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CAMBIO CLIMATICO: LAS LECCIONES DEL PASADO Ma. del Socorro Lozano García Instituto de Geología UNAM Cual es la utilidad de la investigación paleoclimática dentro el contexto del clima cambiante y que conocemos de México La mayor parte del incremento en la temperatura promedio global desde la mitad del siglo XX esta probablemente asociada al incremento en las concentraciones de gases de invernadero Una estimación del incremento en la temperatura global de 1.8 - 4.0°C con un rango posible de 1.1 - 6.4°C para el año 2100 En la actualidad, observamos y medimos los procesos SISTEMA DE INFORMACIÓN DE LA TIERRA: humedad, temperatura, radiación uv, precipitación, composición atmosférica, etc. El registro más largo del temperatura del planeta es el “Central England Temperature Record” el cual contiene datos diarios desde 1772 y mensuales desde 1659. Reconstrucción de la temperatura superficial Mann y Kump, Dire Predictions understanding global warming Temperatura del planeta durante los últimos 550 Ma Variabilidad climática el clima varia en diferentes escalas temporales, la naturaleza compleja de esta variabilidad es un obstáculo para la identificación de los cambios globales del pasado, presente y futuro • El último Glacial fue altamente variable, y pasó por ciclos de calentamietno y enfriamiento. Cambios globales se ven reflejados en las dinámicas climáticas regionales. Indicadores indirectos de las estimaciones de la variabilidad climática BIOLOGICOS: fósiles Polen diatomeas foraminíferos, etc. GEOLÓGICOSGEOQUÍMICOS: estructuras sedimentarias ripple marks erosión sedimentos eólicos sedimentos de icebergs Isótopos hielos, etc Lagos Santa María del Oro Iztaccíhuatl Lagos playa San Felipe secciones geológicas Los sedimentos son una fuente de información paleo-ecológica importante ya que se preservan indicadores orgánicos: polen, esporas, quistes de algas, diatomeas, ostrácodos… polen Datos paleoambientales indican que la composición de la vegetación regional así como la estructura son altamente sensibles al CC y en algunos casos responden al CC en cuestión de décadas esporas algas Diatomeas algas unicelulares con testas silíceas, indicadores de condiciones limnológicas Anillos de árboles Variabilidad hidroclimática Núcleos de hielo, paleo-atmósfera Alta resolución, anual indicadores no orgánicos: como cenizas, propiedades magnéticas, evidencias geoquímicas e isotópicas. Isótopos estables en caparazones de ostrácodos: funcionan como trazadores 18O, cuando hay eventos de mayor evaporación (condiciones cálidas) se remueve el 16O dejando el agua del lago enriquecida de 18O. 13C, dado que durante los procesos biológicos en el lago se consume preferentemente 12C, el agua se enriquece con 13C. Registro glacial Hoy morrenas Identificación de morrenas, mapeo y fechamiento 15,000 años A.P. morrenas morrenas desarrollo de glaciares enfriamiento climático Depósitos glaciales en el NW del Iztaccíhuatl <1 ka 8.5–7.5 ka 12-10 ka 17-14 ka 21-17 ka Lachniet, M.S. y Vázquez-Selem, L., 2005. Last Glacial Maximum equilibrium line altitudes in the circum-Caribbean. Quaternary International, 138-139: 129-144 Estimación del descenso de temperatura asociado al descenso de la línea de las nieves (ELA) del paleo-glaciar ELA línea de equilibrio de los glaciares Sedimentos marinos Corales Los corales registran la temperatura y la composición quimica del agua, tasa de crecimiento rápido (10-20mm/año) y tienen una vida larga (100 a 200 años), alta resolución. Documentos históricos Verano 45 ° N 30 ° N MN A Invierno 45 ° N 30 ° N 15 ° N 15 ° N 0° N 0° N Máxima precipitación El SC consiste de subsistemas entrelazados con complejas interacciones, con mecanismos de retroalimentación positivos y negativos y respuestas no lineares. Gran parte del conocimiento que tenemos de la dinámica compleja del SC proviene de las reconstrucciones sobre las respuestas del SC a una serie de amplios cambios en el pasado L El penúltimo interglacial y el ultimo glacial • El último glacial fue altamente variable, y pasó por ciclos de calentamietno y enfriamiento. Cambios globales se ven • reflejados en las dinámicas climáticas regionales. Los modelos por ejemplo el HadCM2 proyecta un calentamiento hacia la mitad del siglo de 1.6 a 