La innovación humana en la Edad de Piedra Media está vinculada a cambios climáticos rápidos

Un estudio publicado hace pocos meses, Developmentof Middle Stone Age innovation linked to rapid climate change, presenta la prueba más convincente hasta la fecha de que el cambio climático abrupto fue clave en el desarrollo de la evolución humana.

El rápido cambio climático durante la Edad de Piedra Media, entre hace 80.000 y 40.000 años, desató oleadas de innovación cultural en las primeras poblaciones humanas modernas.

Los científicos estudiaron un testigo (core) de sedimento marino de la costa de África del Sur y reconstruyeron la variabilidad del clima terrestre de la zona en los últimos 100.000 años, y encontraron que Sudáfrica experimentó transiciones climáticas rápidas hacia condiciones más húmedas a la vez que el hemisferio norte experimentó condiciones de frío extremo.

Localización del testigo de sedimento marino (CD154-17-17K) y de los sitios arqueológicos estudiados

Estos grandes eventos de enfriamiento del hemisferio norte se han vinculado a un cambio en la circulación del Océano Atlántico, que llevó a una reducción del transporte de agua tibia hacia las altas latitudes del norte. En respuesta a este enfriamiento del hemisferio norte, grandes zonas del África subsahariana experimentaron condiciones muy secas.

Con los nuevos datos del estudio citado se observa que, en contraste con el África subsahariana, el clima de Sudáfrica respondió en la dirección opuesta, con un aumento de las lluvias, que puede estar asociado con un desplazamiento hacia el sur, a nivel mundial, del cinturón del monzón tropical.

Variabilidad moderna de las lluvias en África (a – enero, b – agosto)

Comparando la época de estos pulsos húmedos que ocurrieron rápidamente con los datos arqueológicos, se encontraron coincidencias notables, ya que las épocas de la aparición de varias de las principales industrias de la Edad de Piedra Media coincidieron fuertemente  con la aparición de los períodos de aumento de las lluvias. Del mismo modo, la desaparición de las industrias parece coincidir con la transición a condiciones climáticas secas.

a)        Fechas de innovaciones en la Edad de Piedra Media en Sudáfrica, que coinciden con los eventos Heinrich  HS4-6 y los períodos fríos 19 y 20 de Groenlandia.

b)        δ¹⁸O correspondiente a los testigos NGRIP de Groenlandia. Los números indican los períodos cálidos.

c)        δ¹⁸O de las cuevas Hulu y Sanbao, en China, que muestran el sincronismo entre la variabilidad del monzón asiático y la del clima del Atlántico Norte (en verde)

d)        Fe/K del testigo CD154-17-17K, que refleja que los ríos descargaban más agua al mar durante los períodos fríos del hemisferio norte (en rojo).

e)        δ¹⁸O del testigo CD154-17-17K (en rojo), comparado con δD de EPICA (en azul), con indicación de los MIS (Marine Isotope Stages)

Esta correspondencia entre mejorías climáticas y las innovaciones culturales apoya la opinión de que el crecimiento demográfico impulsó los cambios culturales, a través de un aumento de las interacciones humanas.

El registro arqueológico de Sudáfrica es muy importante, ya que muestra algunas de las evidencias más antiguas de la conducta moderna en los primeros seres humanos . Esto incluye el uso de símbolos, que se ha relacionado con el desarrollo de un lenguaje complejo y adornos personales hechos de conchas marinas.

La calidad de los datos del sur de África ha permitido hacer estas correlaciones entre el clima y el cambio de comportamiento, pero se requerirá de datos comparables de otras áreas antes de que podamos decir si esta región fue la única importante en el desarrollo de la cultura humana moderna.

Balance de las emisiones y sumideros de CO2

Global Carbon Budget acaba de publicar su informe del año 2013, en el que dan los datos de emisiones y sumideros de CO₂ desde el año 1959 hasta las estimaciones del año 2012.

Las emisiones corresponden a combustibles fósiles y al cambio de uso de la tierra. Los destinos son los sumideros de los océanos y de la tierra y el CO₂ que queda en la atmósfera.

Los gráficos están dados en Gt de C (miles de millones de toneladas de carbono). Para obtener Gt de CO₂ hay que multiplicar por 3,664.

