Período de tiempo de hace aproximadamente 12.900 a 11.700 años con enfriamiento glacial del hemisferio norte y calentamiento del hemisferio sur
El Younger Dryas (YD) fue un período en la historia geológica de la Tierra que ocurrió alrededor de 12.900 a 11.700 años antes del presente (BP). [2] Es principalmente conocido por el enfriamiento repentino o "abrupto" en el hemisferio norte, cuando el océano Atlántico Norte se enfrió y las temperaturas anuales del aire disminuyeron en ~3 °C (5,4 °F) en América del Norte , 2-6 °C (3,6-10,8 °F) en Europa y hasta 10 °C (18 °F) en Groenlandia , en unas pocas décadas. [3] El enfriamiento en Groenlandia fue particularmente rápido, y tuvo lugar en solo 3 años o menos. [1] [4] Al mismo tiempo, el hemisferio sur experimentó un calentamiento. [3] [5] Este período terminó tan rápidamente como comenzó, con un calentamiento dramático durante ~50 años, que hizo la transición de la Tierra desde la época glacial del Pleistoceno al Holoceno actual . [1]
El inicio del Dryas Reciente no estuvo completamente sincronizado; en los trópicos, el enfriamiento se extendió a lo largo de varios siglos, y lo mismo sucedió con el calentamiento del Holoceno temprano. [1] Incluso en el hemisferio norte, el cambio de temperatura fue altamente estacional, con inviernos mucho más fríos, primaveras más frescas, pero sin cambios o incluso un ligero calentamiento durante el verano. [6] [7] También se produjeron cambios sustanciales en las precipitaciones , con áreas más frías experimentando lluvias sustancialmente menores, mientras que las áreas más cálidas recibieron más. [3] En el hemisferio norte, la duración de la temporada de crecimiento disminuyó. [7] La cubierta de hielo terrestre experimentó poco cambio neto, [8] pero la extensión del hielo marino había aumentado, lo que contribuyó a la retroalimentación hielo-albedo . [3] Este aumento del albedo fue la principal razón del enfriamiento global neto de 0,6 °C (1,1 °F). [3]
Durante el período anterior, el rápido calentamiento interestadial de Bølling-Allerød en el hemisferio norte [9] : 677 fue compensado por el enfriamiento equivalente en el hemisferio sur. [10] [8] Este patrón de "sube y baja polar" es consistente con los cambios en la circulación termohalina (particularmente la circulación meridional atlántica de retorno o AMOC), que afecta en gran medida la cantidad de calor que puede pasar del hemisferio sur al norte. El hemisferio sur se enfría y el hemisferio norte se calienta cuando la AMOC es fuerte, y sucede lo contrario cuando es débil. [10] El consenso científico es que el debilitamiento severo de la AMOC explica los efectos climáticos del Younger Dryas. [11] : 1148 También explica por qué el calentamiento del Holoceno había avanzado tan rápidamente una vez que el cambio de la AMOC ya no contrarrestaba el aumento en los niveles de dióxido de carbono . [8]
El debilitamiento de la AMOC que causa efectos de balancín polar también es consistente con la explicación aceptada para los eventos Dansgaard-Oeschger , y es probable que YD haya sido el último y el más fuerte de estos eventos. [12] Sin embargo, existe cierto debate sobre qué causó que la AMOC se volviera tan débil en primer lugar. La hipótesis históricamente más apoyada por los científicos fue una interrupción de una afluencia de agua dulce y fría del lago Agassiz de América del Norte al océano Atlántico. [13] Si bien hay evidencia de agua de deshielo viajando a través del río Mackenzie , [14] esta hipótesis puede no ser consistente con la falta de aumento del nivel del mar durante este período, [15] por lo que también han surgido otras teorías. [16] Un impacto extraterrestre en la capa de hielo Laurentide (donde no habría dejado ningún cráter de impacto) se propuso como explicación, pero esta hipótesis tiene numerosos problemas y no cuenta con el respaldo de la ciencia convencional. [17] [18] Más recientemente se ha propuesto una erupción volcánica como desencadenante inicial del enfriamiento y el crecimiento del hielo marino, [19] y se ha confirmado la presencia de niveles anómalamente altos de vulcanismo inmediatamente anteriores al inicio del Younger Dryas tanto en núcleos de hielo [20] como en depósitos de cuevas. [21]
