Isótopos en estudios climatológicos

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1 Isótopos en estudos clmatológcos Los sótopos ambentales nos están ayudando a comprender el clma mundal por Kazmerz Rozansk y Roberto Gonfantn JLJ\ nustado nterés que se ha despertado en los últmos tempos por los estudos sobre el clma obedece fundamentalmente a la crecente preocupacón de los centífcos de que la rápda expansón de los efectos de la actvdad humana en el ecosstema del globo pueda cambar sobremanera el clma del mundo en un futuro cercano. El motvo prncpal de esta preocupacón es el cambo observado en la atmósfera terrestre, tal vez el componente más vulnerable de toda la ecosfera. Los datos de observacón muestran claramente que, como resultado de las emsones antropogéncas, está cambando la concentracón en el are de algunos gases traza, como, por ejemplo, el dóxdo de carbono, el metano, el monóxdo de carbono, el ozono, los hdrocarburos cloro-fluorados (CFC), el óxdo de ntrógeno y el óxdo de azufre. Estos cambos pueden acarrear consecuencas dañnas y de largo alcance en el futuro cercano por sus efectos drectos en la bosfera (ncludos los seres humanos) e, ndrectamente, medante la alteracón de fas condcones que sustentan la vda. El calentamento del globo provocado por el rápdo aumento de la "concentracón de algunos componentes de la atmósfera, conocdo como el "efecto de nvernadero", es un ejemplo convncente de esas consecuencas. De hecho, la temperatura meda del are en la superfce del globo está aumentando desde hace un sglo debdo, tal vez, a que la Terra atravesa una de sus otrora frecuentes osclacones clmátcas menores. Sn embargo, se prevé que, en un futuro cercano, la tasa de calentamento de la atmósfera terrestre cerca de medo grado Celso en los últmos 00 años aumente drástcamente y tenga las graves consecuencas que se han anuncado, tales como la reduccón de los casquetes de helo polar y la consguente elevacón del nvel del mar e nundacón de las zonas costeras bajas, cambos en la dstrbucón de las precptacones y en los regímenes fluvales y aumento de zonas árdas. Ese aumento prevsto en la tasa meda de calentamento del globo en las capas nferores de la atmósfera se debe a la energía adconal retenda por algunos gases traza que nterceptan los rayos nfrarrojos de la Terra y evtan que éstos escapen al espaco exteror. La concentracón en el are del dóxdo de carbono y metano, que son los gases con efecto de nvernadero más mportantes, ha aumentado desde medados del sglo pasado, debdo sobre todo, aunque no úncamente, al crecente consumo de combustbles fósles. (Véase el Cuadro.) El Sr. Gonfantn es Jefe de la Seccón de Hdrología Isotópca de la Dvsón de Cencas Físcas del OIEA, y el Sr. Rozansk es funconaro de la Seccón. BOLETÍN DEL OIEA, 4/990 No obstante, la complejdad de las nteraccones ambentales y el conocmento aún ncompleto de los mecansmos meteorológcos y clmatológcos del globo hacen que los pronóstcos sobre el comenzo y la extensón del efecto de nvernadero sean de hecho mprecsos. Por ejemplo, aún estamos lejos de comprender cabalmente los procesos que regulan la composcón de la atmósfera y los mecansmos de realmentacón que actúan entre los compartmentos prncpales (atmósfera, hdrosfera, bosfera, geosfera) del ecosstema global y que determnan la respuesta del clma a las fuerzas nternas y externas. En los últmos años se ha hecho evdente que un mayor conocmento de la dnámca de ete sstema, no lneal y extremadamente complejo, solo es posble medante un enfoque ntegrado que combne dos dreccones generales de nvestgacón encamnadas a: La comprensón del clma actual, que ncluye la evaluacón de las tendencas de los datos de observacón, el mejoramento y perfecconamento de los modelos de