Dentro de la cueva Yonderup, a 12 millas al norte de Perth, Australia, Pauline Treble viaja a través del tiempo. En lugar de doblar las leyes de la física, el investigador está examinando los registros del pasado de la Tierra encerrados en estalagmitas y estalactitas, estas últimas desde el techo y las primeras desde el suelo, juntas llamadas espeleotemas.
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Estas partes icónicas de las cuevas se forman cuando el agua gotea en las fauces subterráneas, llevando consigo minerales. El líquido deja atrás los minerales, así como el agua de la ducha deja depósitos en el azulejo y parte del agua queda atrapada entre los cristales minerales. A lo largo de los siglos, esta bonita placa se convierte en una cápsula del tiempo: cada capa mineral contiene pistas químicas, o proxies, para contar lo que estaba sucediendo sobre el suelo durante una época en particular. Cuanto más cerca del centro del espeleotema te mires, más atrás en el tiempo estás viendo.
Científicos como Treble, de la Organización Australiana de Ciencia y Tecnología Nuclear, están aprendiendo cómo usar las composiciones de estos conos de cueva para rastrear flujos y reflujos antiguos en patrones climáticos y climáticos. La esperanza es no solo comprender el pasado, sino también tener una idea de nuestro futuro.
Ahora Treble y sus colegas han descubierto que las formaciones de cuevas también capturan registros de antiguos incendios forestales, y eso presenta un problema. La señal de incendio se parece mucho a un indicador principal de los cambios en las condiciones climáticas, lo que significa que los científicos pueden estar confundiendo las interrupciones locales como los incendios con efectos más globales.
"Realmente necesita llamar la atención de la gente", dice Treble. "De lo contrario, existe un gran potencial para que las personas malinterpreten esos poderes".
Treble no se propuso encontrar fuegos antiguos. Ella viajó a Yonderup con la esperanza de extraer la información de lluvia de la cueva y agregarla al registro paleoclimático. "Debería haber una señal clara", dice Treble, una señal como las que otros espeleólogos científicos habían visto en otras cuevas. Pero, misteriosamente, no la había.
El problema era que esas otras cuevas estaban ubicadas en partes templadas del hemisferio norte. En Australia occidental, el clima era más seco, más mediterráneo. Con la extraña falta de señal en su cueva, ella comenzó a pensar que quizás los poderes que los científicos templados usaban simplemente no se traducían.
Pero luego consideró el incendio forestal que recordaba que había ardido sobre la cueva en febrero. ¿Cómo habría cambiado eso los espeleotemas? ¿Cómo sería un fuego codificado? ¿Y podrían sus señales de espeleotema enmascarar a la lluvia?
Ella entregó ese proyecto al estudiante universitario de la Universidad de Nueva Gales del Sur, Gurinder Nagra. Trabajó con Treble y su colega Andy Baker para exponer cómo los incendios afectan la tierra que queman y cómo esos efectos gotean en las cuevas.
Los científicos tomaron datos de estas formaciones tipo catedral en la cueva Yonderup en Australia. (Andy Baker) El oxígeno es uno de los representantes clave que los científicos usan para reconstruir el pasado, específicamente, la relación cambiante entre los isótopos oxígeno-18 y oxígeno-16. En sentido amplio, el agua de lluvia tiene más oxígeno-16 que el agua de mar porque ese isótopo es más liviano, por lo que se evapora más fácilmente del océano, llega a las nubes y luego cae de nuevo a la Tierra. Cuanto más cálida es la temperatura, más oxígeno-18 también puede evaporarse, y más período de evaporación de agua, lo que significa que la cantidad de precipitación aumenta a nivel mundial.
Pero leer las proporciones que aparecen en cuevas y en diferentes zonas climáticas no es simple, y su significado exacto varía en todo el mundo.
"En el suroeste de Australia, la proporción [de oxígeno] de lluvia está relacionada con dos cosas: la intensidad de los eventos de lluvia y los cambios en la circulación atmosférica", dice Treble, un hallazgo que ella ha verificado al observar los eventos de lluvia conocidos del siglo XX y un evento registro de estalagmitas. Para esa parte de Australia, Treble descubrió que una proporción más alta (más oxígeno pesado en comparación con la luz) significa menos lluvia intensa o un cambio en los vientos del oeste del hemisferio sur.
Además de las complejidades, parece que la proporción de oxígeno puede ser tan sensible a las conflagraciones como lo es al clima. Los mensajes de los dos están mezclados en los espeleotemas, y nadie lo sabía hasta ahora.
Cuando un incendio desgarra una región seca, agrieta o mata la vegetación. Esas víctimas cambian las tasas de transpiración y evaporación: cómo el agua corre a través de las raíces de las plantas hasta sus hojas y luego salta al aire como vapor. Debido a las fluctuaciones de la flora y las cenizas, los microbios del suelo también cambian, al igual que los niveles de elementos como el magnesio, calcio, potasio y sodio. El suelo se vuelve más negro que antes, lo que hace que absorba más radiación del sol.