En Irlanda , el Younger Dryas también se ha conocido como Nahanagan Stadial, y en Gran Bretaña se lo ha llamado Loch Lomond Stadial. [24] [25] En la cronología de los núcleos de hielo de la Cumbre de Groenlandia , el Younger Dryas corresponde al Groenlandia Stadial 1 (GS-1). El período cálido de Allerød precedente (interestadial) se subdivide en tres eventos: Groenlandia Interestadial-1c a 1a (GI-1c a GI-1a). [26]
Clima
Al igual que en otros periodos geológicos, el paleoclima durante el Younger Dryas se reconstruye a través de datos indirectos como rastros de polen , núcleos de hielo y capas de sedimentos marinos y lacustres . [28] En conjunto, esta evidencia muestra que el enfriamiento significativo en todo el hemisferio norte comenzó alrededor de 12.870 ± 30 años AP. [29] Fue particularmente severo en Groenlandia , donde las temperaturas disminuyeron entre 4 y 10 °C (7,2 y 18,0 °F), [6] de manera abrupta. [30] Las temperaturas en la cumbre de Groenlandia fueron hasta 15 °C (27 °F) más frías que a principios del siglo XXI. [30] [31]
También se produjo un fuerte enfriamiento de alrededor de 2–6 °C (3,6–10,8 °F) en Europa. [3] Se formaron campos de hielo y glaciares en las zonas altas de Gran Bretaña , mientras que muchas áreas de tierras bajas desarrollaron permafrost , [32] lo que implica un enfriamiento de −5 °C (23 °F) y una temperatura media anual no superior a −1 °C (30 °F). [31] [33] América del Norte también se enfrió, particularmente en las áreas oriental y central. [28] Mientras que la región del noroeste del Pacífico se enfrió entre 2 y 3 °C (3,6–5,4 °F), el enfriamiento en el oeste de América del Norte fue generalmente menos intenso. [34] [35] [36] [37] [38] [39] Mientras que la cuenca de Orca en el Golfo de México todavía experimentó una caída en la temperatura de la superficie del mar de 2,4 ± 0,6 °C, [40] las áreas terrestres más cercanas a ella, como Texas , el área del Gran Cañón [41] y Nuevo México , finalmente no se enfriaron tanto como el interior continental. [42] [43] [44] El sureste de los Estados Unidos se volvió más cálido y húmedo que antes. [45] [42] [39] Hubo calentamiento en el mar Caribe y sus alrededores , y en África occidental . [3]
Se creía que el enfriamiento del Dryas Reciente comenzó aproximadamente al mismo tiempo en todo el hemisferio norte. [46] Sin embargo, el análisis de varvas (rocas sedimentarias) realizado en 2015 sugirió que el enfriamiento se produjo en dos etapas: primero a lo largo de la latitud 56-54° N, hace 12.900-13.100 años, y luego más al norte, hace 12.600-12.750 años. [47] La evidencia de los núcleos del lago Suigetsu en Japón y el complejo de cuevas de Puerto Princesa en Filipinas muestra que el inicio del Dryas Reciente en el este de Asia se retrasó varios cientos de años en relación con el Atlántico Norte. [48] [1] Además, el enfriamiento fue uniforme durante todo el año, pero tuvo un patrón estacional distintivo. En la mayoría de los lugares del hemisferio norte, los inviernos se volvieron mucho más fríos que antes, pero las primaveras se enfriaron menos, mientras que no hubo cambios de temperatura o incluso un ligero calentamiento durante el verano. [6] [7] Una excepción parece haber tenido lugar en lo que hoy es Maine , donde las temperaturas invernales se mantuvieron estables, pero las temperaturas estivales disminuyeron hasta 7,5 °C (13,5 °F). [49]
Mientras que el hemisferio norte se enfrió, se produjo un calentamiento considerable en el hemisferio sur. [1] Las temperaturas de la superficie del mar fueron más cálidas en 0,3–1,9 °C (0,54–3,42 °F), y la Antártida , Sudamérica (al sur de Venezuela ) y Nueva Zelanda experimentaron calentamiento. [3] El cambio neto de temperatura fue un enfriamiento relativamente modesto [50] de 0,6 °C (1,1 °F). [3] Los cambios de temperatura del Dryas Reciente duraron entre 1150 y 1300 años. [51] [52] Según la Comisión Internacional de Estratigrafía , el Dryas Reciente terminó hace unos 11 700 años, [53] aunque algunas investigaciones lo sitúan más cerca de hace 11 550 años. [54] [55] [56] [57] [58]
