Introducción al Clima (II) Geología General, Semestre Otoño 2010 Roberto Rondanelli Departamento de Geofísica

Distribución espacial y temporal de la radiación incidente (Liou,2002)

Obliquidad respecto del plano orbital es una variable Williams (1993) Pierrehumbert (2009)

Kasting and Catling (2003)

Teoría de Milankovitch Variaciones en los parámetros orbitales y por tanto en la insolación terrestre debieran verse reflejados en cambios en el clima. En particular en el control (extensión y duración) de las glaciaciones terrestres. El parámetro crítico es la insolación recibida en verano

Último máximo glacial

Sol joven débil El sol es una estrella en la secuencia principal y el modelo estándar de evolución estelar indica un aumento en cerca del 40 % de la luminosidad (y por lo tanto de la constante solar) desde el principio de la era geológica (4.5 mil millones de años atrás) Inicialmente el sol posee una composición química homogénea (H 2 ) El sol está en equilibrio térmico e hidrostático La masa del sol permanece constante para efectos prácticos. Al convertirse el H 2 en He al interior del núcleo, la densidad aumenta, la temperatura y por consiguiente la cinética de las reacciones termonucleares.

Ga (Miles de millones de años atrás) Luminosidad, fracción respecto del presente Temperatura Promedio de la Superficie (K)   Modelo de dimensión cero

Realimentaciones climáticas (no incluídas en el modelo de orden cero) Por ejemplo, el vapor de agua en la atmósfera actúa como una realimentación positiva al sistema climático. F G  f 

Evidencia Geológica En la historia de la tierra, las glaciaciones están prácticamente ausentes del registro. En efecto, la primera glaciación de que se tiene evidencia ocurrió ~ 2.9 Ga. (nótese que la ausencia de evidencia, no es evidencia de “ausencia”) Kasting & Ono (2006) Múltiple evidencia “positiva” apunta a la existencia de grandes extensiones de agua líquida desde 3.8 Ga (Arcaico) y posiblemente desde 4.4 Ga (Hadeico)

Resumen de la paradoja Génesis Sagan and Mullen (1972) Pero ya en 1957 Schwarzschild escribe: El modelo estándar de evolución solar indica un sol mucho más débil Modelos climáticos simples indican una reducción de la temperatura suficiente para cubrir al planeta de hielo Evidencia geológica indica que la tierra no estaba cubierta de hielo.

CO 2 al rescate Dependen de la temperatura

Pero …

En una atmósfera anóxica y suponiendo fuentes abióticas, un buen cadidato es CH 4 Pavlov et al (2000) Haqq-Misra et al (2008)

Rondanelli and Lindzen (2009) Nubes también pueden ayudar como solución

Marte y Venus