Introducción a la ciencia I. Ciencias Físicas (42 page)

En la más espectacular hazaña realizada en la Antártida, un grupo de exploración británico, dirigido por Vivían Ernest Fuchs y Edmund Hillary, cruzó el continente por primera vez en la historia —si bien con vehículos especiales y con todos los recursos de la Ciencia moderna a su disposición—.

Por su parte, Hillary había sido también el primero —junto con el
sherpa
Tensing Norgay— en escalar el monte Everest, el punto más alto de la Tierra, en 1953.

El éxito del Año Geofísico Internacional y el entusiasmo despertado por esta demostración de cooperación en plena guerra fría, se tradujeron, en 1959, en un convenio firmado por doce naciones, destinado a excluir de la Antártida todas las actividades militares (entre ellas, las explosiones nucleares y el depósito de desechos radiactivos). Gracias a ello, este continente quedará reservado a las actividades científicas.

La masa de hielo de la Tierra, con un volumen de más de 14 millones de kilómetros cúbicos, cubre, aproximadamente, el 10 % del área terrestre emergida. Casi el 86 % de este hielo está concentrado en el glaciar continental de la Antártida, y un 10 %, en el glaciar de Groenlandia. El restante 4 % constituye los pequeños glaciares de Islandia, Alaska, Himalaya, los Alpes y otros lugares del Globo.

En particular los glaciares alpinos han sido objeto de estudio durante mucho tiempo. En la década de 1820, dos geólogos suizos, J. Venetz y Jean de Charpentier, comunicaron que las características rocas de los Alpes centrales estaban también esparcidas por las llanuras del Norte. ¿Cómo habían podido llegar hasta allí? Los geólogos especularon sobre la posibilidad de que los glaciares montañosos hubieran cubierto en otro tiempo un área mucho mayor, para dejar abandonados, al retirarse, peñascos y restos de rocas.

Un zoólogo suizo, Jean-Louis-Rodolphe Agassiz, profundizó en esta teoría. Colocó líneas de estacas en los glaciares para comprobar si se movían realmente. En 1840 había demostrado, más allá de toda duda, que los glaciares fluían, como verdaderos ríos lentos, a una velocidad aproximada de 67,5 m por año. Entretanto, Agassiz había viajado por Europa y hallado señales de glaciares en Francia e Inglaterra. En otras áreas descubrió rocas extrañas a su entorno y observó en ellas señales que sólo podían haber sido hechas por la acción abrasiva de los glaciares, mediante los guijarros que transportaban incrustados en sus lechos.

Agassiz marchó a Estados Unidos en 1846 y se convirtió en profesor de Harvard. Descubrió signos de glaciación en Nueva Inglaterra y en el Medio Oeste. En 1850 era ya del todo evidente que debió de haber existido una época en que gran parte del hemisferio Norte había estado bajo un enorme glaciar continental. Los depósitos dejados por el glaciar han sido estudiados con detalle desde la época de Agassiz, y dichos estudios han mostrado que el glaciar avanzó y se retiró cierto número de veces en el último millón de años, lo que forma el
período pleistoceno
.

El término de
glaciación pleistocena
se emplea en la actualidad de forma general por parte de los geólogos para definir lo que popularmente se conoce como
edad glacial
. A fin de cuentas, ya hubo edades glaciales antes del pleistoceno. Se produjo una hace unos 250 millones de años, y otra hace unos 600 millones de años, y tal vez otra, aunque el gran lapso transcurrido haya borrado la mayor parte de las evidencias geológicas. Así, pues, en conjunto, las épocas glaciales son algo infrecuente y han ocupado sólo unas pocas décimas del 1 % de la historia total de la Tierra.

En lo que respecta a la glaciación pleistocena, parece ser que el manto de hielo antártico, aunque en la actualidad sea con mucho el más grande, se vio poco implicado en el avance de la época glacial más reciente. El manto de hielo antártico sólo puede extenderse hacia el mar y romperse allí. El hielo flotante puede volverse más abundante y ser más efectivo en el enfriamiento general del océano, pero las zonas terrestres del hemisferio meridional están demasiado lejos de la Antártida para verse afectadas, hasta el punto de aumentar sus mantos de hielo propios, excepto en alguna glaciación en el extremo más al sur de los Andes.

Un caso por completo diferente es el del hemisferio Norte, donde grandes extensiones de tierra se agrupan muy cerca del Polo. Es allí donde la expansión del manto de hielo resulta más dramática, y la glaciación pleistocena se discute casi exclusivamente en conexión con el hemisferio septentrional. Además del propio manto de hielo ártico que ahora existe (Groenlandia), hubo tres mantos de hielo más, con un área superior a los dos millones y medio de kilómetros cuadrados cada uno: el Canadá, Escandinavia y Siberia.

