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| Figura 2. El estudio de anillos en los tallos de plantas ayuda a identificar periodos secos o lluviosos. Tomada de: http://mdifiore92.wordpress.com/tag/paleoclimatology/ |
¿Qué es la paleoclimatología?
La paleoclimatología es una disciplina científica que
estudia cómo y en qué medida ha cambiado el clima en la Tierra a través del
tiempo geológico. Su objetivo es encontrar las razones por las cuales el clima
varía e identificar factores que ayuden a predecir cómo cambiara en un futuro y
de qué manera puede afectar la vida en la Tierra.
Una de las principales herramientas para realizar estudios
del clima en el pasado es la presencia de espeleotemas en las cavernas. Esto,
porque son estructuras muy sensibles a los cambios climáticos, es decir, su velocidad y forma de crecimiento está altamente
influenciada por los elementos del clima (ej, temperatura, presión, humedad,
precipitación) y evidencian de manera física y química los cambios de tales
elementos.
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| Figura 1. Corte longitudinal de una estalagmita mostrando mostrando diferentes etapas de crecimiento. La estalactita de la derecha es iluminada por luz ultravioleta. Credito: Paul Williams. Tomada de:http://www.windows2universe. org/earth/climate/CDcourses_investigate_climate.html |
El principal factor que afecta el crecimiento de los
espeleotemas (para los estudios generalmente se analizan muestras de
estalactitas y estalagmitas) es la cantidad de agua drenada a la cueva. Una
evidencia visible de este hecho, es que cuando el espeleotema detiene su
crecimiento su superficie adquiere un color oscuro y apariencia erodada. Así
podemos inferir que poco crecimiento (grosor y longitud) de los espeleotemas se debe, entre otros
factores, a periodos de sequía, poca precipitación o altas temperaturas que
evitaron la circulación de agua en la cueva.
A pesar que la apariencia del espeleotema es una herramienta
significativa, sus observaciones tienden a ser muy subjetivas y no ofrecen información
muy clara ni confiable; además reflejan cambios en un tiempo relativo, es
decir, no indican un tiempo exacto de ocurrencia. Para obtener mejores resultados en los estudios paleoclimáticos, se hace un análisis
químico adicional de las muestras enfocándose en la presencia de isotopos y
elementos radiactivos.
Los isotopos son elementos que poseen el mismo número atómico,
es decir, el mismo número de protones en el núcleo pero diferente número másico (diferente número
de neutrones). Por ejemplo, el hidrogeno posee tres isotopos: deuterio, tritio
e hidrogeno; todos poseen un protón pero el deuterio posee un neutrón, el
tritio dos y el hidrogeno, ninguno.
En la paleoclimatología se relaciona la presencia del
isotopo 18O está bastante relacionada con el ciclo hidrológico y los
cambios de temperatura del aire. Por ejemplo, la relación lineal entre la proporción
de deuterio y 18O indica la medida media de precipitación
anual. Además la presencia de 18O también indica los niveles de
humedad en la cueva al momento de la formación de espeleotemas.
Otro isotopo importante para el estudio de climas
pasados es el 13C que provee información
acerca del tipo y densidad de vegetación, cantidad de carbono inorgánico
presente en el suelo o roca, producción de
CO2 por fotosíntesis y desgasificación de CO2 por precipitación
del carbonato.
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| Figura 3. Gráfica demostrativa del numero de vidas medias de un elemento y su proporción a lo largo del tiempo. Tomada de: http://www.kgs.ku.edu/Extension/geotopics/earth_age.html |
Para identificar la relación
de eventos climáticos en el tiempo geológico se hace uso de la presencia de elementos
radiactivos, cuya desintegración en periodos de tiempo definidos provee información
de la edad de un espeleotema (o
cualquier formación mineral-rocosa). El principal elemento usado en la datación
absoluta de espeleotemas es el uranio, presente en los estratos donde se forma
la cueva y que se disuelve para luego formar parte del carbonato precipitado. El
234U con una vida media de 247.000 años, pasa a una forma más
estable, 230Th. Esto
significa que en un lapso de 247.000 años la mitad del uranio se ha convertido
en torio. Así, se mide la proporción de uranio y torio en el espeleotema para
designarle una edad aproximada.
Referencias
Chang, R. (2010). Química. McGraw Hill: Mexico D.F.
Österlin, C. (2010). Stable carbon isotopes in speleothems from temperate areas. Institutionen för naturgeografi och kvartägeologi: Estocolmo
http://autocww.colorado.edu/~flc/E64ContentFiles/EarthSciences/paleoclimatology.htm
http://earthobservatory.nasa.gov/Features/Paleoclimatology_Speleothems/
http://php.scripts.psu.edu/dept/liberalarts/sites/kennett/index.php?id=spwork
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