Cuando el agua fluye a través del suelo ennegrecido y sin vida, reúne evidencia del entorno alterado, y esa señal se deposita en cuevas. La pregunta entonces fue: ¿podrían separarse las señales de fuego de las señales de cambio climático? Nagra buscó en los datos de la cueva para descubrir, utilizando mediciones bimensuales de los sitios desde agosto de 2005 hasta marzo de 2011, un análisis que reveló las huellas digitales del fuego presionadas sobre los espeleotemas.
Un incendio forestal arde en la región en las afueras de Perth, Australia, en 2009. (Thorsten Milse / robertharding / Corbis) El agua posterior al incendio fue más clorada y más rica en potasio y sulfato, informa el equipo en los resultados presentados en la conferencia de la American Geophysical Union en diciembre, y ahora bajo revisión en Hydrology and Earth Systems Sciences . Lo más importante, vieron que el fuego también aumentó la proporción de isótopos de oxígeno, ese estándar tradicional de estudios climáticos anteriores, en hasta 2 partes por mil.
Un cambio aparentemente tan pequeño en realidad está a la par con las mayores fluctuaciones climáticas desde hace aproximadamente 2, 6 millones de años hasta el presente. El equipo descubrió que los científicos podrían estar malinterpretando las proporciones de oxígeno como grandes cambios en el clima cuando realmente están viendo grandes llamas.
La reconstrucción climática interpretada correctamente ayuda a los científicos a poner en contexto los cambios actuales, como comparar la tasa de cambio actual con la variabilidad natural del planeta en el pasado, dice Frank McDermott del University College Dublin. Y los científicos usan datos paleoclimáticos para hacer modelos más precisos del pasado y el presente, y mejores proyecciones para el futuro.
"Si sabemos cómo cambió el clima en el pasado, digamos en los últimos miles de años, podemos ejecutar un modelo climático hacia atrás desde el presente ... y luego verificar si el modelo logra reproducir las condiciones climáticas pasadas conocidas", dijo. dice.
El estudio del equipo muestra lo importante que es entender una cueva como un sistema individual antes de usarla para hacer tales generalizaciones sobre el mundo, una buena táctica ya sea que estudies personas o cámaras subterráneas.
"En esencia, el científico debe tratar de comprender el sistema de cuevas e incluso el sistema de agua de goteo del que se ha muestreado su estalagmita para interpretar adecuadamente los cambios más sutiles", dice McDermott.
Un proyecto dirigido por Greg Hakim de la Universidad de Washington en Seattle está incorporando actualmente la base de datos de mediciones de isótopos de oxígeno de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) en esos modelos, para realizar exactamente esos controles. Y ahí es donde los nuevos hallazgos pueden ayudar.
"Los que se ven afectados por factores locales son expulsados", dice Baker. Ahora, los científicos tal vez puedan echar cuevas que se han quemado.
Nuevas plantas brotaron unos seis meses después de un incendio forestal cerca de la cueva Yonderup. (Pauline Treble) Utilizando esa misma base de datos NOAA y los nuevos resultados de Nagra, los paleoclimatólogos también podrían reconstruir el historial de incendios de una región. "Probablemente no pueda hacerlo con [la medición del isótopo de oxígeno] por sí mismo, pero con otras cosas que estarían más aisladas en términos de cómo se ven afectadas", advierte Nagra.
Eso significa que ese trabajo necesita una verdadera huella digital de fuego, una que sea realmente única. Treble dice que la solución puede ser metales traza. Combinados con los datos de oxígeno, podrían construir una sólida línea de tiempo de historial de incendios. Ese registro, especialmente en áreas secas como las de este estudio, a menudo es una trama secundaria en la historia del clima. Ahora vemos que, con los incendios forestales aumentando en el oeste de Estados Unidos debido a la sequía, las temperaturas más altas, las estaciones cálidas más largas y las tormentas más grandes.
Con las cuevas australianas, "estamos tratando de reducir cómo se acoplan esos procesos a largo plazo y qué tipo de impacto podemos esperar con un mayor secado de esa región", dice Treble.
Los científicos también esperan ver cómo los incendios futuros afectarán la ecología local y las cuevas mismas, razón por la cual el Australian Research Council financió este estudio. Nagra y sus asesores se asociaron con la Oficina de Medio Ambiente y Patrimonio, que administra los parques nacionales de Australia.
"En Nueva Gales del Sur, tenemos una política estatal en la que no han tenido ninguna quema controlada o prescrita de cuevas o karst en reservas nacionales, porque no sabían qué impacto tendría", dice Baker. “Por precaución, no han tenido un incendio. Tal vez podamos darles suficiente evidencia de que pueden cambiar la política si es lo mejor para ellos ”.
