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Modelo Conceptual
Descripción
Modelo Método D4 - Proxies y Paleoclima
El modelo conceptual busca comprender los mecanismos que dan origen a un comportamiento, y describirlos de la forma más simple posible. Para eso, el comportamiento se segmenta en temas (grupos): cada uno identifica los objetos o variables que participan —tanto en su funcionamiento normal como en sus posibles anomalías o desviaciones— y describe, mediante verbos, la forma en que esos objetos interactúan entre sí. El resultado es lo que llamamos una red semántica: la estructura con la que representamos y comunicamos el modelo conceptual, antes de introducir ecuación alguna.
ID:4633
Estructura de los Grupos
Descripción
El primer paso consiste en analizar la descripción general del modelo e identificar los distintos aspectos que intervienen en el fenómeno y que deben ser representados. Cada uno de estos aspectos se organiza como un grupo, entendido como una unidad conceptual coherente que describe una parte específica del funcionamiento del modelo.
Cada grupo reúne los objetos o conceptos relevantes para ese aspecto y las relaciones o verbos que describen cómo interactúan, se modifican o dependen unos de otros. De esta manera, cada grupo constituye una parte de la red semántica del modelo, mientras que el conjunto de los grupos permite representar de forma estructurada su funcionamiento global.
La división en grupos facilita además separar mecanismos, condiciones, procesos y resultados que cumplen funciones diferentes dentro del modelo, manteniendo al mismo tiempo las relaciones que existen entre ellos. Los grupos no son, por tanto, componentes aislados: pueden compartir conceptos y establecer relaciones entre sí, formando conjuntamente una única representación semántica del fenómeno.
La imagen anterior ofrece una visión general de los distintos aspectos en que se ha estructurado el modelo. A continuación se presentan los grupos identificados, indicando para cada uno su título y una breve descripción del aspecto del modelo que representa.
Grupo 1: Grupo 1: Arquitectura general de proxies
Función de transferencia
Grupo 2: Grupo 2: Núcleos de hielo: gases atrapados
Burbujas de aire atrapadas
Grupo 3: Grupo 3: Núcleos de hielo: isótopos y temperatura
Composición isotópica del oxígeno del hielo
Grupo 4: Grupo 4: Sedimentos marinos: δ18O de foraminíferos
δ18O de la concha
Grupo 5: Grupo 5: Sedimentos marinos: Mg/Ca y separación de señales
Proporción Mg/Ca
Grupo 6: Grupo 6: Otros proxies y reconstrucción paleoclimática
Reconstrucción mediante proxies
ID:1696
Grupo 1: Grupo 1: Arquitectura general de proxies
Descripción
Función de transferencia
Pregunta clave: ¿Cómo transforma un registro natural una magnitud preservada en una variable climática reconstruida?
Función de transferencia Todo proxy paleoclimático tiene su propia función de transferencia, la relación que traduce la magnitud que el proxy paleoclimático efectivamente preserva en la variable climática que interesa reconstruir, y esa función de transferencia viene siempre acompañada de una resolución temporal propia del proxy paleoclimático y de una incertidumbre de calibración propia también de ese proxy paleoclimático. En conjunto, estos proxies paleoclimáticos extienden el conocimiento del clima mucho más allá del período instrumental con el que empezó esta descripción: donde no hay un instrumento que haya medido directamente la temperatura, el dióxido de carbono o el volumen de hielo global de hace miles o millones de años, un proxy paleoclimático adecuado, interpretado a través de su función de transferencia, permite reconstruir esa misma información a partir de lo que el registro natural correspondiente preservó. Los espeleotemas, los anillos de los árboles y los corales completan la lista de proxies paleoclimáticos principales, cada uno con su propia función de transferencia, su propia resolución temporal y su propia incertidumbre de calibración, del mismo modo en que los núcleos de hielo y los foraminíferos de los sedimentos marinos tienen las suyas.
ID:3489
Grupo 2: Grupo 2: Núcleos de hielo: gases atrapados
Descripción
Burbujas de aire atrapadas
Pregunta clave: ¿Cómo preservan las burbujas de hielo muestras directas de la atmósfera pasada?
Burbujas de aire atrapadas De todos los proxies paleoclimáticos, los núcleos de hielo son el más directo: las burbujas de aire que quedan atrapadas dentro del hielo preservan muestras reales de la atmósfera pasada, y esas muestras permiten medir directamente el dióxido de carbono y el metano que había en esa atmósfera pasada, sin necesidad de una función de transferencia que traduzca una magnitud distinta a la que interesa. Los proxies paleoclimáticos son registros naturales que preservan información sobre las condiciones climáticas del pasado, de un pasado anterior al período en que existen mediciones instrumentales directas.
ID:3490
Grupo 3: Grupo 3: Núcleos de hielo: isótopos y temperatura
Descripción
Composición isotópica del oxígeno del hielo
Pregunta clave: ¿Cómo se traduce la composición isotópica del oxígeno del hielo en temperatura pasada y qué la confunde?
