico Mendes, quien acompañaba a los equipos de las universidades y definía sin derecho a cuestionamientos qué podrían retirar o y qué no para hacer análisis de laboratorio.

Examinando otro tipo de material ?los granos del polen de plantas preservados en pantanos y fondos de lagunas, el botánico Paulo Eduardo de Oliveira, investigador de la Universidad de Guarulhos, São Paulo, había arribado anteriormente a conclusiones similares: hasta hace cuatro mil años, la caatinga se mezclaba con otros tipos de vegetación, formando montes más abiertos, con árboles, arbustos y cactus, sin análogos actuales. En la Amazonia, la historia es otra. Al este de la Amazonia existen indicadores de que hubo momentos más  secos, pero no tanto como para eliminar la selva, en tanto que al oeste no se ve ninguna señal de cambio en el clima durante los últimos 40 mil años, dice Oliveira.

Pólenes y sedimentos antiguos ayudan también a reconstruir la historia de la ocupación humana, pues indican que los antiguos habitantes de la Amazonia, por ejemplo, cultivaban maíz y mandioca, de acuerdo con un estudio de Oliveira llevado a cabo junto a investigadores de Florida, Estados Unidos, y de Río de Janeiro, publicado en 2007 en Philosophical Transaction of The Royal Society B. Dibujos sobre rocas aún poco estudiados muestran la existencia de ocupación humana en el nordeste, antes de la fase semiárida, en Lajedo de Soledade, a 30 km de la caverna Rainha, una de las principales cavernas estudiadas, en el departamento de Felipe Guerra (Río Grande do Norte), descubierta también hace pocos años por el espeleólogo Ariosvaldo Araújo da Silva, uno de los fundadores de un grupo de espeleología de Natal.

Lajedo de Soledade: señales de la ocupación humana hace miles de años

Francisco Cruz / USPLajedo de Soledade: señales de la ocupación humana hace miles de añosFrancisco Cruz / USP

Hace cuatro mil años, mientras el nordeste empezaba a volverse más  seco, empezaba a llover más en el sur y en el sudeste. La razón era la misma: el incremento de la intensidad de la radiación solar en el hemisferio Sur, como resultado de la oscilación del eje de rotación de la Tierra, que obedece a ciclos de alrededor de 23 mil años. Dependiendo de la inclinación del eje de rotación de la Tierra, puede haber más sombra en el hemisferio Norte y mayor cobertura solar en el hemisferio Sur o lo contrario.

Cuatro años atrás, luego de examinar estalagmitas de una caverna de São Paulo y otra de Santa Catarina (Pesquisa FAPESP nº 111, mayo de 2005), Cruz había  verificado que la insolación más fuerte hace que los veranos del litoral de la región sur se vuelvan más lluviosos y ahora ayudan la explicar parte del impacto de los aguaceros que dejaron un saldo de 80 mil personas evacuadas en 63 municipios de Santa Catarina. Al presentar los resultados de este trabajo, publicados en mayo de 2005 en Nature, Cruz comentó que la insolación y las lluvias más intensas en el sur eran una tendencia natural que se mantendría durante los próximos mil años, sin considerar las intervenciones humanas sobre el clima.

Actualmente, todo el hemisferio Sur está sujeto a una insolación más intensa, sostiene Cruz. Por estar más cálido, el continente atrae los vientos húmedos provenientes del Atlántico, llamados alisios. Llegados desde el este, provocan lluvias que se propagan desde la Amazonia a las regiones sudeste y sur de Brasil. El calor liberado por la formación de lluvias en la región amazónica origina un movimiento de aire que alcanza grandes altitudes y se desplaza al este, en el sentido inverso al de los alisios, y se sumerge en las proximidades de la costa del nordeste. Esta masa de aire más seco y frío inhibe la entrada de humedad que alimentaría las lluvias en el interior del nordeste, sostiene Cruz.