crculacón general de la atmósfera, una mayor comprensón del papel que desempeña la crculacón oceánca en el clma, la dentfcacón y evaluacón de mportantes mecansmos de realmentacón y, por últmo, la evaluacón de las fuentes y los sumderos de los gases con efecto de nvernadero. La comprensón del clma de tempos pasados, que comprende una mejor caracterzacón de las fluctuacones clmátcas pasadas, ncluyendo una mejor defncón de sus causas, momento de ocurrenca y ampltud, la reconstruccón pormenorzada del comportamento del ecosstema global durante las grandes transcones glacales/nterglacales y la elaboracón de modelos que permtan proyectar con efcaca las fluctuacones clmátcas en el futuro. Los sótopos ambentales, cuya dstrbucón en los compuestos naturales se rge por las condcones ambentales, son uno de los nstrumentos más poderosos para nvestgar las varacones clmátcas y la respuesta del medo ambente a dchas varacones. En el presente artículo se expone brevemente cómo estos sótopos han propcado el surgmento de nuevos puntos de vsta sobre la clmatología y la paleoclmatología. Tambén se da a conocer el papel que desempeña el OIEA en la toma y elaboracón de datos sotópcos adecuados para las nvestgacones relaconadas con el clma y su evolucón. Cómo actúan los sótopos? Quzás la aplcacón más característca de los sótopos ambentales en la geoquímca es su empleo como nstrumento 9

2 Cuadro. Tendencas en las concentracones de los prncpales gases traza contendos en la atmósfera Gas Concentracones Antes de Tendencas observadas entre 975 y 985 (%) Medados del sglo XXI C ppmv 345 ppmv CH 4 0,7 ppmv,7 ppmv N 2 0 0,285 ppmv 0,304 ppmv CFC- 0 0,22 ppbv CFC-2 0 0,38 ppbv Fuente: Tomado de V. Ramanathan, Scence, 240 (989) págs. ppmv = partes por mllon (en volumen), ppbv = partes por ml mllones (en volumen). 293 a ,6,0 3, ppmv 2,-4 ppmv 0,35-0,45 ppmv 0,7-3 ppbv 2,0-4,8 ppbv de datacón. Se ha desarrollado una gran dversdad de métodos, basados en la desntegracón de los sótopos radactvos o en la acumulacón de sótopos hjos, que permten determnar la edad de las aguas subterráneas, helo, rocas, sedmentos y otros. Últmamente se ha producdo un renacmento de estos métodos con el desarrollo de la espectrometría de masas con acelerador, novedosa técnca analítca que permte detectar bajas concentracones de sótopos radactvos ambentales en muestras muy pequeñas. En clmatología se pueden aplcar, en prncpo, numerosos métodos de datacón sotópca para fjar la escala de tempo correcta de sucesos clmátcos anterores; la seleccón depende del ntervalo de edad y de la naturaleza del sstema que se nvestga. Se utlzan radsótopos tanto naturales (cosmogéncos o orgnados n stu) como antropogéncos. Con mucho, el método de datacón más dfunddo era, y quzás sgue sendo, el basado en el carbono 4, sótopo radactvo del carbono con un período de semdesntegracón de 5730 años, que permte determnar edades que osclan entre algunos centos de años y, aproxmadamente, años. Actualmente se utlzan en paleoclmatología otros radsótopos con períodos de semdesntegracón mucho más cortos o mucho más largos que el del carbono 4. (Véase el Cuadro 2.) La concentracón de sótopos estables en compuestos naturales varía debdo a su comportamento lgeramente dferente en los procesos físco-químcos naturales, dervado de su dferente masa. Como la magntud de estos efectos o fracconamentos sotópcos es una funcón de los parámetros que caracterzan el proceso, entre los que la temperatura es el más mportante, se obtene nformacón sobre las condcones ambentales en el momento de ocurrr el proceso a partr de la composcón sotópca del agua, helo y mnerales. Cuadro 2. Isótopos utlzados en la nvestgacón clmatológca Isótopo Tpo de materal nvestgado Tpo de nformacón clmátca