Cambio climático, modificación periódica del clima de la Tierra provocada como resultado de los cambios en la atmósfera, así como de las interacciones entre la atmósfera y varios otros factores geológicos, químicos, biológicos y geográficos dentro del sistema de la Tierra.
La atmósfera es un fluido dinámico que está continuamente en movimiento. Tanto sus propiedades físicas como su velocidad y dirección de movimiento están influenciadas por una variedad de factores, que incluyen la radiación solar, la posición geográfica de los continentes, las corrientes oceánicas, la ubicación y orientación de las cadenas montañosas, la química atmosférica y la vegetación que crece en la superficie terrestre. . Todos estos factores cambian con el tiempo. Algunos factores, como la distribución del calor dentro de los océanos, la química atmosférica y la vegetación superficial, cambian en escalas de tiempo muy breves. Otros, como la posición de los continentes y la ubicación y altura de las cadenas montañosas, cambian en escalas de tiempo muy largas. Por lo tanto, el clima, que resulta de las propiedades físicas y el movimiento de la atmósfera, varía en cada escala de tiempo concebible.
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El clima a menudo se define vagamente como el clima promedio en un lugar en particular, incorporando características tales como temperatura, precipitación, humedad y viento. Una definición más específica establecería que el clima es el estado medio y la variabilidad de estas características durante un período de tiempo prolongado. Ambas definiciones reconocen que el clima siempre está cambiando debido a inestabilidades en la atmósfera. Y así como el clima varía de un día a otro, también varía el clima, desde ciclos diarios de día y noche hasta períodos de tiempo geológico de cientos de millones de años. En un sentido muy real, la variación climática es una expresión redundante: el clima siempre varía. No hay dos años exactamente iguales, ni tampoco dos décadas, dos siglos o dos milenios.
Este artículo aborda el concepto de variación y cambio climático dentro del conjunto de características y procesos naturales integrados conocido como el sistema Tierra. Se explica la naturaleza de la evidencia del cambio climático, así como los principales mecanismos que han causado el cambio climático a lo largo de la historia de la Tierra. Finalmente, se brinda una descripción detallada del cambio climático en muchas escalas de tiempo diferentes, que van desde una vida humana típica hasta todo el tiempo geológico. Para una descripción detallada del desarrollo de la atmósfera de la Tierra, vea el artículo atmósfera, evolución de. Para un tratamiento completo del problema más crítico del cambio climático en el mundo contemporáneo, consulte el calentamiento global.
El sistema de la Tierra
La atmósfera está influenciada y vinculada a otras características de la Tierra, incluidos los océanos, las masas de hielo (glaciares y hielo marino), las superficies terrestres y la vegetación. Juntos, forman un sistema terrestre integrado, en el que todos los componentes interactúan e influyen entre sí de formas a menudo complejas. Por ejemplo, el clima influye en la distribución de la vegetación en la superficie de la Tierra (p. ej., existen desiertos en regiones áridas, bosques en regiones húmedas), pero la vegetación a su vez influye en el clima al reflejar energía radiante de vuelta a la atmósfera, transfiriendo agua (y calor latente) de suelo a la atmósfera, e influyendo en el movimiento horizontal del aire a través de la superficie terrestre.
Los científicos de la Tierra y los científicos atmosféricos todavía están buscando una comprensión completa de las complejas retroalimentaciones e interacciones entre los diversos componentes del sistema de la Tierra. Este esfuerzo está siendo facilitado por el desarrollo de una ciencia interdisciplinaria llamada ciencia del sistema terrestre. La ciencia del sistema terrestre se compone de una amplia gama de disciplinas, incluida la climatología (el estudio de la atmósfera), la geología (el estudio de los procesos superficiales y subterráneos de la Tierra), la ecología (el estudio de cómo los organismos de la Tierra se relacionan entre sí y con su entorno) , oceanografía (el estudio de los océanos de la Tierra), glaciología (el estudio de las masas de hielo de la Tierra) e incluso las ciencias sociales (el estudio del comportamiento humano en sus aspectos sociales y culturales).