El final del Younger Dryas también fue abrupto: en áreas previamente enfriadas, el calentamiento a los niveles anteriores tuvo lugar durante 50 a 60 años. [59] [1] Los trópicos experimentaron una recuperación de temperatura más gradual durante varios siglos; [1] la excepción fue en áreas tropicales del Atlántico como Costa Rica , donde el cambio de temperatura fue similar al de Groenlandia. [60] El calentamiento del Holoceno luego continuó en todo el mundo, siguiendo un aumento en los niveles de dióxido de carbono durante el período YD [8] (de ~210 ppm a ~275 ppm [61] ).
La cantidad de agua contenida en los glaciares influye directamente en los niveles globales del mar: el nivel del mar aumenta si los glaciares retroceden y disminuye si los glaciares crecen. En general, parece que hubo pocos cambios en el nivel del mar durante el Younger Dryas. [8] Esto contrasta con los rápidos aumentos antes y después, como el Pulso de Agua de Deshielo 1A . [8] En las costas, el avance y retroceso de los glaciares también afecta el nivel relativo del mar . El oeste de Noruega experimentó un aumento relativo del nivel del mar de 10 m ( 32+2 ⁄ 3 pies) a medida que avanzaba la capa de hielo escandinava . [76] [77] Cabe destacar que el avance de la capa de hielo en esta área parece haber comenzado unos 600 años antes del inicio global del Younger Dryas. [77] Bajo el agua, los depósitos de clatrato de metano (metano congelado en hielo) se mantuvieron estables durante todo el Younger Dryas, incluso durante el rápido calentamiento cuando terminó. [78]
Sistemas meteorológicos
A medida que el hemisferio norte se enfrió y el hemisferio sur se calentó, el ecuador térmico se habría desplazado hacia el sur. Debido a que los vientos alisios de ambos hemisferios se anulan entre sí por encima del ecuador térmico en una zona tranquila y muy nublada conocida como la Zona de Convergencia Intertropical (ZCIT), un cambio en su posición afecta los patrones de viento en otras partes. Por ejemplo, en África Oriental , los sedimentos del lago Tanganyika se mezclaron con menos fuerza durante este período, lo que indica sistemas de viento más débiles en esta área. [79] Se cree que los cambios en los patrones atmosféricos son la razón principal por la que los veranos del hemisferio norte en general no fueron más fríos durante el Dryas Reciente. [7]
Como los vientos transportan humedad en forma de nubes, estos cambios también afectan a las precipitaciones . Así, la evidencia del registro de polen muestra que algunas áreas se han vuelto muy áridas, incluyendo Escocia, [80] el Medio Oeste de América del Norte , [81] Anatolia y el sur de China . [82] [83] [84] A medida que el norte de África, incluido el desierto del Sahara , se volvió más seco, la cantidad de polvo arrastrado por el viento también aumentó. [3] Otras áreas se volvieron más húmedas, incluido el norte de China [84] (posiblemente exceptuando la región de Shanxi ) [85]
Biosfera
El Dryas Reciente fue descubierto inicialmente a principios del siglo XX, a través de estudios paleobotánicos y litoestratigráficos de sitios de pantanos y lagos suecos y daneses , particularmente el pozo de arcilla Allerød en Dinamarca. [86] [52] [87] [88] El análisis de polen fosilizado había demostrado consistentemente cómo Dryas octopetala , una planta que solo prospera en condiciones glaciales, comenzó a dominar donde los bosques pudieron crecer durante el Interestadial BA anterior. [86] Esto hace que el Dryas Reciente sea un ejemplo clave de cómo la biota respondió al cambio climático abrupto . [89]