dervada Isótopos estables: Deutero (hdrógeno 2) Oxígeno 8 Carbono 3 Radosótopos antropogí ncos: Trto (hydrógeno 3) Cryptón 85 Ceso 37 Carbono 4 Radsótopos naturales: Radón 222, plomo 20, argón 39 Carbono 4, toro 230, jrotactno 23 Urano 234, urano 238, potaso 40 sedmentos marnos sedmentos lacustres capas de helo depóstos de cuevas aguas subterráneas precptacón agua de los océanos carbonatos oceáncos sedmentos lacustres aguas subterráneas precptacón atmósfera sedmentos marnos sedmentos lacustres depóstos de cuevas agua de los océanos aguas subterráneas atmósfera Temperatura del océano, crculacón oceánca, volumen de las capas de helo, temperatura del are, humedad relatva, dnámca del cclo del agua a escala regonal y mundal dnámca de los océanos, dnámca de la atmósfera, tasas de sedmentacón Datacón de sedmentos de fondos marnos, datacón de sedmentos lacustres, datacón de depóstos de cuevas datacón de aguas de los océanos, datacón de aguas subterráneas, dnámca de la atmósfera 0 BOLETÍN DEL OIEA, 4/990

3 Las varacones de sótopos estables que más suelen aplcarse en las nvestgacones clmatológcas son las de los sótopos pesados de hdrógeno y oxígeno, es decr, hdrógeno 2 (o deutero) y oxígeno 8, que permten segur efcazmente los cambos nducdos por el clma en el cclo hdrológco. Tambén el carbono 3, sótopo estable pesado del carbono, es un excelente ndcador del clma. En resumen, podemos decr que en la clmatología geoquímca, así como en otras esferas de la geoquímca, los radsótopos ambentales se emplean como ndcadores de la edad y los sótopos estables como ndcadores de la temperatura. En la breve reseña que fgura a contnuacón se presentan los aportes prncpales que han hecho las técncas de sótopos ambentales a la nvestgacón sobre la transformacón del clma del planeta. El océano Dada su relatva homogenedad, el océano es un medo dóneo para regstrar las prncpales varacones clmátcas a largo plazo.es más, debdo a su gran masa y a la consguente nerca térmca, químca e sotópca, los efectos de las fluctuacones clmátcas a corto plazo son lmtados y a menudo nsgnfcantes. Los sedmentos marnos consttuyen la prmera fuente mportante de datos sotópcos utlzados en paleoclmatología. La relacón oxígeno 8/oxígeno 6 en las conchas carbonatadas de los protozoos marnos denomnados foramníferos, que se encuentran presentes en los perfles de sedmentos marnos, es una funcón del valor de dcha relacón en el agua de mar y de su temperatura. Estos dos factores actúan en la msma dreccón durante las fluctuacones clmátcas glacales/nterglacales, aumentando las varacones sotópcas en el carbonato de calco formado. Se ha comprobado que las varacones de la relacón oxígeno 8/oxígeno 6 en las conchas de foramníferos concuerdan razonablemente con las varacones prevstas de nsolacón nducdas por los cambos cíclcos de los parámetros orbtales de la Terra y con las consguentes fluctuacones clmátcas pronostcadas por la teoría de Mlankovtch. Medante la datacón paralela de capas de sedmentos hacendo uso del radocarbono, el desequlbro de la sere del urano y el método potaso-argón, se ha poddo establecer una cronología detallada y evaluar las varacones de la temperatura de los océanos durante la mayor parte del Cuaternaro. (Véase la fgura IB.) La aplcacón de las técncas de los sótopos ambentales en la oceanografía físca contemporánea puede consderarse asmsmo como un aporte ndrecto a la clmatología. En realdad, pese a la consderable homogenedad de los océanos actuales, sempre se observan pequeñas dferencas en la composcón sotópca y químca. Estas dferencas, así como las varacones de trto y carbono 4, pueden utlzarse para segur el destno fnal de dferentes masas de agua, para establecer sus modaldades de crculacón a nveles profundos y para