Composición isotópica del oxígeno del hielo Esta relación entre la composición isotópica del oxígeno y la temperatura se calibra hoy comparando la composición isotópica del oxígeno de la precipitación actual con la temperatura actual en distintos lugares, y esa calibración actual es la que se usa para interpretar la composición isotópica del oxígeno de los núcleos de hielo antiguos, aunque con la salvedad de que un cambio en la circulación atmosférica o en la fuente de humedad de esa precipitación puede alterar la relación entre la composición isotópica del oxígeno y la temperatura sin que la temperatura misma haya cambiado. La composición isotópica del oxígeno del agua del hielo, en cambio, sí funciona como una función de transferencia: registra la temperatura a la que se condensó la precipitación que después se convirtió en ese hielo, porque el fraccionamiento isotópico que ocurre durante la evaporación y la condensación del agua depende de la temperatura. La primera es, otra vez, la composición isotópica del oxígeno, pero esta vez del carbonato de calcio que forma la concha del foraminífero: esa composición isotópica del oxígeno de la concha depende tanto de la temperatura del agua en la que se formó la concha como de la composición isotópica del oxígeno del agua de mar misma, y la composición isotópica del oxígeno del agua de mar depende, a su vez, del volumen de hielo global que hay acumulado en los continentes en ese momento —cuanto mayor es el volumen de hielo global, más rica en el isótopo pesado del oxígeno queda el agua de mar que no se congeló.
ID:3491
Grupo 4: Grupo 4: Sedimentos marinos: δ18O de foraminíferos
Descripción
δ18O de la concha
Pregunta clave: ¿Cómo combina el δ18O de la concha efectos de temperatura y volumen global de hielo?
δ18O de la concha La primera es, otra vez, la composición isotópica del oxígeno, pero esta vez del carbonato de calcio que forma la concha del foraminífero: esa composición isotópica del oxígeno de la concha depende tanto de la temperatura del agua en la que se formó la concha como de la composición isotópica del oxígeno del agua de mar misma, y la composición isotópica del oxígeno del agua de mar depende, a su vez, del volumen de hielo global que hay acumulado en los continentes en ese momento —cuanto mayor es el volumen de hielo global, más rica en el isótopo pesado del oxígeno queda el agua de mar que no se congeló. Como la proporción entre magnesio y calcio depende solo de la temperatura de formación de la concha, mientras que la composición isotópica del oxígeno de la concha depende tanto de la temperatura de formación como del volumen de hielo global, combinar ambas mediciones en la misma concha permite despejar primero la temperatura de formación a partir de la proporción entre magnesio y calcio, y luego usar esa temperatura de formación ya conocida para separar, dentro de la composición isotópica del oxígeno de la concha, la parte que corresponde a la temperatura de la parte que corresponde al volumen de hielo global. La composición isotópica del oxígeno del agua del hielo, en cambio, sí funciona como una función de transferencia: registra la temperatura a la que se condensó la precipitación que después se convirtió en ese hielo, porque el fraccionamiento isotópico que ocurre durante la evaporación y la condensación del agua depende de la temperatura.
ID:3492
Grupo 5: Grupo 5: Sedimentos marinos: Mg/Ca y separación de señales
Descripción
Proporción Mg/Ca
Pregunta clave: ¿Cómo permite Mg/Ca estimar temperatura y separar después el efecto del volumen de hielo en δ18O?
Proporción Mg/Ca Como la proporción entre magnesio y calcio depende solo de la temperatura de formación de la concha, mientras que la composición isotópica del oxígeno de la concha depende tanto de la temperatura de formación como del volumen de hielo global, combinar ambas mediciones en la misma concha permite despejar primero la temperatura de formación a partir de la proporción entre magnesio y calcio, y luego usar esa temperatura de formación ya conocida para separar, dentro de la composición isotópica del oxígeno de la concha, la parte que corresponde a la temperatura de la parte que corresponde al volumen de hielo global. La primera es, otra vez, la composición isotópica del oxígeno, pero esta vez del carbonato de calcio que forma la concha del foraminífero: esa composición isotópica del oxígeno de la concha depende tanto de la temperatura del agua en la que se formó la concha como de la composición isotópica del oxígeno del agua de mar misma, y la composición isotópica del oxígeno del agua de mar depende, a su vez, del volumen de hielo global que hay acumulado en los continentes en ese momento —cuanto mayor es el volumen de hielo global, más rica en el isótopo pesado del oxígeno queda el agua de mar que no se congeló. La segunda forma es la proporción entre magnesio y calcio en esa misma concha de carbonato de calcio, una proporción que crece de forma acelerada, y no proporcional, con la temperatura a la que se formó la concha: cada grado adicional de temperatura de formación eleva la proporción entre magnesio y calcio más de lo que la elevó el grado anterior.
ID:3493
Grupo 6: Grupo 6: Otros proxies y reconstrucción paleoclimática
Descripción
Reconstrucción mediante proxies
Pregunta clave: ¿Cómo extienden espeleotemas, árboles y corales la reconstrucción más allá del período instrumental?
Reconstrucción mediante proxies Los principales proxies paleoclimáticos son los núcleos de hielo, los sedimentos marinos, los espeleotemas —las estalactitas y las estalagmitas—, los anillos de los árboles y los corales, y cada uno de estos proxies paleoclimáticos preserva la información climática de una forma distinta. Los espeleotemas, los anillos de los árboles y los corales completan la lista de proxies paleoclimáticos principales, cada uno con su propia función de transferencia, su propia resolución temporal y su propia incertidumbre de calibración, del mismo modo en que los núcleos de hielo y los foraminíferos de los sedimentos marinos tienen las suyas. Los proxies paleoclimáticos son registros naturales que preservan información sobre las condiciones climáticas del pasado, de un pasado anterior al período en que existen mediciones instrumentales directas.
ID:3494