Por ejemplo, en lo que ahora es Nueva Inglaterra , [90] [91] [92] los veranos frescos, combinados con inviernos fríos y bajas precipitaciones, dieron como resultado una tundra sin árboles hasta el inicio del Holoceno, cuando los bosques boreales se desplazaron hacia el norte. [49] A lo largo de los márgenes meridionales de los Grandes Lagos, la cantidad de piceas disminuyó rápidamente, mientras que los pinos aumentaron y la vegetación herbácea de las praderas disminuyó en abundancia, pero aumentó al oeste de la región. [93] Los Apalaches centrales permanecieron boscosos durante el Dryas Reciente, pero estaban cubiertos de bosques boreales de piceas y alerces , cambiando a bosques templados de hoja ancha y mixtos durante el Holoceno. [94] Por el contrario, la evidencia de polen y macrofósiles de cerca del lago Ontario indica que los bosques boreales fríos persistieron hasta principios del Holoceno. [45]
Un aumento del polen de pino indica inviernos más fríos en las Cascadas centrales. [95] Los espeleotemas del Monumento Nacional y Reserva de las Cuevas de Oregón en las montañas Klamath del sur de Oregón aportan pruebas de un enfriamiento climático contemporáneo al Younger Dryas. [96] En la península Olímpica, un sitio de elevación media registró una disminución de los incendios, pero el bosque persistió y la erosión aumentó durante el Younger Dryas, lo que sugiere condiciones frías y húmedas. [97] Los registros de espeleotemas indican un aumento de las precipitaciones en el sur de Oregón, [96] [98] cuyo momento coincide con el aumento del tamaño de los lagos pluviales en la Gran Cuenca del norte. [99] El registro de polen de las montañas Siskiyou sugiere un desfase en el momento del Younger Dryas, lo que indica una mayor influencia de las condiciones más cálidas del Pacífico en esa cordillera. [100]
Los efectos en la región de las Montañas Rocosas fueron variados. [101] [102] Varios sitios muestran pocos o ningún cambio en la vegetación. [103] En las Montañas Rocosas del norte, un aumento significativo en pinos y abetos sugiere condiciones más cálidas que antes y un cambio a parques subalpinos en algunos lugares. [104] [103] [105] [106] Se plantea la hipótesis de que esto sea el resultado de un cambio hacia el norte en la corriente en chorro, combinado con un aumento en la insolación de verano [104] [107] así como una capa de nieve invernal que era más alta que hoy, con temporadas de primavera prolongadas y más húmedas. [108]
Sociedades humanas
El Dryas Reciente se relaciona a menudo con la Revolución Neolítica , con la adopción de la agricultura en el Levante . [109] [110] Se podría decir que el Dryas Reciente, frío y seco, redujo la capacidad de sustentación de la zona y obligó a la población sedentaria del Natufiense temprano a adoptar un patrón de subsistencia más móvil. [111] Se cree que un mayor deterioro climático provocó el cultivo de cereales . Si bien existe un consenso relativo sobre el papel del Dryas Reciente en los patrones de subsistencia cambiantes durante el Natufiense, su conexión con el comienzo de la agricultura al final del período aún se debate. [112] [113]
Causa
El consenso científico vincula el Younger Dryas con una reducción significativa o el cierre de la circulación termohalina , que hace circular aguas tropicales cálidas hacia el norte a través de la circulación meridional atlántica (CMA). [3] [11] : 1148 Esto es consistente con las simulaciones de modelos climáticos , [1] así como con una variedad de evidencia indirecta, como la disminución de la ventilación (exposición al oxígeno de la superficie) de las capas más bajas del agua del Atlántico Norte. Los núcleos del Atlántico Norte subtropical occidental muestran que el "agua del fondo" permaneció allí durante 1000 años, el doble de la edad de las aguas del fondo del Holoceno tardío del mismo sitio alrededor de 1500 AP. [114] Además, el calentamiento anómalo del sureste de los Estados Unidos coincide con la hipótesis de que a medida que la CMA se debilitaba y transportaba menos calor desde el Caribe hacia Europa a través del Giro del Atlántico Norte , más de este permanecería atrapado en las aguas costeras. [115]