Los datos de las estalagmitas pueden servir para evaluar la capacidad de los modelos computacionales de reproducir la variabilidad climática del pasado en América del Sur, comenta Mathias Vuille, climatólogos de la Universidad de Albany, Estados Unidos, quien participó en este estudio. Según Vuille, las estalagmitas indican variaciones reales de lluvia en el trópico, pero no explican por qué llovió más o menos, mientras que las simulaciones computacionales, obtenidas mediante modelos matemáticos, informan sobre mecanismos atmosféricos que ocasionaron los cambios de clima, pero no pueden considerarse reales hasta que se las compare con registros materiales.

José Marengo, climatólogo del Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales, se ha valido de registros geológicos o botánicos para obtener una primera visión de climas pasados. Tales materiales, según Marengo, pueden también llevar a hacer conclusiones arriesgadas: Para demostrar con mayor precisión de qué manera el clima del pasado habría sido, dice, necesitamos más puntos. Los climatólogos reconocen que, pese a las limitaciones, los estudios con pólenes y rocas de cavernas ayudan a diferenciar los efectos marcadamente naturales, en una época en que la civilización humana era incipiente, de los que pueden sufrir influencia de la acción humana. En los últimos 100 mil años, por causas esencialmente naturales, durante siglos la temperatura de las regiones polares habría permanecido ubicada algunos grados encima o por debajo de los niveles anteriores, mientras que en los trópicos llovía entre dos y tres veces más.

A comienzos de este año, los argentinos asistieron a la sequía más intensa de los últimos 50 años y los australianos vieron ciudades consumidas por incendios, mientras que los termómetros clavaban el récord de 46,6º Celsius. En Santa Catarina, fuertes lluvias causaron inundaciones que complicaron a decenas de ciudades; los ingleses dejaron de lado los planes inmediatos ante nevascas igualmente intensas. Los expertos en el estudio del clima no dicen que los extremos climáticos del comienzo de este año reflejen cambios climáticos permanentes, pero sí habían advertido que estas situaciones podrían ocurrir en el futuro con mayor frecuencia. Climatólogos afirmaron en un informe de 2007 que incendios de dimensiones más amplias que las habituales podrían volverse más  frecuentes en Australia.

Marengo coordinó la elaboración de escenarios climáticos derivados de modelos regionales que proyectaban episodios de lluvias más intensas o de variaciones más  acentuadas de temperaturas en Brasil durante la segunda mitad del siglo XXI (Pesquisa FAPESP nº 130, diciembre de 2006). O a lo mejor no tan lejos en el tiempo. La semana anterior al Carnaval, Marengo vio el río que corta la ciudad de Guaratinguetá, entre Río de Janeiro y São Paulo, salir de su cauce e inundar avenidas y casas. Nunca lo vi crecer tanto, dijo alarmado. Según él, allá y en otras ciudades brasileñas el clima agrava la crisis ya existente de la falta de planificación urbana. También Argentina puede pasar durante los próximos años por oscilaciones mayores de lluvias y de temperatura, como la registrada este año, de acuerdo con un estudio coordinado por Marengo, que saldría publicado en poco tiempo más en el International Journal of Climatology.

Cruz corre contra el tiempo para descubrir un poco más de los secretos del clima. Sobre una de sus mesas de trabajo en el Instituto de Geociencias descansan muchas estalagmitas las preferidas, que exhiben capas nítidas y relativamente regulares para su análisis. Salieron de cavernas de São Paulo, Santa Catarina, Minas Gerais, Goiás, Mato Grosso, Bahia y Tocantins. Una de las piezas más  valiosas es una estalagmita de casi 2,5 metros de longitud, encontrada en 13 pedazos en Caverna do Diabo, en el sur paulista, que registra las variaciones del clima de los últimos 600 mil años. Según Cruz, solamente Brasil y China poseen registros tan largos y continuos.

El proyecto
Paleoclima del Cuaternario tardío brasileño a partir de las razones isotópicas de oxígeno y carbono en espeleotemas (nº 06/06761-0); Modalidad Programa Jóvenes Investigadores; Coordinador Francisco William da Cruz Junior – IG/USP; Inversión R$ 104.113,80

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