CIENCIA. ¿Qué es el "Mínimo de Maunder" y su influencia en el clima?

Mínimo de Maunder, climatología

 


El mínimo de Maunder (MM) fue un período de actividad solar extremadamente baja desde aproximadamente 1650 d.C. hasta 1715. En la literatura de física solar, el MM se asocia a veces con un período de temperaturas globales más frías, conocido como la Pequeña Edad del Hielo (LIA), y por lo tanto se toma como evidencia convincente de una gran influencia solar directa sobre el clima.

La actividad de las manchas solares aumenta y disminuye con un ciclo de aproximadamente 11 añosEn 1894 el astrónomo inglés Edward Walter Maunder señaló que se habían observado muy pocas manchas solares entre 1645 y 1715. Astrónomos como John Flamsteed Gian Domenico Cassini, que observaron manchas solares durante ese período, señalaron que eran las primeras que veían en años. Sin embargo, la mayoría de los compañeros astrónomos de Maunder culparon de la falta de manchas solares a observaciones casuales y esporádicas del Sol realizadas por astrónomos de los siglos XVII y XVIII. 

En 1976, el astrónomo estadounidense John Allen Eddy usó amplios datos históricos para mostrar que los astrónomos de los siglos XVII y XVIII habían sido, de hecho, observadores cuidadosos y diligentes del Sol. Eddy también realizó un análisis detallado de los niveles de carbono -14 (un isótopo radiactivo cuya abundancia aumenta durante los períodos de baja actividad solar) en los anillos de los árboles para confirmar que durante dos períodos históricos distintos, la actividad de las manchas solares disminuyó considerablemente. 

Variaciones climáticas y solares en el período comprendido entre el 1400 d.C. y el 2016 d.C. Los dos paneles superiores son los mismos que en la Figura 1, pero los datos de DT se muestran con una resolución anual. El tercer panel muestra la profundidad óptica atmosférica global resultante de la actividad volcánica explosiva, reconstruida a partir de las abundancias de sulfato encontradas en las mediciones de núcleos de hielo (Crowley y Unterman, 2013). El panel inferior muestra la tasa de ocurrencia anual de informes de la congelación del Támesis en Londres en una ventana móvil de 11 años. El panel gris muestra MM, mientras que las líneas roja y azul muestran las fechas de demolición del antiguo Puente de Londres y la finalización de los terraplenes del Támesis, respectivamente. 


Eddy denominó la conspicua calma solar que duró desde 1645 hasta 1715 el mínimo de Maunder, en honor a Maunder. (Eddy también examinó la evidencia de un intervalo pacífico anterior entre 1450 y 1540, al que llamó el Spörer mínimo en honor al científico alemán del siglo XIX Gustav Spörer, otro de los primeros observadores de las irregularidades).

El mínimo de Maunder coincidió con la parte más fría del “Pequeña Edad del Hielo”( c. 1500-1850) en el hemisferio norte, cuando el río Támesis en Inglaterra se congeló durante el invierno, los colonos vikingos abandonaron Groenlandia y los agricultores noruegos exigieron que el rey danés les recompensara por las tierras ocupadas por el avance de los glaciares

Se desconoce el mecanismo físico que explica cómo un cambio drástico en la actividad solar afecta el clima de la Tierra , y un solo episodio, por sugerente que sea, no prueba que un menor número de manchas solares produzca enfriamiento. Sin embargo, si es real, el fenómeno puede indicar que el Sol puede influir en el clima de la Tierra incluso con ligeras fluctuaciones.

Una comparación de la actividad solar y el clima del hemisferio norte desde el 800 d.C. hasta el 2016 d.C. Arriba: Número de manchas solares, de observaciones telescópicas directas (negro; Lockwood et al., 2014) y reconstruido sobre la base de concentraciones de 14C en troncos de árboles (rojo, con banda de incertidumbre rosa 1-sigma; Usoskin et al., 2014). Tomando un umbral de 20 manchas solares suavizadas (línea negra discontinua), el MM abarca 1637-1719. Abajo: anomalía de temperatura del hemisferio norte, DT, (en relación con la media de 1961-1990) para reconstrucciones del paleoclima, como se presenta en el quinto informe de evaluación del IPCC (Masson-Delmotte et al., 2013). Los colores, del blanco al rojo, muestran la función de densidad de probabilidad (PDF), mientras que la línea blanca muestra el valor máximo de PDF (o modo). La línea azul muestra DT del registro instrumental (HadCRUT4; Morice et al., 2012). Todos los datos se han suavizado utilizando una media móvil de 11 años. Tomando umbrales de DT = À0.25 K, À0.37 K y À0.55 K (líneas grises discontinuas) se definen LIA, LIA1, LIA2 y LIA3, respectivamente.

Utilizando reconstrucciones de la temperatura del aire de la superficie del hemisferio norte, el LIA puede definirse más fácilmente como un período de aproximadamente 480 años que abarca desde 1440 hasta 1920 dC, aunque no todo este período fue notablemente frío. Si bien el MM ocurrió dentro del período LIA mucho más largo, la sincronización de las características no sugiere una causalidad y no debe usarse, de forma aislada, como evidencia de un forzamiento solar significativo del clima. 

Las simulaciones de modelos climáticos sugieren que múltiples factores, particularmente la actividad volcánica, fueron cruciales para causar temperaturas más frías en el hemisferio norte durante el LIA. Una reducción en la irradiancia solar total probablemente contribuyó a la LIA a un nivel comparable al cambio de uso de la tierra.

El Sol exhibe variaciones de actividad a escala centenaria y, a veces, se encuentra con un gran mínimo solar cuando la actividad solar se vuelve extremadamente débil y las manchas solares desaparecen durante varias décadas. Un debilitamiento tan extremo de la actividad solar podría causar un clima severo, provocando reducciones masivas en los rendimientos de los cultivos en algunas regiones. Durante la última década, la actividad del Sol ha tendido a declinar, lo que genera preocupaciones de que el Sol podría dirigirse hacia el próximo gran mínimo. Sin embargo, todavía tenemos una comprensión poco desarrollada de los mecanismos de dínamo solar y, por lo tanto, no se logra una predicción precisa de la actividad solar en el futuro cercano. 

Más información: 

Owens, Mathew & Lockwood, Mike & Hawkins, Ed & Usoskin, I. & Jones, Gareth & Barnard, Luke & Schurer, Andrew & Fasullo, John. (2017). The Maunder minimum and the Little Ice Age: An update from recent reconstructions and climate simulations. Journal of Space Weather and Space Climate. 7. A33. 10.1051/swsc/2017034. 

Maunder mínimum. ScienceDirect.

Miyahara, H., Tokanai, F., Moriya, T. et al. Gradual onset of the Maunder Minimum revealed by high-precision carbon-14 analyses. Sci Rep 11, 5482 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-021-84830-5

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