Originalmente se planteó la hipótesis de que el estallido masivo del paleohistórico lago Agassiz había inundado el Atlántico Norte a través de la vía marítima del San Lorenzo , pero se había encontrado poca evidencia geológica. [116] Por ejemplo, la salinidad en la vía marítima del San Lorenzo no disminuyó, como se habría esperado de cantidades masivas de agua de deshielo. [117] En cambio, investigaciones más recientes muestran que las aguas de la inundación siguieron un camino a lo largo del río Mackenzie en el actual Canadá, [118] [119] y los núcleos de sedimentos muestran que el estallido más fuerte había ocurrido justo antes del inicio del Dryas Reciente. [14]
Es probable que otros factores también hayan desempeñado un papel importante en el clima del Younger Dryas. Por ejemplo, algunas investigaciones sugieren que el clima en Groenlandia se vio afectado principalmente por el derretimiento de la entonces presente capa de hielo de Fennoscandian , lo que podría explicar por qué Groenlandia experimentó los cambios climáticos más abruptos durante el YD. [120] Los modelos climáticos también indican que un solo estallido de agua dulce, sin importar cuán grande sea, no habría podido debilitar la AMOC durante más de 1000 años, como lo requiere la línea de tiempo del Younger Dryas, a menos que otros factores también estuvieran involucrados. [121] Algunos modelos explican esto al mostrar que el derretimiento de la capa de hielo Laurentide provocó una mayor lluvia sobre el océano Atlántico, refrescándolo y ayudando así a debilitar la AMOC. [117] Una vez que comenzó el Younger Dryas, las temperaturas más bajas habrían elevado las nevadas en todo el hemisferio norte, aumentando la retroalimentación del albedo del hielo . Además, la nieve derretida tendría más probabilidades de volver a fluir hacia el Atlántico Norte que la lluvia, ya que se absorbería menos agua en el suelo congelado. [121] Otros modelos muestran que el hielo marino en el océano Ártico podría haber tenido decenas de metros de espesor al comienzo del Younger Dryas, de modo que habría podido arrojar icebergs al Atlántico Norte, lo que habría podido debilitar la circulación de manera constante. [122] En particular, los cambios en la cubierta de hielo marino no habrían tenido impacto en los niveles del mar, lo que es consistente con la ausencia de un aumento significativo del nivel del mar durante el Younger Dryas, y particularmente durante su inicio. [15]
Algunos científicos también explican la falta de aumento del nivel del mar durante el inicio del Younger Dryas relacionándolo con una erupción volcánica. [19] Las erupciones a menudo depositan grandes cantidades de partículas de dióxido de azufre en la atmósfera, donde se conocen como aerosoles , y pueden tener un gran efecto de enfriamiento al reflejar la luz solar. Este fenómeno también puede ser causado por la contaminación antropogénica por azufre, donde se conoce como oscurecimiento global . [123] El enfriamiento de una erupción volcánica en latitudes altas podría haber acelerado el crecimiento del hielo marino del Atlántico Norte, inclinando finalmente la AMOC lo suficiente como para causar el Younger Dryas. [19] Los depósitos de cuevas y los núcleos de hielo glaciar contienen evidencia de al menos una erupción volcánica importante que tuvo lugar en el hemisferio norte en un momento cercano al inicio del Younger Dryas, [21] [20] tal vez incluso coincidiendo completamente con la fecha derivada de estalagmitas para el inicio del evento Younger Dryas. [29] Se ha sugerido que esta erupción habría sido más fuerte que cualquier otra durante la era común , algunas de las cuales han sido capaces de causar varias décadas de enfriamiento. [20]
