Durante el último medio millón de años, nuestro clima ha experimentado largas glaciaciones regularmente salpicadas por breves periodos cálidos llamados interglaciales. El dióxido de carbono atmósférico se corresponde bastante bien con el ciclo, aumentando en unas 80 a 100 partes por millón cuando las temperaturas aumentaban unos 10ºC. Sin embargo, cuando lo miras de cerca, el CO2 realmente varía con retraso a la temperatura en unos 1000 años. Aunque este resultado se había anticipado hace ya dos décadas (Lorius 1990), parece que todavía sorprende y confunde a mucha gente. ¿Es el calentamiento el que hace que aumente el CO2 o es al revés? En realidad, la respuesta es: ambas cosas.

Figura 1: registro de núcleos de hielo de Vostok de concentración de dióxido de carbono (Petit 2000) y variación de temperatura (Barnola 2003).

Los periodos interglaciales tienen lugar aproximadamente cada 100.000 años. Es lo que se llama el ciclo de Milankovitch, causado por cambios en la órbita terrestre. Hay tres cambios principales en la órbita terrestre. La forma de la órbita alrededor del sol (excentricidad) varía entre una elpse y una forma más circular. El eje de la tierra está inclinado con respecto al sol unos 23°. Esta inclinación oscila entre 22,5° and 24,5° (oblicuidad). A medida que la Tierra gira en torno a su eje, el eje se bambolea entre apuntando a la Estrella Polar y a la estrella Vega (precesión).

Figura 2: Las tres principales variaciones orbitales. Excentricidad: cambios en la forma de la órbita terrestre. Oblicuidad: cambios en la inclinación del eje rotacional de la Tierra. Precesión: oscilación en el eje rotacional.

El efecto combinado de estos ciclos orbitales produce cambios de largo plazo en la cantidad de luz solar que alcanza la tierra en diferentes estaciones, particularmente en altas latitudes. Por ejemplo, hace unos 18.000 años, hubo un aumento en la cantidad de luz solar que alcanzaba el hemisferio sur durante la primavera austral. Esto hizo que retrocediese el hielo marino antártico y se derritiesen glaciares del hemisferio sur (Shemesh 2002). La pérdida de hielo supuso una realimentación positiva al haber menos hielo reflejando luz solar hacia el espacio (menos albedo). Esto amplificó el calentamiento.

A medida que el Océano Antártico se calienta, la solubilidad del CO2 en el agua disminuye (Martin 2005). Esto hace que el océano libere CO2 a la atmósfera. El mecanismoe exacto por el que el océano profundo libera su CO2 no se entiende completamente, pero se cree que está relacionado con la mezcla vertical (Toggweiler 1999). Este proceso lleva unos 800 a 1.000 años, de modo que los niveles de CO2 aumentan 1.000 años después del calentamiento inicial (Monnin 2001, Mudelsee 2001).

La liberación de CO2 desde el océano tiene varios efectos. El aumento de CO2 en la atmósfera amplifica el calentamiento inicial. El forzamiento relativamente débil de los ciclos de Milankovitch es insuficiente para producier el enorme cambio de temperatura para sacarnos de una glaciación. Sin embargo, el efecto amplificador del CO2 es consistente con el calentamiento observado.

El CO2 del Océano Antártico también se mezcla por toda la atmósfera, extendiendo el calentamiento hacia el norte (Cuffey 2001). Los sedimentos marinos tropicales registran un calentamiento en los trópicos unos 1.000 años después del calentamiento antártico, en torno al mismo tiempo en que aumenta el CO2 (Stott 2007). Los registros de hielo de Groenlandia muestran que el calentamiento en el hemisferio norte va con retraso con respecto al aumento de CO2 en la Antártida (Caillon 2003).

La afirmación de que el retraso del CO2 refuta el efecto de calentamiento del CO2 muestra una falta de entendimiento de los procesos que producen los ciclos de Milankovitch. Un estudio de las investigaciones peer reviewed sobre las pasadas deglaciaciones nos muestran varias cosas:

• La deglaciación no se inica por el CO2, sino por ciclos orbitales
• El CO2 amplifica el calentamiento, que no puede explicarse sólo por los ciclos orbitales
• El CO2 extiende el calentamiento a todo el planeta