Las emisiones de dióxido de carbono procedentes de la quema de combustibles fósiles y la producción de cemento se incrementaron en un 2,1% en 2012, con un total de 9,7 ± 0,5 Gt emitido a la atmósfera, un 58% por encima de las emisiones de 1990 (el año de referencia del Protocolo de Kioto). Se prevé que las emisiones aumenten otro 2,1% en 2013. En 2012, el océano y los sumideros de carbono terrestres absorbieron respectivamente 28% y 23% del total del CO2 emitido. El sumidero de la tierra en 2012 fue significativamente menor que en 2011, en que fue del 38 %, un año con un fuerte evento climático de La Niña.

Las emisiones de CO₂ procedentes de la deforestación y de otros cambios en el uso de la tierra fueron de 0,9±0,5 Gt de C en promedio durante el período 2003-2012, mientras que fue de 1,4±0,5 Gt de C en la década de los 90.

De las emisiones totales provenientes de las actividades humanas durante el período 2003-2012, el 45 % se acumularon en la atmósfera, el 27 % en los océanos y el 27 % en la tierra. La parte correspondiente a los océanos se calcula usando observaciones del período 1990-2000 y seis modelos bioquímicos globales, mientras que la parte correspondiente a la tierra es la diferencia entre las emisiones y lo absorbido por l’s océanos y lo que queda en la atmósfera.

Importaciones, exportaciones y consumo de petróleo y gas en España

El consumo de productos petrolíferos en España ha caído un 20 % en los últimos cinco años, desde su máximo en el año 2007. Las importaciones de crudo aumentaron el año 2012, así como las de productos intermedios, mientras que el saldo de las importaciones y exportaciones de productos finales (gasolinas, gasóleos, querosenos, fuel, etc.) fue exportador por primera vez en el año 2012.

A setiembre de 2013, el consumo de productos petrolíferos acumulado del año es de 40,7 millones de toneladas, y las importaciones de crudo han sido de 44,7 millones de toneladas.

Por lo que se refiere al gas natural, el consumo pasó de 450.700 GWh en 2008 a 365.400 en 2012, una caída del 19 %, parcialmente compensada por las exportaciones. Esta caída del consumo se debe a la generación eléctrica, ya que las centrales de gas de ciclo combinado producen cada vez menos para consumir energía eólica. El consumo convencional de gas, en cambio, experimentó un aumento en 2012.

Las importaciones de gas licuado son las que han disminuido, mientras que las de gas han aumentado en 2012 respecto de los años anteriores. La producción propia es marginal.

A setiembre de 2013, el consumo de gas acumulado del año es de 244.700 GWh, de los que 39.200 corresponden a la generación eléctrica.

Datos Cores (Corporación de ReservasEstratégicas de Productos Petrolíferos)

¿El calentamiento desde los años 50 fue causado en parte por El Niño?

Se acaba de publicar el artículo The Role of ENSO in Global Ocean TemperatureChanges During 1955-2011 Simulated with a 1D Climate Model, uno de cuyos autores es Roy Spencer, bien conocido por ser un escéptico respecto al origen antropológico del calentamiento global.

Roy Spencer sostiene desde hace tiempo que buena parte del calentamiento global observado en los últimos 50 años es un fenómeno natural, fundamentalmente debido a la variación de la capa de nubes. También es conocido por haber creado un modelo simple del clima, que cualquiera puede descargarse en su ordenador, que permite hacer simulaciones.

En este artículo se utiliza este programa para hacer varias simulaciones. En la primera se usan los forzamientos radiativos utilizados por el IPCC, con la suposición de que son los únicos forzamientos que han causado el calentamiento desde los años 50: se ha hecho funcionar el modelo con miles de sensibilidad climática y de mezcla oceánica para aproximarse lo más posible a la curva real de temperatura media de los océanos, y se obtiene una sensibilidad del clima de 2,2 ºC al doblar la concentración de CO2, algo parecido a lo que obtienen los modelos del IPCC. Esta simulación sirve para comprobar que el modelo da respuestas parecidas a los modelos de mayor complejidad.

En una segunda simulación, se añade el efecto de El Niño – La Niña (tomando el Multivariate Enso Index, MEI), como un cambio en la mezcla oceánica solamente: básicamente, se calientan en el modelo proporcionalmente al valor del MEI los 100 metros superiores del océano y se enfría la capa entre 100 y 200 m si el índice es positivo (El Niño), y se hace lo contrario si el índice es negativo (La Niña). En esta segunda simulación, la sensibilidad climática se reduce a 2,0 ºC.