nvestgar el proceso de mezclado entre los nveles poco profundos y profundos del océano. El estudo de la crculacón oceánca actual es esencal para comprender los efectos del océano en el clma y en la meteorología mundales. Medo ambente contnental en las altas lattudes: Casquetes de helo Los grandes casquetes de helo que exsten en las altas lattudes (Groenlanda, Antártda) resultaron excelentes archvos del clma del Plestocene En realdad, gran parte de lo que conocemos sobre las varacones clmátcas del Cuaternaro se derva de estudos sobre la composcón sotópca de la cuberta de helo polar. Los casquetes de helo, formados por la precptacón de neve sobre extensas regones cas llanas, con temperaturas medas anuales negatvas, conservan la estratfcacón vertcal, aunque el espesor de las capas anuales dsmnuye con la profunddad, sobre todo, a causa del proceso de compactacón, que hace que la neve se transforme prmero en helo granular y luego en helo compacto. Las relacones oxígeno 8/oxígeno 6 e hdrógeno 2/hdrógeno en las precptacones dependen en gran medda de la temperatura de su formacón: una menor temperatura de formacón provoca precptacones sotópcamente empobrecdas. En lattudes medas y altas, donde las varacones estaconales de las temperaturas son consderables, se producen varacones estaconales paralelas en la composcón sotópca de las precptacones, que se traducen en una concentracón de sótopos pesados mayor en verano que en nverno. El casquete de helo conserva estas varacones sotópcas estaconales hasta una profunddad consderable (entre y,5 km), a pesar de que la dfusón tende a atenuar las dferencas. El recuento de los cclos sotópcos anuales a lo largo de un perfl vertcal consttuye un método de datacón del helo y de evaluacón de la tasa de acumulacón. La correlacón entre temperatura y composcón sotópca tambén permte dentfcar el helo depostado durante los períodos glacales, debdo a que tene una concentracón muy reducda de sótopos pesados en relacón con la precptacón de épocas más recentes. De hecho, esto ha sdo observado en todas las perforacones profundas realzadas en los casquetes de helo hasta la fecha. Las varacones en el contendo de oxígeno 8 y de deutero conservado en el helo han hecho posble la reconstruccón detallada de las paleotemperaturas de altas lattudes durante el últmo cclo glacal/nterglacal. (Véase la fgura C.) Además, gracas a los análss químcos de las burbujas de are atrapadas en el helo y de la composcón sotópca de éste, ha sdo posble reconstrur la hstora sobre los cambos de concentracón en el are del dóxdo de carbono y del metano durante los últmos años. El perfl de la concentracón de dóxdo de carbono obtendo en la perforacón de la capa de helo de la estacón Vostok (Antártda) (fgura C), smula la curva de temperatura dervada del perfl de deutero, e ndca una relacón marcada entre el dóxdo de carbono y el clma. Se estma que las varacones de dóxdo de carbono observadas están más vnculadas con los cambos en la crculacón oceánca nducdos por el clma que, drectamente, con el efecto de nvernadero. Para hacer una nterpretacón más precsa habría que determnar, ante todo, la varacón del contendo de carbono 3 en el dóxdo de carbono extraído de las burbujas de are. Los perfles de dóxdo de carbono y de sótopos obtendos en las perforacones de las capas de helo de Groenlanda revelan una extraordnara smltud con los perfles de la Antártda, lo que denota un sncronsmo general en las prncpales transcones clmátcas que han tendo lugar en los hemsferos septentronal y merdonal. El medo ambente contnental en las lattudes medas y bajas Los estudos que se acaban de examnar de manera sucnta se referen al medo ambente marno y polar, los cuales resultan cas deales para las nvestgacones sotópcas; el prmero, BOLETÍN DEL OIEA, 4/990