Tal vez a causa de que Groenlandia fuera el lugar donde se inició la glaciación septentrional, el cercano Canadá sufrió una glaciación mayor que la más distante Escandinavia, o la aún más alejada Siberia. El manto de hielo canadiense, al aumentar desde el Noreste, dejó gran parte de las vertientes de Alaska y del Pacífico sin glaciaciones, pero se extendió hacia el Sur hasta que el borde del hielo cubrió gran parte de la zona norte de Estados Unidos. En su máxima extensión meridional, los límites del hielo abarcaron desde Seattle, en el Estado de Washington, hasta Bismark, en el de Dakota del Norte, virando luego hacia el Oeste, siguiendo en gran parte la línea del moderno río Misuri, pasando por Omaha y San Luis, encaminándose a continuación hacia el Este pasando por Cincinnati, Filadelfia y Nueva York. Al parecer, el límite meridional abarcó toda la zona que en la actualidad es conocida por Long Island.

En total, cuando el manto de hielo se encontró en su extensión más alejada, ocupó más de 40 millones de kilómetros cuadrados de tierra en ambas regiones polares, es decir, más o menos el 30 % de la actual superficie terrestre de nuestro planeta. Esto representa tres veces más zona terrestre que la cubierta hoy por los hielos.

Un examen cuidadoso de las capas de sedimento en el suelo de las áreas donde existen hoy mantos de hielo, muestra que avanzaron y se retiraron cuatro veces. Cada uno de los cuatro períodos glaciales duró de 50.000 a 100.000 años. Entre ellos existieron
períodos interglaciales
, que fueron templados e incluso cálidos, y que también se prolongaron mucho.

La cuarta y más reciente glaciación alcanzó su máxima extensión hace unos 18.000 años, y tuvo lugar en lo que ahora es el río Ohio. A continuación, siguió una lenta retirada. Una idea de esa lentitud cabe tenerla cuando nos enteramos de que la regresión progresó a unos 80 metros por año, durante amplios espacios de tiempo. En otros lugares se produjo un renovado avance, aunque parcial y temporal.

Hace unos 10.000 años, cuando la civilización estaba en sus inicios en el Oriente Próximo, los glaciares comenzaron su retirada final. Hace unos 8.000 años, el lago Salado ya estaba despejado de hielo, y hace unos 5.000 años (más o menos en la época en que se inventó la escritura en el Oriente Medio), el hielo se había retirado más o menos donde se encuentra en la actualidad.

Los avances y retrocesos de los mantos glaciales no sólo dejaron su marca en el clima del resto de la Tierra, sino en la misma forma de los continentes. Por ejemplo, si los ahora disminuidos glaciares de Groenlandia y de la Antártida se fundiesen por completo, el nivel del océano se elevaría casi 70 metros. Anegaría las zonas costeras de todos los continentes, incluyendo la mayoría de las grandes ciudades del mundo, y el nivel de las aguas alcanzaría el piso vigésimo de los rascacielos de Manhattan. Por otra parte, Alaska, Canadá, Siberia, Groenlandia e incluso la Antártida se harían más habitables.

La situación inversa tiene lugar en el momento más acusado de una era glacial. Gran parte del agua queda retenida en forma de casquetes polares situados en zonas terrestres (hasta tres o cuatro veces superiores a la cantidad actual), y el nivel del mar descendería hasta 125 metros por debajo de su nivel. En este caso, quedan expuestas las plataformas continentales.

Las plataformas continentales son porciones del océano próximas a los continentes relativamente someras. El suelo marino desciende, más o menos gradualmente, hasta una profundidad de 130 metros. Tras esto, el declive es mucho más agudo y se consiguen con rapidez profundidades considerablemente mayores. Estructuralmente, las plataformas continentales constituyen una parte de los continentes junto a los que se encuentran, y el borde de la plataforma forma la auténtica frontera del continente. En el momento actual, existe suficiente agua en las cuencas oceánicas como para inundar las zonas fronterizas del continente.

Pero la plataforma continental no constituye un área pequeña. Es mucho más ancha en algunos lugares que en otros; por ejemplo, existe una plataforma continental con un área considerable en la zona este de Estados Unidos, aunque sea más pequeña en la costa occidental (que se encuentra al borde de una placa de la corteza). En conjunto, la plataforma continental tiene unos 80 kilómetros de anchura, de promedio, y constituye un área total de 25 millones de kilómetros cuadrados. En otras palabras, un área potencial de la plataforma continental, mayor que la Unión Soviética en tamaño, se halla anegada por las aguas del océano.

Es esta zona la que queda expuesta durante los períodos de máxima glaciación, y en efecto estuvo al descubierto en las últimas épocas glaciales. Han sido extraídos fósiles de animales terrestres de las plataformas continentales, a muchos kilómetros de la zona terrestre y bajo muchos metros de agua. Y lo que es aún más, con las secciones continentales septentrionales cubiertas de hielo, la lluvia era más frecuente que en la actualidad, llegaba más al Sur, por lo que el desierto del Sahara era un herbazal. El desecamiento del Sahara, a medida que los casquetes polares retrocedían, tuvo lugar no mucho antes del inicio de los tiempos históricos.

