Científicos Exploran el Pasado Remoto del Gran Cañón para Prever los Impactos Futuros del Clima
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El Gran Cañón, con sus valles y sus millones de años de estratos rocosos que abarcan la historia de la Tierra, ostenta el título de una de las Siete Maravillas Naturales del Mundo. No obstante, según un reciente estudio de la Universidad de Nevada, Las Vegas (UNLV), sus maravillas se extienden a vastos sistemas de cuevas que yacen bajo la superficie, y que podrían proporcionar pistas cruciales para entender mejor el futuro del cambio climático a través del estudio del pasado natural.
Un equipo de investigación liderado por el paleoclimatólogo y profesor de la UNLV, Matthew Lachniet, extrajo una antigua estalagmita del suelo de una cueva del Gran Cañón que había permanecido inalterada durante milenios. Al estudiar la geoquímica de los depósitos minerales, los científicos lograron analizar los patrones de precipitación durante el período de rápido calentamiento que siguió a la última Edad de Hielo, lo que mejoraría la comprensión de los posibles efectos futuros del cambio climático en las lluvias de monzón de verano en el suroeste de los Estados Unidos y el noroeste de México.
Los resultados de su investigación, publicados el 2 de octubre en Nature Geoscience, indicaron que niveles crecientes de agua se filtraron en la cueva hace entre 8,500 y 14,000 años, durante un período conocido como el Holoceno temprano, cuando las temperaturas aumentaron en toda la región. Utilizando un modelo de paleoclima, los investigadores determinaron que esto probablemente se debió al aumento y expansión de las lluvias de verano, que fueron el resultado de cambios atmosféricos en los patrones de circulación del aire, lo que llevó a un derretimiento más rápido de las capas de nieve invernales y aceleró el proceso de evaporación que alimenta las lluvias de monzón.
Este hallazgo es de gran relevancia, ya que la mayor parte del agua que actualmente se filtra a través de la roca madre y se infiltra en cuevas y acuíferos, contribuyendo a la recarga de las aguas subterráneas, proviene del deshielo invernal. Sin embargo, durante el Holoceno temprano, cuando las temperaturas máximas eran solo ligeramente más cálidas que en la actualidad, tanto la humedad estival como la invernal contribuyeron a la recarga de las aguas subterráneas en la región.
Los científicos sugieren que un calentamiento futuro, que podría elevar las temperaturas por encima de las del Holoceno temprano, podría resultar en tasas más elevadas de lluvia estival en la meseta de Colorado y en la intensificación del monzón norteamericano, un patrón caracterizado por tormentas pronunciadas y un aumento de la precipitación que suele ocurrir entre junio y mediados de septiembre.
"Lo sorprendente de nuestros resultados radica en que, durante este período cálido en el pasado, tanto el monzón de verano como la infiltración en la cueva aumentaron, lo que sugiere que el verano fue un elemento importante en la recarga de las aguas subterráneas del Gran Cañón, a pesar de que en la actualidad no es una temporada relevante para la recarga", señaló Lachniet, quien personalmente recuperó la estalagmita de una cueva en la Formación Redwall en el borde sur del Gran Cañón oriental en 2017. "Si bien aún esperamos que la región se vuelva más seca en el futuro, es posible que la lluvia de verano más intensa se infiltre en el subsuelo más de lo que ocurre en la actualidad".
Las estalagmitas son formaciones comunes en las cuevas que funcionan como antiguos pluviómetros que registran cambios climáticos históricos. Crecen a medida que las aguas ricas en minerales se filtran a través del suelo y gotean desde las puntas de las estalactitas que cuelgan del techo de las cuevas. Los minerales de calcita que se acumulan a lo largo de miles de años registran con precisión la historia de las precipitaciones en un área, de manera similar a cómo los anillos de los árboles dan cuenta de la edad de un árbol. La composición de los isótopos de oxígeno en el agua varía entre las precipitaciones de verano e invierno, lo que permite estimar las contribuciones relativas de cada estación. Las fluctuaciones en el isótopo de uranio-234 y los cambios en el grosor del crecimiento de las estalagmitas proporcionan indicios de las modificaciones en la cantidad de precipitación.
"Pudimos confirmar el registro de oxígeno con los datos de crecimiento y los datos de isótopos de uranio para corroborar que, de hecho, se observan aumentos significativos en la humedad estival durante este período cálido, lo que atribuimos al monzón", afirmó Yemane Asmerom, profesor de la Universidad de Nuevo México. "Lamentablemente, la humedad efectiva es el resultado del equilibrio entre la precipitación y la evaporación. A diferencia del clima más templado del Gran Cañón, la parte sur, que es más árida, probablemente se vuelva aún más seca debido al aumento de las temperaturas".
El equipo de investigación empleó muestras de estalagmitas para reconstruir las tasas de recarga de las aguas subterráneas, es decir, la cantidad de agua que penetra en los acuíferos en la zona del Gran Cañón durante los primeros años del período del Holoceno. Los científicos sugieren que tasas elevadas de recarga de aguas subterráneas también podrían haberse registrado en otras mesetas de gran altitud en la región, aunque no está claro cómo se aplicaría esta actividad a los desiertos más cálidos y de menor altitud.
Lo que sí es claro es que el cambio climático causado por el ser humano está generando un aumento de las temperaturas en todo el suroeste de América del Norte, incluida la región del Gran Cañón. Sumado al crecimiento de la población y a las presiones agrícolas, este calentamiento puede reducir la infiltración del agua superficial en los acuíferos de aguas subterráneas. Las tasas de recarga de aguas subterráneas también dependen de la frecuencia y la intensidad de las lluvias de verano asociadas con la temporada de monzones.
Aunque la infiltración de verano no es actualmente un contribuyente significativo a la recarga de aguas subterráneas en la región, estos últimos hallazgos sugieren que eso podría cambiar en el futuro a medida que el clima se caliente y aumente la humedad monzónica. Lo que no se sabe es cómo podría afectar a las reservas generales de aguas subterráneas una disminución proyectada en las precipitaciones invernales y en las capas de nieve.
Autor: Universidad de Nevada, Las Vegas
Image de portada: El Gran Cañón (CC BY 3.0)