4 Fgura. Isótopos ambentales como ndcadores paleoclmátcos GRÁFICO A o 8 3 (0 N ffl 2 o c A A AJ r J \r y v Mllones de años BP T~! hf\ (A A J vu/ // \ /* ^ U L Mles de años BP í\ /~"\ w» A A A JH MtAí v / U U 600, v/ 700 GRÁFICO B GRÁFICO C Mles de años BP BP: "before present" (antes de ahora), tomando el año 950 como orgen. En estos gráfcos se muestran ejemplos selecconados de varacones nducdas por el clma en las concentracones de oxgeno 8 y de deuterlo que se conservan en los archvos ambentales, a saber, sedmentos oceáncos y capas de helo polar. Las líneas contnuas del gráfco A muestran las varacones en la composcón sotópca de oxgeno de macrofóslles marnos ben conservados. Según algunas hpótess, este regstro sotópco puede convertrse en regstro de a temperatura. Se estma que las varacones sotópcas ocurrdas hace más de unos 50 mllones de años se deberon, prncpalmente, a bruscos cambos en la crculacón oceánca que provocaron dferencas sotópcas sustancales entre el océano poco profundo y el océano profundo. En el gráfco B se muestra la curva compuesta de las varacones de oxígeno 8 en las conchas de foramníferos extraídas de cnco perforacones de sedmentos de fondos marnos. Los efectos sotópcos asocados con la evaporacón y condensacón del agua oceánca propcaron el almacenamento preferencal del oxgeno 6 en las capas de helo que avanzaban durante el comenzo del período glacal y el consguente enrquecmento del resto del océano. El retroceso de las capas de helo devuelve al océano esas aguas sotópcamente empobrecdas. Por otra parte, la crstalzacón fracconada de los sótopos de oxígeno 8 entre el carbonato de las conchas de foramníferos y el agua de mar depende de la temperatura: las conchas formadas a temperaturas oceáncas menos elevadas suelen estar enrquecdas en oxígeno 8. Según los cálculos, cerca del 70% de la ampltud total de las varacones de oxígeno 8 que se observan en este gráfco es e resultado de los cambos en el volumen de las capas de helo. El resto se debe a las varacones de la temperatura. En el gráfco C se muestran los cambos de la concentracón de dóxdo de carbono en la atmósfera, conservada en forma de burbujas de are, (curva superor) y de la temperatura del are superfcal dervada del perfl Isotópco del deuterlo (curva nferor), ambos en funcón del perfl de edad correspondente a la perforacón de la capa de helo de la estacón Vostok. E perfl del dóxdo de carbono smula la curva de temperatura e ndca una estrecha vnculacón entre las varacones del contendo de dóxdo de carbono en la atmósfera y el clma. Notas: Las concentracones de deutero y de oxígeno 8 se expresan en valores S de la desvacón 5 en tantos por ml con respecto al patrón: PDB para el oxgeno 8 en los carbonatos y V-SMOW para el oxgeno 8 y el deutero en el agua. Fuentes: Gráfco A tomado de L.B. Ralsback, Geochmca et Cosmochm Acta, 54 (990) págs Gráfco B Imbre et al., MlanKovtch and Clmate, a parte, Eds. AL. Berger et al., D. Redel Publshers (984) págs Gráfco C Barnola et al., Nature, 329, (987) págs BOLETÍN DEL OIEA, 4/990

5 por su homogenedad, que permte detectar efectos de, relatvamente, poca ampltud y el segundo, por sus varacones clmátcas más drástcas. No obstante, tambén exste gran nterés en detectar los cambos clmátcos en regones contnentales de lattud meda y baja. Este nterés se ve estmulado por el hecho de que en las dstntas regones geográfcas puede esperarse una respuesta clmátca a las fuerzas nternas y externas bastante dferente en magntud y momento de ocurrenca. No hay duda de que el conocmento de los eventos clmátcos que han tendo lugar en el pasado en todas las regones del mundo sería sumamente nstructvo para pronostcar las consecuencas de los futuros