Los monzones volvieron húmedo el Sáhara hace 11.000 años

Cada año, los vientos alisios sobre el Desierto del Sáhara despliegan enormes columnas de polvo mineral, transportando cientos de teragramos --lo suficiente para llenar 10 millones de camiones de basura-- a lo largo de África del Norte y sobre el Océano Atlántico. Este polvo puede volar durante miles de kilómetros y establecerse en lugares tan lejanos como Florida y las Bahamas.

El Sáhara es la fuente más grande de polvo arrastrado por el viento a la atmósfera de la Tierra. Pero investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, por sus siglas en inglés), la Universidad de Yale, en Estados Unidos, y de otros lugares informan que la columna africana era mucho menos polvorienta entre hace 5.000 y 11.000 años, conteniendo sólo la mitad de la cantidad de polvo que se transporta hoy.

En un artículo publicado en 'Science Advances', los investigadores han reconstruido la columna de polvo africano durante los últimos 23.000 años y han observado una reducción dramática en el polvo que comenzó hace alrededor de 11.000 años. Dicen que este penacho debilitado puede haber permitido que llegue más luz solar al océano, aumentando su temperatura en 0,15 grados Celsius, un aumento pequeño pero significativo que probablemente ayudó a levantar monzones sobre el norte de África, donde el clima en ese momento era mucho más templado y hospitalario de lo que es hoy.

"En el océano tropical, las fracciones de un grado pueden causar grandes diferencias en los patrones de precipitación y los vientos", explica el coautor David McGee, profesor asistente de Desarrollo Profesional en el Departamento de Tierra, Ciencias Atmosféricas y Planetarias del MIT. "Parece que las variaciones de polvo pueden tener efectos lo suficientemente grandes para que sea importante saber cómo de grandes fueron esos impactos en climas pasados y futuros".

EL SÁHARA ERA MÁS VERDE Y HÚMEDO EN EL HOLOCENO

Alrededor de 11.000 años atrás, la Tierra acababa de salir de la última edad de hielo y estaba comenzando una nueva época interglacial conocida como Holoceno. Geólogos y arqueólogos han encontrado pruebas de que durante este periodo el Sáhara era mucho más verde, más húmedo y más habitable de lo que es hoy.

"También hubo un extenso asentamiento humano en todo el Sáhara, con estilos de vida que nunca serían posibles hoy en día --detalla McGee--. Investigadores de sitios arqueológicos han encontrado ganchos de peces y lanzas en medio del Sáhara, en lugares que hoy serían completamente inhabitables, por lo que claramente había mucha más agua y precipitación sobre el Sáhara".

Esta evidencia de condiciones húmedas muestra que la región experimentó lluvias monzónicas regulares durante el Holoceno temprano, lo que se debió principalmente a la lenta oscilación del eje de la Tierra, que expuso el Hemisferio Norte a más luz solar durante el verano; lo que, a su vez, calentó la tierra y el océano y atrajo más vapor de agua --y precipitación-- sobre el norte de África. El aumento de la vegetación en el Sáhara también puede haber desempeñado un papel, absorbiendo la luz solar, calentando la superficie y atrayendo más humedad sobre la tierra.

"Lo misterioso es que si se intenta simular todos estos cambios en esos climas tempranos y a mediados del Holoceno, los modelos intensifican los monzones, pero en ninguna parte cercana a las cantidades sugeridas por los paleodatos --subraya McGee--. Una de las cosas que no se tienen en cuenta en estas simulaciones son los cambios en el polvo sacado por el viento".

En sus resultados, McGee y sus colegas proponen que una reducción en el polvo africano puede haber contribuido a aumentar las lluvias monzónicas en la región. Los investigadores llegaron a esta conclusión después de estimar la cantidad de polvo de viento de largo alcance emitido desde África durante los últimos 23.000 años, desde el final de la última edad de hielo hasta hoy.

Se centraron en el polvo transportado a largas distancias, ya que estas partículas son pequeñas y lo suficientemente ligeras como para ser levantadas y transportadas a través de la atmósfera durante días antes de establecerse a miles de kilómetros de distancia de su fuente. Este polvo de grano fino dispersa la radiación solar entrante, enfriando la superficie del océano y afectando potencialmente a los patrones de precipitación, dependiendo de cuánto polvo hay en el aire.

Para estimar cómo la columna de polvo de África ha cambiado a lo largo de miles de años, el equipo de científicos buscó lugares donde el polvo debería acumularse rápidamente. El polvo puede hundirse en el suelo del océano abierto, pero hay capas de sedimento que se acumulan muy lentamente, a una velocidad de 1 centímetro cada 1.000 años.

Lugares como las Bahamas, por el contrario, acumulan sedimentos mucho más rápidamente, lo que facilita a los científicos determinar las edades de las capas de sedimentos en particular. Es más, se ha demostrado que la mayor parte del polvo que se ha acumulado en las Bahamas no proviene de regiones locales como las de Estados Unidos, sino del Sáhara.

UN CAMBIO QUE ELEVÓ 0,15 º C LA TEMPERATURA DEL MAR

McGee y sus colegas obtuvieron muestras de núcleos de sedimentos de las Bahamas que fueron recogidas en la década de 1980 por científicos de la 'Woods Hole Oceanographic Institution', que llevaron las muestras al laboratorio y analizaron su composición química, incluyendo los isótopos del torio, un elemento que existe en el polvo transportado por el viento en todo el mundo, a concentraciones conocidas. Determinaron la cantidad de polvo en cada capa de sedimento midiendo el isótopo primario del torio y determinaron cómo de rápido se estaba acumulando midiendo la cantidad de un isótopo de torio raro en cada capa.

De esta manera, el equipo analizó las capas de sedimento de los últimos 23.000 años y demostró que alrededor de 16.000 años atrás, hacia el final de la última edad de hielo, la columna de polvo estaba en su punto más alto, al menos dos veces la cantidad de polvo sobre el Atlántico, en comparación con hoy. Sin embargo, entre 5.000 y 11.000 años atrás, esta columna se debilitó significativamente, con sólo la mitad de la cantidad de polvo de viento de hoy en día.

Los colegas de la Universidad de Yale entonces conectaron sus estimaciones en un modelo del clima para ver cómo estos cambios en la columna de polvo africano afectarían a las temperaturas del océano en el Atlántico del norte y el clima total en el norte de África. Las simulaciones mostraron que una caída en el polvo llevado por el viento a larga distancia elevaría las temperaturas de la superficie del mar en 0,15 grados Celsius, atrayendo más vapor de agua sobre el Sáhara, lo que habría ayudado a impulsar las lluvias monzónicas más intensas en la región.

"El modelo mostró que si el polvo tuviera impactos relativamente pequeños sobre las temperaturas de la superficie del mar, esto podría tener impactos pronunciados sobre la precipitación y los vientos tanto en el Atlántico Norte como en el Norte de África", dice McGee. Al señalar que el siguiente paso clave es reducir la incertidumbre en el modelado de los impactos climáticos del polvo, agrega: "No estamos diciendo que la expansión de las lluvias monzónicas en el Sáhara fue causada únicamente por los impactos del polvo. Estamos diciendo que necesitamos averiguar cómo de grandes son esos impactos de polvo para entender tanto los climas pasados como los futuros".