2.5 C y una reducción de 70 a 120 mm en la precipitación media anual en México que puede causar un recambio de 40% en la composición de las comunidades (Peterson et al. 2002). Tenemos que utilizar datos empíricos para probar los modelos predictivos de CC Registro de corales fósiles (125,000 años) de Acropora palmata en Yucatán. (Blanchon, P. et al 2009. Rapid sea-level rise and reef back-stepping at the close of the last interglacial highstand. Nature 458, 881-884) aumento del nivel de mar de 6 m durante el penúltimo interglacial 125,000 años Centro de México: lago de Chalco: registro sedimentario del penúltimo interglacial y dos ciclos glaciales, ~220,000 años CHA 08 PTS PcA Laschamp 41 ka E. Blake 120 ka P. Falls 220 ka Registro paleoambiental de Chalco EIO 2 EIO 3 EIO 4 EIO 5 Teleconexiones Península de Yucatan • Lago Petén-Itzá: Registro sedimentario continuo de los últimos 86,000 años • Análisis de polen cada ~180 años condujo a la reconstrucción de la vegetación. Correa-Metrio et al. (Accepted), J of Biogeog. Bosque tropical Bosque de encino Bosque de encino Bosque de encino Bosque de encino Bosque de encino Bosque de pino y encino Caballero et al., 2010. Evidencias de cambio climático y ambiental en registros glaciales y en cuencas lacustres del centro de México durante el último máximo glacial. Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana Volumen UGM: 22,000-18,000 cal BP decremento en la temperatura de 6 a 8.5° C ? lake level upper limit of: hiatus h i l f a s c alpine vegetation forests equilibrium line altitude GLT: 18,000-15,000 cal BP decremento en la temperatura de ~ 5° C lake level upper limit of: alpine vegetation forests h i l f a s c equilibrium line altitude TGL: 15,000-12,000 cal BP decremento en la temperatura de ~ 4° C lake level upper limit of: alpine vegetation forests h i l f a s c equilibrium line altitude Los últimos 2000 años Estudiando detalladamente el clima de los últimos dos mil años es posible analizar el impacto de la actividad humana durante las ultimas centurias en comparación con los forzamientos naturales como actividad volcánica y variación solar Busto virgen Las Bocas, Olmeca Europa 1000-1400 2000-1000 aC Buda,China Washington 1-500dC 1600-1800 Mesopotamia 8000-200 aC Busto mujer Anatolia Bebe Olmeca 500-1000dC 1000aC-1dC Princesa Irán 1400-1600 Picasso 1934 Munch 1895 Los periodos secos y la denominada Sequía Maya Los depósitos de yeso en el lago Chichancanab indican periodos secos durante: 800 – 250 aC 90 – 230 dC 650- 1100 dC Hodell, et al., 2005. QR Santa Maria del Oro 21°N 500 a 900 seco 950 máximo sequía >950 a 1300 húmedo Lerma Verde Chichancanab 19°N 18°N 20°N 550 a 900 seco 200 a ~800 seco > 900 húmedo >800 húmedo 670 seco 670 a 770 mayor humedad 770 a 879 seco 870 a 920 húmedo 920 a 1100 seco Cálido Medieval ~1000 a 1300 Pequeña edad de hielo ~1350 a 1850 Mann et al., Science 2009 La zona de Los Tuxtlas fue un importante centro cultural en Mesoamérica. Lago Verde Monumentos 400 aC-100 dC Máximo desarrollo de 300 a 750 dC. Abandono zonas urbanas entre 750 a 900 dC. Entre 1000 y 1521 dC la zona estaba escasamente poblada. 1850 PEH 1350 Cálido medieval abandono 800 Clásico 200 BC Lozano et al., 2007. PNAS 104 (41): 16200-16203 seco Pequeña edad de hielo Periodo húmedo con dos fases 1850 1650-1700 PEH 1500-1550 1350 uno de los últimos eventos fríos del nor-Atlántico en escalas centenarias a milenarias Lozano et al., 2007. PNAS 104 (41): 16200-16203 Reconstrucción de la precipitación invierno primavera, Saltillo Variabilidad hidrológica histórica y cambios en la influencia de los patrones de circulación atmosférica Villanueva et al., 2007 Climate Change 83: 117-131 Santa Maria del Oro Sosa el al., 2010. Bol. Soc. Geol. Mex. 62(3): 437 Sequías en el occidente, El Niño y la ZCIT Conclusiones 1. La investigación paleoclimática permite caracterizar la estructura, la dinámica y los procesos inherentes al SC terrestre. 2. Los registros de alta resolución han permitido detectar la existencia de cambios abruptos en el SC. 3. Las reconstrucciones paleoclimáticas pueden ser utilizadas para evaluar y probar los modelos climáticos. 4. La investigación paleoclimática permite situar el cambio climático antropogénico en un contexto amplio dentro de la historia climática de la Tierra.