cambos del clma. Los sedmentos lacustres son uno de los materales contnentales más valosos para efectuar reconstruccones paleoclmátcas. Estos materales suelen contener carbonatos, cuya composcón sotópca de oxígeno está controlada por la del agua del lago. En lagos "abertos" con una rápda renovacón de agua, la composcón sotópca de ésta concde con la precptacón sobre la cuenca del lago, la cual, a su vez, depende de la temperatura. Así, los valores mínmo y máxmo en el contendo de oxígeno 8 del carbonato depostado reflejan los períodos de clma frío y templado. Más complejo es el caso de los lagos cas "cerrados", donde la evaporacón y el ntercambo con la humedad atmosférca determnan en gran parte la composcón sotópca del agua. En este caso, los cambos en el balance hídrco son los que defnen las varacones sotópcas del oxígeno regstradas por el carbonato depostado; los períodos secos se caracterzan por el alto contendo de oxígeno 8 debdo al aumento de la evaporacón, proceso este en el que el agua sotópcamente más lgera escapa, preferentemente, del lago. Los estudos sotópcos realzados hasta la fecha han permtdo reconstrur en detalle las condcones clmátcas e hdrológcas renantes durante la últma transcón glacal/ nterglacal y el Holoceno temprano en Europa Central, Afrca Septentronal y Amérca del Norte, regones entre las que se hallaron dferencas sustancales en cuanto a la estructura de esta transcón y el momento en que se produjo. Por ejemplo, en los depóstos lacustres del Sahara y el Sahel se han regstrado varas osclacones de períodos húmedos y secos. En el Sahara, los últmos epsodos húmedos mportantes tuveron lugar entre y 000, y entre 9300 y 7500 años atrás. Los datos sotópcos muestran que, probablemente, la mayor parte de las aguas subterráneas almacenadas en los acuíferos del Sahara se recargaron en esos períodos. Las aguas subterráneas tambén consttuyen una fuente de nformacón paleoclmátca. Por lo general, la composcón sotópca de las aguas subterráneas está relaconada con la composcón sotópca meda de la precptacón en la regón de recarga. Por consguente, la composcón sotópca de las aguas subterráneas refleja las varacones sotópcas de la precptacón vnculadas a los cambos clmátcos. Tambén los gases nobles de la atmósfera dsueltos en las aguas subterráneas (neón, argón, crptón, xenón) pueden facltar, en condcones favorables, una valosa nformacón paleoclmátca. En los acuíferos granulares, las concentracones de gases nobles en las aguas subterráneas están drectamente asocadas con la temperatura meda anual de la zona de recarga y, por tanto, pueden utlzarse para la reconstruccón de los cambos de temperatura ocurrdos en el pasado. Sn embargo, la utlzacón de las aguas subterráneas como ndcador del clma plantea algunas dfcultades. Pocas veces las aguas subterráneas pueden consderarse un sstema cerrado. La dfusón y la dspersón en los acuíferos, la mezcla entre las aguas subterráneas almacenadas en dstntos acuíferos medante nfltracones o dscontnudades en las formacones de separacón y las nteraccones con la matrz de la roca tenden a enmascarar o atenuar las dferencas clmátcas y dfcultan la datacón de las aguas subterráneas con carbono 4. No obstante, en algunos acuíferos confnados del hemsfero septentronal se ha dentfcado una clara ndcacón clmátca: un cambo en el contendo de deutero y de oxígeno 8 característco de la transcón del últmo período glacal al Holoceno. Tambén el carbonato de calco depostado en cuevas cárstcas en formas dferentes (estalacttas, estalagmtas, etc.) puede resultar de utldad en la paleoclmatología sotópca. Estos depóstos carbonatados se forman lentamente a partr de las aguas subterráneas fltradas durante largos períodos y cas alcanzan el equlbro termodnámco