Finalmente, en la tercera simulación se utiliza El Niño – La Niña como forzamiento radiativo, es decir, como un parámetro de retroalimentación que determina cuanta energía se pierde en el espacio como consecuencia del calentamiento (o del enfriamiento), suponiendo que El Niño – La Niña influyen, a través de las nubes, en el albedo terrestre. Para ello se utilizan los datos proporcionados por el satélite CERES. Básicamente, una parte del calentamiento del Niño es debida a una disminución de las nubes bajas, lo que permite un calentamiento del océano, mientras que en el caso de La Niña, se produce un aumento de las nubes bajas, lo que reduce la radiación solar recibida por el océano. Esta disminución de las nubes bajas se produce unos 9 meses antes del evento El Niño: este decalaje es el que produce una mejor aproximación a las temperaturas observadas del océano. Con esta tercera simulación, la sensibilidad climática es de 1,3 ºC, aproximadamente la mitad del valor que da el IPCC.

Vemos en la figura las temperaturas del océano observadas (Levitus) y las simuladas por el programa en cada una de las tres simulaciones descritas.

Aunque sólo un tercio del cambio de temperaturas en los eventos El Niño – La Niña sean debidos al forzamiento radiativo de las nubes y los dos tercios sean debidos a la mezcla del agua en las diferentes capas, este tercio debido a las nubes es suficiente para disminuir la sensibilidad del clima a la mitad, aproximadamente.

Por otra parte, desde hace unos años el índice MEI tiene tendencia a disminuir. Si la teoría de Spencer es cierta, han aumentado las nubes bajas, lo que ha producido un enfriamiento de la superficie terrestre, lo que podría explicar el “parón” del calentamiento que estamos observando desde hace unos años.

El cambio climático pudo haber sido la causa del colapso de las civilizaciones de la Edad de Bronce tardía

El cambio climático puede haber impulsado la caída del otrora florecientes civilizaciones del Mediterráneo oriental hacia el final del siglo 13 antes de Cristo, según un estudio publicado hace pocos meses y titulado Environmental Roots of the Late Bronze Age Crisis.

 Antiguas civilizaciones florecieron en las regiones del Mediterráneo oriental, como Grecia, Siria y áreas vecinas, pero sufrieron graves crisis que llevaron a su colapso durante la Edad de Bronce tardía. La Edad de Bronce tardía en el mundo del Mediterráneo Oriental, una rica vinculación de civilizaciones egeas, egipcias, sirio-palestinas e hititas, se derrumbó hace 3200 años y sigue siendo uno de los misterios del mundo antiguo.

Textos cuneiformes, bajorrelieves egipcios y jeroglíficos describen la causa inmediata de la caída de estas civilizaciones, como las invasiones de los "Pueblos del Mar" en el Delta del Nilo, la costa turca, y en los países centrales de Siria y Palestina, donde se enfrentaron los ejércitos, se abandonaron las ciudades devastadas por la hambruna y los campos se despoblaron. El estudio muestra datos paleoclimáticos de Chipre en el tiempo de esta crisis, junto con una cronología basada en el carbono radiactivo, integrando datos tanto arqueológicos como de indicadores de las variaciones del clima, que revelan los efectos de un cambio climático abrupto que impulsó hambrunas y que tiene una vinculación causal con las invasiones de la gente del mar en Chipre y Siria. 

Mapa de Chipre con el lago salado Larnaka y el testigo (core) estudiado 

Los investigadores estudiaron los granos de polen procedentes de los sedimentos de un antiguo lago de la región, lo que les permitió descubrir la historia de los cambios ambientales que probablemente llevaron a estas crisis. Los cambios en los isótopos de carbono en el Mediterráneo oriental y en las especies de plantas locales sugieren que este lago, que una vez fue un puerto floreciente, poco a poco se fue secando hasta convertirse en un lago de agua salada sin litoral. Los indicadores revelan una anomalía hidrológica para el período 1200-850 AC, lo que indica una sequía que, aunque no fuera uniforme, se registró tanto en la isla como en el continente. El inicio del episodio de sequía parece ser cronológicamente cercano de la crisis de la Edad de Bronce tardía y de la invasión de los Pueblos del Mar. Como resultado, las malas cosechas condujeron a hambrunas, se fueron repitiendo las invasiones de emigrantes de regiones vecinas y, finalmente, llegó el colapso político y económico de las civilizaciones del Mediterráneo oriental a finales de la Edad de Bronce tardía. 

