Modelización de los cambios climáticos abruptos glaciales y de su impacto en los mantos de hielo glaciales del hemisferio norte

Résumé

Durante el último periodo glacial, la región del Atlántico Norte experimentó una serie de cambios abruptos de temperatura conocidos como eventos Dansgaard-Oeschger (D/O) que dieron lugar a una sucesión de transiciones climáticas globales en escalas de tiempo milenarias. El paradigma actual contempla que estos cambios climáticos abruptos se produjeron por la reorganización de la circulación meridiana del océano Atlántico (AMOC, del inglés Atlantic meridional overturning circulation). Se cree que las condiciones climáticas frías en el Atlántico Norte estuvieron asociadas a un modo de circulación oceánica débil incapaz de transportar grandes cantidades de calor hacia el norte, mientras que las condiciones climáticas relativamente cálidas pudieron estar asociadas a la revitalización de este transporte meridiano de calor. Con frecuencia se ha considerado que los flujos de agua dulce procedentes del deshielo de los mantos polares pudieron haber sido los responsables de perturbar la estabilidad de la AMOC, provocando así las transiciones climáticas abruptas del último período glacial. Sin embargo, todavía existe un alto grado de incertidumbre sobre el origen y la magnitud de dichos flujos, con lo que la implicación de este forzamiento en los cambios climáticos abruptos glaciales no está totalmente clara. El objetivo de esta tesis es doble: por un lado, investigar el origen de estos cambios climáticos abruptos; por otro, evaluar su impacto en los mantos de hielo del hemisferio norte La primera parte de la tesis se centra en la descripción de un nuevo mecanismo coherente con los registros paleoclimáticos a fin de explicar la variabilidad asociada a los eventos D/O y su huella climática global. Los registros indican que las variaciones de CO2 acontecidas durante los cambios climáticos abruptos glaciales fueron precedidas por episodios de afloramiento intenso en el Océano Austral causados, a su vez, por la intensificación y/o el desplazamiento de los vientos superficiales de esa región. Las simulaciones numéricas y los registros paleoclimáticos han revelado que los periodos de reducida formación de agua profunda del Atlántico Norte provocan el calentamiento del Océano Austral, lo que conduciría a un desplazamiento hacia el sur de la zona de convergencia intertropical junto con una reorganización de los vientos del Océano Austral y, por lo tanto, a un aumento del afloramiento y de la concentración de CO2 en la atmósfera. En la primera parte de la tesis se investiga, a través de la modelización numérica, el papel de estos cambios a la hora de desencadenar los eventos D/O. Nuestros resultados indican que las variaciones de CO2 y de los vientos del Océano Austral podrían formar parte de una oscilación climática interna capaz de desencadenar la aparición de los cambios climáticos abruptos glaciales a través de la reorganización de la AMOC. La segunda parte de la tesis se centra en investigar la capacidad de los mantos de hielo del hemisferio norte para modular el clima del último periodo glacial a escala milenaria. Para simular la evolución de los mantos de hielo a lo largo del último período glacial se ha desarrollado un nuevo método de forzamiento que consiste en separar espectralmente las componentes orbital y milenaria de las climatologías sintéticas empleadas para forzar un modelo de mantos de hielo. Este método proporciona una representación más realista de la variabilidad climática a escala orbital y milenaria de la evolución de los mantos de hielo y se ha empleado específicamente para investigar el impacto de las variaciones oceánicas en la evolución del manto de hielo euroasiático (EIS, del inglés, Eurasian ice sheet) a lo largo del último periodo glacial. Nuestros resultados confirman la importancia del océano a la hora de controlar la dinámica del EIS a escala milenaria y permiten explicar la ocurrencia de descargas de icebergs del EIS observadas en los registros paleoclimáticos durante la fase interestadial de los eventos D/O.