en un medo donde se atenúan las varacones estaconales de temperatura, humedad atmosférca y composcón sotópca del agua y del dóxdo de carbono dsuelto. Por lo tanto, sólo las varacones clmátcas a largo plazo deberían ser responsables de la composcón sotópca del carbonato de calco y del agua atrapada en tales depóstos, cuya datacón, por otra parte, suele realzarse con el método basado en el desequlbro de las seres del urano. Otro materal adecuado para las nvestgacones paleoclmátcas es la matera orgánca de las plantas, cuya composcón sotópca de oxígeno e hdrógeno se relacona, medante una compleja cadena de procesos y reaccones químcas, con la del agua de los suelos y de la precptacón. Sn embargo, este materal deberá utlzarse con cautela porque tambén puede reflejar las varacones en el medo restrngdo donde crece la planta. Atmósfera y modelos de crculacón global La determnacón sstemátca de la composcón sotópca de las aguas meteórcas (precptacón y vapor atmosférco) ayuda a comprender los vínculos entre la precptacón y los factores prncpales que rgen las condcones meteorológcas y el clma. En esta esfera ha desempeñado un papel prmordal la red mundal de estacones operada conjuntamente por el OIEA y la Organzacón Meteorológca Mundal (OMM) en la que, desde prncpos de los años sesenta, se toman muestras mensuales de precptacones para determnar el contendo de trto, deutero, y oxígeno 8. La mayoría de las muestras se analza en el Laboratoro de Hdrología Isotópca del OIEA en Vena, y las demás, en varos laboratoros colaboradores. A propósto, la creacón de redes naconales en varos Estados Membros ha hecho que en los últmos años haya aumentado el número de estacones para las que se realzan análss de la composcón sotópca de las precptacones. Esta base de datos sotópcos, únca en su género, acumulada durante 30 años de observacones y que sgue crecendo, ayuda a comprender las varacones sotópcas en la precptacón, tanto en lo que respecta a las característcas geográfcas y meteorológcas locales, como a la crculacón atmosférca global. Las varacones de los sótopos estables son consecuenca de los efectos sotópcos que acompañan cada etapa del cclo del agua. Como ya se ha dcho, la temperatura es el parámetro de mayor nfluenca. (Véase la fgura 2.) Las varacones de los sótopos estables en la precptacón son especalmente útles para elaborar los modelos de crculacón global. Estos modelos smulan el comportamento de todo el sstema atmosférco, ncluda su nteraccón con el océano, BOLETÍN DEL OIEA, 4/990 3

6 Cróncas y pueden utlzarse para pronostcar la respuesta del sstema a dstntos tpos de fuerzas nternas y externas, tales como la crecente concentracón de gases con efecto de nvernadero en la atmósfera y las varacones de la nsolacón. La efcaca de los modelos para hacer pronóstcos depende de la medcón adecuada de los parámetros y los sótopos son útles para este fn. Los trazadores transtoros antropogéncos, tales como el trto de las precptacones producdo en ensayos nucleares atmosfércos, radocarbono del dóxdo de carbono y metano atmosfércos presentes en la atmósfera, y el crptón 85 lberado en la atmósfera por las centrales de procesamento de combustbles nucleares, se utlzan para comprender la dnámca del sstema océano-atmósfera, es decr, las característcas generales de la crculacón atmosférca y oceánca y su nteraccón. El trto y los sótopos estables se utlzan para nvestgar el movmento del vapor de agua entre los dos hemsferos y en los contnentes, para evaluar la fraccón de agua recclada por la evapotranspracón y para estudar la nteraccón entre la troposfera y la estratosfera. El radocarbono y el carbono 3 srven para evaluar el aporte de dversas fuentes (bogéncas o fósles) al aumento de dóxdo de carbono y de