Existe, pues, un movimiento pendular en la habitabilidad. Cuando el nivel marino desciende, amplias áreas continentales se convierten en desiertos de hielo, pero las plataformas continentales se hacen habitables, así como los actuales desiertos. Cuando el nivel del mar sube, existe una ulterior inundación de las tierras bajas, pero las regiones polares se hacen habitables, y una vez más el desierto se retira.

Como pueden ver, pues, esos períodos de glaciación no eran necesariamente épocas de desolación y catástrofe. Todo el hielo de los mantos de hielo en la época de la máxima extensión de los glaciares constituyó sólo un 0,35 % del agua total del océano. Por lo tanto, el océano se ve escasamente afectado por las oscilaciones del hielo. En realidad, las áreas someras disminuyeron considerablemente en extensión, y esas zonas son muy ricas en vida. Por otra parte, las aguas oceánicas tropicales se encontraban en todas partes de 2 a 6 grados más frías de como lo están ahora, lo cual significa más oxígeno en disolución y más vida.

Y, además, el avance y retroceso del manto de hielo es en extremo lento, y la vida animal en general puede adaptarse, virando con lentitud hacia el Norte y hacia el Sur. Incluso existe un momento en que puede tener lugar una revolucionaria adaptación, por lo que durante la edad de los hielos florecieron por completo los mamuts.

Finalmente, las oscilaciones no son tan amplias como podría parecer, puesto que el hielo nunca se funde por completo. El manto de hielo antártico ha existido, con relativos pocos cambios, durante unos 20 millones de años, y limita la fluctuación en el nivel del mar y en la temperatura.

De todos modos, no quiero decir que el futuro no nos presente motivos para preocuparnos. No existe ninguna razón para creer que una quinta glaciación no pueda tener lugar llegado el momento, con sus propios problemas. En la glaciación anterior, los pocos seres humanos eran cazadores que podían fácilmente dirigirse hacia el Sur y hacia el Norte, tras las huellas de las presas que cazaban. En la próxima glaciación, los seres humanos, indudablemente (como ya ocurre hoy), serán mayores en número y relativamente fijados al terreno en virtud de sus ciudades y demás estructuras. Sin embargo, es posible que varias facetas de la tecnología humana aceleren el avance o el retroceso de los glaciares.

Al considerar las Eras glaciales, la cuestión más importante que se plantea es la de averiguar su causa. ¿Por qué el hielo avanza o retrocede, y por qué las glaciaciones han tenido una duración tan relativamente breve, pues la actual ocupó sólo 1 millón de los últimos 100 millones de años?

Sólo se necesita un pequeño cambio técnico para que se inicie o termine una Era glacial: un simple descenso en la temperatura, suficiente para acumular durante el invierno una cantidad de nieve superior a la que se puede fundir en verano, o, a la inversa, una elevación de la temperatura que baste para fundir durante el verano más nieve de la que ha caído en invierno. Se calcula que un descenso, en el promedio anual de temperatura, de sólo 3,5 °C, basta para que crezcan los glaciares, en tanto que una elevación de la misma magnitud fundiría los hielos en la Antártida y Groenlandia, las cuales quedarían convertidas en desnudas rocas en sólo unos siglos.

Un pequeño descenso en la temperatura suficiente para incrementar el manto de hielo levemente durante unos cuantos años, sirve para conseguir que el proceso continúe. El hielo refleja la luz con mayor eficiencia que las rocas y el suelo, puesto que el hielo refleja el 90 % de la luz que cae sobre él, mientras que el suelo desnudo sólo es el 10 %. Un ligero incremento en el manto de hielo refleja más luz y absorbe menos, por lo que la temperatura de la Tierra descendería un poco más allá, y el crecimiento del manto de hielo se aceleraría.

De forma similar, si la temperatura de la Tierra subiera ligeramente —justo lo suficiente para forzar una pequeña regresión del hielo—, se reflejaría menos luz solar y se absorbería más, acelerando dicha retirada.

En ese caso, ¿es el proceso lo que acciona la acción de una forma u otra?

Una posibilidad consiste en que la órbita de la Tierra no se halla del todo fijada y no se repite a sí misma exactamente con el paso de los años. Por ejemplo, el tiempo del perihelio no se halla fijado. Ahora mismo, el perihelio, la época en que el Sol se halla más cerca de la Tierra, llega poco después del solsticio invernal. Sin embargo, la posición del perihelio varía de una forma firme y realiza un circuito completo de la órbita en 21.310 años. Así, pues, la dirección del eje varía y marca un círculo en el firmamento (la precesión de los equinoccios) en 25.780 años. Asimismo, la cantidad actual de la inclinación cambia levemente, aumentando un poco más, luego un poco menos, y todo esto en una lenta oscilación.