Paleoclima de los últimos 5.000 años basado en los indicadores estudiados en la zona 

Combinando estos datos con la evidencia arqueológica de las tablillas cuneiformes y la correspondencia entre reyes, los investigadores sugieren que la crisis de finales de la Edad del Bronce fue debida a un único evento, aunque complejo, causado por una sequía inducida por el cambio climático, lo que dio lugar a hambrunas, a invasiones marítimas y a luchas políticas, en lugar de estar constituida por una serie de eventos no relacionados entre si. Llegan a la conclusión de que este evento pone de manifiesto la sensibilidad al cambio climático de estas sociedades basadas en la agricultura, y permite explicar la crisis que llevó a su fin.

La intensidad de emisión de CO2

Se denomina intensidad de emisión de CO2 las toneladas de CO₂ emitidas por cada 1.000 $ de PIB. La EIA (US Energy Information Administration) ha publicado este dato para los diversos países del mundo, hasta el año 2011.

El PIB está indicado en dólares estadounidenses del año 2005.

Vemos como Rusia y China se sitúan en niveles muy elevados, aunque están reduciéndolos rápidamente, mientras que los países más “avanzados” tienen una intensidad de emisión de CO₂ mucho menor y, en la mayoría de los casos, también en disminución.

Esta disminución se debe, entre otras cosas, a que en los países “avanzados”, cada vez el porcentaje de servicios financieros sobre el PIB es mayor. Y los servicios financieros generan pocas emisiones de CO₂.

Intensidad de emisión de CO2

El Niño se está volviendo más activo

El Niño tiene enorme influencia en todo el mundo, y puede causar estragos como dar lugar a inundaciones o a sequías en muchas regiones del mundo.

No se sabe como se comportará el Niño si el planeta se calienta. Una manera de determinar su sensibilidad al cambio climático es una mirada hacia el pasado. Debido a que el registro instrumental es demasiado corto para obtener una imagen fiable de las variaciones naturales de la magnitud y la frecuencia del ENSO (El Niño Southern Oscillation), los científicos del clima se basan en indicios geológicos y biológicos, como por ejemplo a partir de núcleos de sedimentos lacustres, corales o los anillos de los árboles, como indicadores de su comportamiento en el pasado. El problema ha sido, sin embargo, que la reconstrucción del ENSO de cada uno de estos indicios ha dado resultados distintos.

Algunas de estas discrepancias en las reconstrucciones del ENSO han surgido porque los métodos aplicados normalmente para combinar los registros de los indicios individuales no han tenido en cuenta pequeñas incertidumbres de datación entre ellos. El enfoque más común ha sido la combinación de los indicios individuales para calcular después la actividad del ENSO deducida de la señal combinada.

En un reciente artículo titulado Inferred changes in El Niño–Southern Oscillation variance over the past six centuries, los autores han procedido de manera distinta: han hecho un primer cálculo de la actividad del ENSO a partir de cada uno de los distintos indicios y luego han combinado los distintos resultados, lo que da una visión mucho más consistente y robusta de la actividad pasada del ENSO.

Con la aplicación de su método mejorado para la reconstrucción de la actividad del ENSO, encontraron que fue más activo durante el período de 30 años 1979-2009 que durante cualquier otro período de 30 años entre 1590 y 1880. Esta nueva estimación de la actividad del ENSO durante los últimos 600 años muestra también una cierta correlación entre esta actividad y la temperatura global.

Esta correlación entre ENSO y temperatura global no es nueva. Lo que se desconoce es quien es la causa y quien el efecto. Pero no deja de ser interesante saber que la actividad de El Niño es actualmente mayor que la de los últimos 600 años, aunque no se sepa a ciencia cierta el porqué ni qué consecuencias pueda tener.

Puntos grises: variancia móvil de 30 años de las estimaciones de las 14 reconstrucciones del ENSO a partir de los diferentes indicios.

Líneas negras: línea gruesa = media; líneas finas = barras de error

Puntos azules: variancia móvil de 30 años de 4 estimaciones diferentes de valores observados del ENSO.

Línea azul: media de estas observaciones.

Estrella roja: último valor de la media de las observaciones.

Nota: ya hemos hablado de otra reconstrucción de los valores del ENSO en los últimos siglos en una entrada anterior.