Una comprensión completa del sistema de la Tierra requiere el conocimiento de cómo el sistema y sus componentes han cambiado a lo largo del tiempo. La búsqueda de esta comprensión ha llevado al desarrollo de la historia del sistema de la Tierra, una ciencia interdisciplinaria que incluye no solo las contribuciones de los científicos del sistema de la Tierra, sino también de los paleontólogos (que estudian la vida de los períodos geológicos pasados), los paleoclimatólogos (que estudian los climas pasados), los paleoecólogos ( que estudian ambientes y ecosistemas del pasado), paleoceanógrafos (que estudian la historia de los océanos) y otros científicos interesados en la historia de la Tierra. Debido a que los diferentes componentes del sistema de la Tierra cambian a diferentes velocidades y son relevantes en diferentes escalas de tiempo, la historia del sistema de la Tierra es una ciencia diversa y compleja. Los estudiantes de la historia del sistema de la Tierra no solo se preocupan por documentar lo que ha sucedido; también ven el pasado como una serie de experimentos en los que han variado la radiación solar, las corrientes oceánicas, las configuraciones continentales, la química atmosférica y otras características importantes. Estos experimentos brindan oportunidades para aprender las influencias relativas y las interacciones entre varios componentes del sistema de la Tierra. Los estudios de la historia del sistema de la Tierra también especifican la gama completa de estados que el sistema ha experimentado en el pasado y aquellos que el sistema es capaz de experimentar en el futuro.
Sin duda, la gente siempre ha sido consciente de la variación climática en escalas de tiempo relativamente cortas de estaciones, años y décadas. Las escrituras bíblicas y otros documentos antiguos se refieren a sequías, inundaciones, períodos de frío severo y otros eventos climáticos. Sin embargo, una apreciación completa de la naturaleza y la magnitud del cambio climático no se produjo hasta finales del siglo XVIII y principios del XIX, una época en la que se produjo el reconocimiento generalizado de la profunda antigüedad de la Tierra. Los naturalistas de esta época, incluidos el geólogo escocés Charles Lyell, el naturalista y geólogo nacido en Suiza Louis Agassiz, el naturalista inglés Charles Darwin, el botánico estadounidense Asa Gray y el naturalista galés Alfred Russel Wallace, llegaron a reconocer evidencia geológica y biogeográfica que solo tenía sentido en el luz de climas pasados radicalmente diferentes a los que prevalecen hoy.
Los geólogos y paleontólogos del siglo XIX y principios del XX descubrieron evidencia de cambios climáticos masivos que tuvieron lugar antes del Pleistoceno, es decir, antes de hace unos 2,6 millones de años. Por ejemplo, los lechos rojos indicaron aridez en regiones que ahora son húmedas (p. ej., Inglaterra y Nueva Inglaterra), mientras que los fósiles de plantas de pantanos de carbón y corales de arrecife indicaron que alguna vez hubo climas tropicales en las altas latitudes actuales tanto en Europa como en América del Norte. . Desde finales del siglo XX, el desarrollo de tecnologías avanzadas para datar rocas, junto con técnicas geoquímicas y otras herramientas analíticas, han revolucionado la comprensión de la historia del sistema terrestre primitivo.
La aparición de múltiples épocas en la historia reciente de la Tierra durante las cuales los glaciares continentales, desarrollados en latitudes altas, penetraron en el norte de Europa y el este de América del Norte fue reconocida por científicos a fines del siglo XIX. El geólogo escocés James Croll propuso que las variaciones recurrentes en la excentricidad orbital (la desviación de la órbita de la Tierra de una trayectoria perfectamente circular) eran responsables de la alternancia de períodos glaciales e interglaciales (efecto del cambio climático)