La influencia del clima en la generación, el transporte y el depósito de

El cambio climático condiciona la generación, el transporte y el depósito de polvo atmosférico mediante diversos mecanismos, como las modificaciones en la extensión y la distribución de las áreas desérticas, la intensidad de los sistemas de vientos o la cantidad de precipitaciones (Figura 10). Por su parte, la influencia del polvo atmosférico en el cambio climático es aún motivo de controversia (Overpeck et al., 1996). Es incierto hasta que punto la cantidad de polvo presente en la atmósfera, y eventualmente acumulado en los sedimentos, es una respuesta o una causa del cambio climático (Harrison et al., 2001).

Figura 10.- Interrelaciones entre generación de polvo mineral, clima e impacto antrópico (modificada de Arimoto, 2001).

La idea de que durante los estadios glaciales el aporte de polvo fue mayor, tanto por un incremento en la aridez de las áreas fuente (Ruddiman, 1997), como por una intensificación de la circulación atmosférica (Sarnthein et al., 1981), gozó de amplia aceptación durante años. Actualmente, sabemos que la situación fue bastante más compleja y que el aumento de la carga eólica no fue un fenómeno uniforme ni espacial ni temporalmente (Kohfeld y Harrison, 2001; Rea, 1994).

Por un lado, se ha observado que los registros eólicos varían según escalas temporales diferentes del patrón glacial-interglacial, en relación con por ejemplo, la precesión (deMenocal y Rind, 1993; Moreno et al., 2001) y las variaciones suborbitales (Fuhrer et al., 1999; Mayewski et

al., 1994; Taylor et al., 1993; Moreno et al., 2002b). Por otro lado, se ha determinado la gran

influencia de los patrones locales tanto en la producción como en el transporte y el depósito de partículas de polvo mineral (Harrison et al., 2001). El margen africano noroccidental constituye un ejemplo claro de la importancia de las influencias locales. Varios estudios llevados a cabo de registros eólicos en dicho margen han mostrado patrones temporales de aporte de polvo muy variables en función de su posición respecto a los vientos dominantes y la distancia al talud continental (Bertrand et al., 1996; Martinez et al., 1999).

Superada la visión simplista tradicional, las observaciones más recientes han servido de estímulo para que la comunidad paleoceanográfica se vuelque en la investigación de los patrones de generación, transporte y depósito de polvo atmosférico. Ello ocurre por medio de dos vías principales: (i) la recopilación de datos actuales (Avila y Alarcón, 1999; Clemens, 1998; Rodriguez et al., 2001), revisados en Goudie y Middleton (2001), y (ii) la modelización de los

Cantidad y flujo de polvo en la atmósfera Generación de polvo

Impacto antrópico (usos del suelo, agricultura...) Procesos climáticos

(precipitación, vientos, circulación a gran escala...)

Mec an is mo s d e re tr o a li m e n ta ció n

mecanismos implicados en el ciclo del polvo mineral (Andersen et al., 1998; D'Almeida, 1986;

Ginoux et al., 2001; Joussaume, 1993; Mahowald et al., 1999; Reader et al., 1999; Shao, 2001; Swap et al., 1996).

La observación de los patrones actuales ha permitido evaluar cómo responden las propiedades del polvo eólico a los cambios estacionales, obteniéndose así resultados muy útiles, y sin duda necesarios, para interpretar los registros del pasado (Clemens, 1998; Rea, 1993). Según Clemens (1998) tres son los principios básicos de la interpretación de registros eólicos en sedimentos marinos:

?? El flujo de polvo y el tamaño de grano de las partículas son variables independientes (r = 0,36 en Clemens, 1998). Por tanto, un flujo eólico mayor en los sedimentos no significa necesariamente un tamaño mayor de las partículas.

?? El flujo eólico está relacionado principalmente con la aridez y la cubierta vegetal del área fuente. Sin embargo, en las regiones hiperáridas, la producción de polvo es menor debido a que la escasa humedad del ambiente no basta para romper los minerales en partículas de tamaño transportable a largas distancias (Pye, 1989; Rea, 1994).

?? El tamaño de las partículas eólicas es una función de la energía del agente de transporte y, en consecuencia, está muy relacionado con las presiones atmosféricas y la velocidad de los vientos. La cuantificación de la paleointensidad de los vientos a partir del tamaño de grano ha sido abordada en varios trabajos (Jaenicke y Schütz, 1978; Parkin, 1974; Sarnthein et al., 1981). Esas cuantificaciones son, no obstante, discutibles ya que la relación matemática entre velocidad de vientos y tamaño de partículas no está muy clara (Rea, 1994). En cambio, sí que hay consenso en considerar como éolicas a las partículas con tamaños de más de 6-7 ?m (McCave et al., 1995b). Por debajo de este diámetro las partículas tienen un comportamiento cohesivo.

La modelización de los controles del ciclo de polvo mineral ha proporcionado otros tres principios aplicables en la interpretación de los registros del pasado (Harrison et al., 2001): ?? La velocidad de cizalla crítica (del inglés, critical wind shear velocity, u) necesaria para que

se produzca deflación depende de factores intrínsecos, como la forma, la densidad y el tamaño de las partículas y de factores extrínsecos, como la capacidad para la formación de agregados, la rugosidad del suelo y otros (Gillette, 1981; Marticorena y Bergametti, 1996; Nickling, 1983). De todos modos, si bien sería necesario considerar todos esos factores en las simulaciones de las áreas fuente y del flujo de polvo, todavía se está lejos de conseguirlo7 (Harrison et al., 2001).

?? El transporte atmosférico de polvo depende, inicialmente, de la velocidad de los vientos que levantan las partículas y, posteriormente, de las condiciones meteorológicas que determinan la inyección de polvo en las capas altas de la troposfera para su transporte a largas distancias (cf. Aptdo. 2.3.2). Por tanto, en las reconstrucciones paleoclimáticas debe tenerse muy en cuenta el contexto meteorológico local que facilita el transporte de polvo.

7

Son aún muy escasas las simulaciones globales (Reader, et al., 1999; Mahowald, et al., 1999) que incorporan algunas de las características de la superficie terrestre, como la cantidad y el tipo de vegetación o la humedad del suelo. Por ahora aún después de haberse demostrado la influencia que ejercen en la deflación, no hay ningún modelo global que incluya características locales, como la rugosidad del suelo. En algunas modelizaciones sí se han incluido ya características de las partículas, como su tamaño (Ginoux, et al. 2001). No hay, sin embargo, ningún modelo global que incluya la mineralogía de las partículas, a pesar de su importancia en las propiedades radiativas.

?? El depósito del polvo puede ocurrir en seco (sedimentación de las partículas o formación de aglomerados) o en húmedo (incorporación de las partículas a las nubes como núcleos de condensación o en gotas de lluvia durante la precipitación). En las interpretaciones del registro eólico ambos tipos de depósito deben considerarse por su conexión con la variabilidad de las paleoprecipitaciones.

Si bien los modelos del ciclo del polvo mineral son todavía incompletos, sí reproducen a gran escala la variabilidad temporal y espacial observada en imágenes de satélite (Harrison et al., 2001) (Figura 11).

Figura 11.- Simulación de la deposición global de polvo en la actualidad según Mahowald et al. (1999) (modificada de Harrison et al., 2001).

Llegados a este punto, se hace necesario indagar en la influencia climática de las partículas eólicas con el fin de conocer los mecanismos de retroalimentación del sistema clima/polvo (cf. Figura 10).