metano en la atmósfera y para nvestgar sus tempos de permanenca, su elmnacón a través de sumderos y su ntercambo con el océano. Investgacones a escala nternaconal La enorme cantdad de datos sotópcos de dversos tpos acumulada hasta la fecha ha demostrado que los sótopos ambentales son un nstrumento naprecable para nvestgar el clma. En especal s se estuda el clma del pasado, dchos datos pueden proporconar nformacón que de otro modo sería mposble obtener. Actualmente, en muchos laboratoros del mundo se realzan nvestgacones clmatológcas basadas en técncas sotópcas, con el objetvo fnal, en muchos casos, de comprender cabalmente y pronostcar en detalle los cambos clmátcos anuncados, que durante el sglo vendero ya comenzarán a hacerse sentr. Hasta la fecha, la actvdad prncpal del Organsmo en lo referente a la meteorología y el clma ha sdo la red OIEA/ OMM para la nvestgacón de los sótopos en las precptacones, que, en un prncpo, se utlzó para el estudo de la aplcacón de sótopos ambentales en hdrología. Asmsmo, a través de su Seccón de Hdrología Isotópca, el Organsmo ha Fgura 2. Fluctuacones a largo plazo de la composcón sotópca de las precptacones y de la temperatura del are en la superfce 2,0,0 - II S3 0,0 co CO < j *" O. S3,0 - n.2 Ü co ü -2,0 \ ' V / II A M.A A T "í V ' 'l ' - M ' " I ' * \ t v 'TJ I M,, X w /» '. * / A '! '.»'! M ' \' V* '. f'\ \l / IA In f 'Arn Vl \ A ' * l / V ' ' LA7»,f* «Oxgeno 8 y» t \\ f\ ' J«f / ' ' \\ / VI * Temperatura del are de la superfce -3,0 ' Q 985 El gráfco muestra los cambos de la temperatura del are en la superfce terrestre y de la composcón sotópca del oxgeno 8 en las precptacones mensuales para ocho estacones europeas de la red de vglanca del OIEA/OMM durante el perodo comprenddo entre 960 y 987. Las curvas están construdas utlzando valores medos móvles relatvos a períodos de 2 meses a fn de evtar el efecto de las fluctuacones estaconales. El nvel de referenca se fjó arbtraramente según el valor medo de 960 a 987 regstrado en la estacón de Vena. 4 BOLETÍN DEL OIEA, 4/990

7 trabajado actvamente en el campo de la paleohdrología, dada su relacón drecta con la evaluacón de los recursos hídrcos de los países árdos, a menudo consttudos por paleoaguas, es decr, aguas subterráneas recargadas en condcones clmátcas pasadas mucho más favorables*. Por otra parte, hace 0 años se convocó una reunón de un grupo asesor sobre la aplcacón de las técncas sotópcas en las nvestgacones paleoclmátcas relaconadas con los recursos hídrcos, y el OIEA publcó las actas con el título Palaeoclmates and Palaeowaters: A Collecton of Envronmental Isotope Studes. (STI/PUB/62). * Véase "La nvestgacón de los recursos hídrcos del deserto: La contrbucón de los sótopos". Boletín del OIEA, Vol. 23, N (98). Próxmamente, la Dvsón de Cencas Físcas y Químcas del OIEA se propone organzar dos programas coordnados de nvestgacones (PCI) sobre estudos clmatológcos. El prmero, dedcado a las varacones sotópcas del dóxdo de carbono y de otros gases traza contendos en la atmósfera, tene por objeto profundzar en el conocmento sobre el papel que desempeñan los gases con efecto de nvernadero y otros gases traza en el ecosstema del globo, nvestgar su dnámca y amplar el conocmento que se tene hoy sobre sus tasas de lberacón, así como los procesos naturales y antropogéncos para su elmnacón. Se espera que este PCI comence en 99, después de la celebracón de una reunón preparatora de consultores en dcembre de 990. El segundo PCI, que se prevé comenzar en 992, se dedcará, fundamentalmente, a la reconstruccón paleoclmátca de zonas contnentales medante el empleo de ndcadores sotópcos. En este caso, tambén se convocará una reunón preparatora de consultores a fnes de 99. BOLETÍN DEL OIEA, 4/990 5