Según una investigación de la década de 1990, la erupción del lago Laacher (actual lago volcánico en Renania-Palatinado , Alemania ) habría cumplido los criterios, [124] [125] pero la datación por radiocarbono realizada en 2021 retrasa la fecha de la erupción a 13.006 años antes del presente, o más de un siglo antes de que comenzara el Younger Dryas. [126] Este análisis también fue cuestionado en 2023, y algunos investigadores sugirieron que el análisis de radiocarbono estaba contaminado por dióxido de carbono magmático. [127] Por ahora, el debate continúa sin una prueba concluyente o un rechazo de la hipótesis volcánica. [20]
Hipótesis del impacto del Dryas Reciente
La hipótesis del impacto del Younger Dryas (YDIH) atribuye el enfriamiento al impacto de un cometa o asteroide en desintegración. [128] Debido a que no hay ningún cráter de impacto que data del período Younger Dryas, los defensores generalmente sugieren que el impacto había golpeado la capa de hielo Laurentide , por lo que el cráter habría desaparecido cuando la capa de hielo se derritió durante el Holoceno, [17] o que fue una explosión en el aire, que solo dejaría micro y nanopartículas como evidencia. [128] La mayoría de los expertos rechazan la hipótesis y argumentan que todas las micropartículas se explican adecuadamente por los procesos terrestres. [18] Por ejemplo, las inclusiones minerales de los sedimentos del período YD en Hall's Cave, Texas, han sido interpretadas por los defensores de la YDIH como de origen extraterrestre, pero un artículo publicado en 2020 sostiene que es más probable que sean volcánicas. [21] Los oponentes argumentan que no hay evidencia de incendios forestales masivos que hubieran sido causados por una explosión aérea de tamaño suficiente para afectar la circulación termohalina, [17] o de disminuciones simultáneas de la población humana y extinciones masivas de animales que habrían sido requeridas por esta hipótesis. [18]
Eventos similares
El análisis estadístico muestra que el Younger Dryas es simplemente el último de los 25 o 26 eventos Dansgaard-Oeschger (eventos D-O) a lo largo de los últimos 120.000 años. [12] Estos episodios se caracterizan por cambios abruptos en la AMOC en escalas de tiempo de décadas o siglos. [129] [130] El Younger Dryas es el más conocido y mejor comprendido porque es el más reciente, pero es fundamentalmente similar a las fases frías anteriores a lo largo de los últimos 120.000 años. Esta similitud hace que la hipótesis del impacto sea muy improbable, y también puede contradecir la hipótesis del lago Agassiz. [12] Por otro lado, algunas investigaciones vinculan el vulcanismo con los eventos D-O, lo que potencialmente apoya la hipótesis volcánica. [131] [132]
Eventos similares al Younger Dryas parecen haber ocurrido durante las otras terminaciones - un término usado para describir una transición comparativamente rápida de condiciones glaciales frías a interglaciales cálidos. [133] [134] [ página necesaria ] El análisis de sedimentos lacustres y marinos puede reconstruir temperaturas pasadas a partir de la presencia o ausencia de ciertos lípidos y alquenonas de cadena larga , ya que estas moléculas son muy sensibles a la temperatura. [133] [134] Este análisis proporciona evidencia de eventos similares a YD durante la Terminación II (el final de la Etapa Isótopica Marina 6, ~130.000 años AP), III (el final de la Etapa Isótopica Marina 8, ~243.000 años AP) [135] y la Terminación IV (el final de la Etapa Isótopica Marina 10, ~337.000 años AP). [136] [137] Cuando se combina con evidencia adicional de núcleos de hielo y datos paleobotánicos, algunos han argumentado que los eventos similares a YD ocurren inevitablemente durante cada desglaciación. [135] [138] [139]
Evento Heinrich : Grandes grupos de icebergs atraviesan el Atlántico Norte.
Pequeña Edad de Hielo : enfriamiento climático después del Período Cálido Medieval (siglos XVI-XIX)
Período cálido medieval : período de clima cálido en la región del Atlántico Norte que duró desde aproximadamente el año 950 hasta aproximadamente el año 1250.
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Enlaces externos
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