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Variaciones en el oxígeno en la atmósfera de la Tierra alteraron significativamente el clima global a través de la historia del planeta

ANN ARBOR– Las variaciones en la cantidad de oxígeno en la atmósfera de la Tierra alteraron significativamente el clima global a través de la historia del planeta. Los esfuerzos para reconstruir los climas del pasado deben incluir este factor que previamente había sido pasado por alto, de acuerdo a un estudio encabezado por  la Universidad de Michigan.

El perfil de la atmósfera y un sol poniente ofrecen en esta imagen fotografiada por un miembro de la tripulación Expedición 15 de la Estación Espacial Internacional. Crédito de la imagen: NASA

El oxígeno comprende, en volumen, alrededor del 21 por ciento de la atmósfera terrestre actualmente, pero ha variado entre el 10 por ciento y 35 por ciento en los últimos 541 millones años.

En los períodos en que los niveles de oxígeno se redujo, la caída en la densidad atmosférica resultante provocó un aumento de la evaporación de la superficie, que a su vez condujo a un aumento de precipitación y temperaturas más cálidas, según el paleoclimatólogo Christopher Poulsen.

“La conexión entre los niveles de oxígeno y el clima nunca ha sido considerado. Resulta que es un factor importante en escalas de tiempo geológicas”, dijo Poulsen, profesor en el Departamento de Tierra y Ciencias Ambientales en U-M. Aunque no es tan crítico para el clima como los niveles de dióxido de carbono que atrapan el calor, el oxígeno juega un papel clave, dijo.

“La concentración de oxígeno puede ayudar a explicar las características del registro paleoclimático no consideradas por las variaciones en los niveles de dióxido de carbono, y debe considerarse si queremos comprender plenamente climas pasados”, dijo Poulsen. “Sin embargo, las variaciones en los niveles de oxígeno no son un factor importante en el actual cambio climático.”

El estudio fue publicado en línea en la revista Science.

A lo largo de la historia de la Tierra, los niveles de oxígeno han subido y bajado repetidamente. La extracción de moléculas de oxígeno adelgaza la atmósfera, aumentando la probabilidad de que la luz solar entrante llegue a la superficie sin ser dispersada.

Más luz solar significa más evaporación de la superficie, lo que conduce a mayores niveles de humedad y aumento de la precipitación. Como los niveles de humedad aumentan, las temperaturas también aumentan porque el vapor de agua es un potente gas “de efecto invernadero”.

La adición de moléculas de oxígeno tiene el efecto opuesto: un ambiente más grueso, más dispersión de la luz solar entrante, la reducción de la evaporación superficial, y menos calor atrapado por el vapor de agua.

En su artículo, Poulsen y dos colegas cuantifican el efecto de cambiar los niveles de oxígeno en el clima utilizando un modelo climático atmosférico global para dar cuenta de los cambios en la densidad atmosférica, masa y peso molecular.

Aunque previamente no se ha apreciado por su influencia en el clima, el cambio de los niveles de oxígeno atmosféricos han sido reconocidos por su impacto de la existencia  de vida en la Tierra.

Los co-autores del artículo de Science son Clay Tabor de la U-M, y José D. White, de la Universidad de Baylor. El estudio fue financiado por becas del programa de Geología  Sedimentaria y Paleobiología y programa de Geofísica y Geología Marina de la National Science Foundation.