El papel relativo de la forzación orbital directa frente a las retroalimentaciones de CO2 y hielo en el clima del Cuaternario

Por qué las lejanas edades de hielo siguen importando hoy

El clima de la Tierra ha oscilado entre profundas edades de hielo y periodos más cálidos durante los últimos 2,58 millones de años. Entender qué impulsó esas oscilaciones nos ayuda a poner a prueba los modelos climáticos y a afinar nuestra visión de cómo el dióxido de carbono y las capas de hielo modelan las temperaturas en escalas de tiempo muy superiores a la historia humana. Este estudio aborda una pregunta de larga data: ¿estos antiguos altibajos fueron causados principalmente por pequeñas oscilaciones en la órbita de la Tierra alrededor del Sol, o por la manera en que los gases de efecto invernadero y las capas de hielo respondieron a esos empujones orbitales?

Usando atajos inteligentes para simular tiempos profundos

Ejecutar un modelo climático global a escala completa de forma continua a lo largo de millones de años requeriría décadas de tiempo de supercomputador. Para sortear esto, los autores usaron primero un modelo climático complejo para crear una gran biblioteca de instantáneas bajo muchas combinaciones de niveles de gases de efecto invernadero, tamaños de capas de hielo y condiciones orbitales. Después entrenaron una herramienta estadística, llamada emulador, para aprender cómo responden la temperatura y la precipitación a estas entradas. Una vez entrenado, el emulador puede producir mapas globales de temperatura del aire superficial y precipitación cada mil años a lo largo de todo el Cuaternario con una fracción mínima del coste computacional.

Comprobando el emulador frente a los archivos climáticos de la Tierra

Para ver si el emulador es de confianza, el equipo comparó su salida con pistas climáticas preservadas en núcleos de hielo y sedimentos oceánicos. Para el núcleo de hielo Dome C en la Antártida, que registra la temperatura del aire local, el emulador sigue de cerca tanto el momento como la magnitud de la mayoría de los periodos cálidos y fríos de los últimos 800 000 años. En varios sitios oceánicos también captura el ritmo de las oscilaciones glaciales e interglaciales, aunque tiende a subestimar cuán grandes fueron algunos cambios tempranos de temperatura. Para la precipitación, compararon el emulador con registros de isótopos de oxígeno de cuevas chinas que reflejan la intensidad del monzón. Aquí también, el emulador reproduce los principales altibajos y su ritmo impuesto por los ciclos orbitales, especialmente los cambios de precesión que afectan las lluvias monzónicas estacionales.

Separando los impulsores del cambio climático antiguo

Una vez validado, el emulador se convirtió en un laboratorio para preguntar qué impulsa realmente los cambios climáticos a largo plazo. Los autores realizaron una serie de experimentos «qué pasaría si» en los que permitieron que solo un factor, o combinaciones particulares de factores, variaran mientras mantenían los demás constantes. Luego compararon cada experimento con la simulación completa que incluía variaciones en los gases de efecto invernadero, el volumen de hielo y los tres parámetros orbitales. Este análisis reveló que los cambios en el dióxido de carbono atmosférico explican algo más de la mitad de la señal de la temperatura media anual global, mientras que los cambios en las capas de hielo representan aproximadamente un tercio. En contraste, la influencia directa de los cambios orbitales sobre la temperatura media anual es muy pequeña, contribuyendo solo con unos pocos puntos porcentuales en conjunto, aunque la oblicuidad (inclinación) tiene un efecto apreciable en altas latitudes.

Qué dicen los resultados sobre el pasado y el futuro de la Tierra

El estudio muestra que, a lo largo del Cuaternario, los lentos ciclos orbitales de la Tierra actuaron principalmente como un marcapasos: empujaron ligeramente el sistema climático, pero las grandes oscilaciones de temperatura fueron amplificadas por las retroalimentaciones del dióxido de carbono y las capas de hielo. En otras palabras, los cambios orbitales marcaron el momento de los periodos glaciares e interglaciares, mientras que las variaciones de los gases de efecto invernadero y el crecimiento o retroceso de las capas de hielo hicieron la mayor parte del trabajo en el enfriamiento y calentamiento del planeta. Para un lector general, el mensaje clave es que la sensibilidad climática al dióxido de carbono y al hielo es lo suficientemente fuerte como para remodelar el clima del planeta en escalas temporales largas, incluso cuando el empuje inicial de los cambios orbitales es relativamente pequeño. Esto refuerza la idea de que las variaciones en los gases de efecto invernadero son centrales para entender tanto el clima pasado como el futuro.

Cita: Williams, C.J.R., Lord, N.S., Kennedy-Asser, A.T. et al. The relative role of direct orbital forcing versus CO₂ and ice feedbacks on Quaternary climate. Nat Commun 17, 4254 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-70750-3

Palabras clave: Clima del Cuaternario, forzación orbital, retroalimentaciones de CO2, capas de hielo, emulador climático