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Astroestratigrafía.

La huella que los planetas dejan en las rocas

Autor: Gabriel Castilla Cañamero

Es el paisaje, formado por acontecimientos geológicos en periodos muy largos, lo que hace que el agua se concentre en ríos y fluya por un curso preestablecido, y lo que impone límites hasta a las caóticas turbulencias del clima.

La creación de lo sagrado. Walter Burkert, 2009

¿Es posible que las rocas terrestres conserven la huella de planetas tan lejanos como Venus, Marte o Júpiter?

La respuesta se encuentra en las pequeñas perturbaciones gravitatorias que los planetas ejercen unos sobre otros. Estas interacciones modifican lentamente la órbita de la Tierra y, con ella, la distribución de la radiación solar que recibe. Sus efectos sobre el clima pueden alterar los procesos de sedimentación y dejar señales reconocibles en las rocas. Pero el descubrimiento más extraordinario es que esas mismas huellas geológicas pueden ayudarnos a reconstruir la historia de las órbitas planetarias.

Dos Shackleton frente al hielo

En 1915 el buque Endurance quedó atrapado en el mar de Weddell. El explorador Ernest Shackleton lideraba la Expedición Imperial Transantártica (1914-1917) con la intención de atravesar por tierra el continente blanco; pero terminó librando una lucha épica por sobrevivir en uno de los territorios más hostiles del planeta: Éramos intrusos indefensos en un mundo extraño, cuyas vidas dependían del juego de fuerzas elementales y sombrías que se burlan de nuestros esfuerzos insignificantes (Figura 1). De los 28 hombres del Endurance, 6 eran científicos. Uno de ellos, el geólogo escocés James Wordie, se había especializado en el estudio de glaciares, y su presencia constataba el interés que ya entonces había por estudiar la historia climática de la Tierra.

Barco de exploración atrapado entre el hielo en una región polar.

Figura 1. El Endurance atrapado en la banquisa del océano Antártico, donde permaneció atrapado unos diez meses hasta hundirse. En 2022 se localizaron sus restos a 3008 metros de profundidad. Placa positiva Paget Color tomada por Frank Hurley en 1915. Fuente: Colección de la Biblioteca Estatal de Nueva Gales del Sur.

Durante el siglo XIX los naturalistas aprendieron a reconocer las huellas de antiguas glaciaciones. Los bloques erráticos, las morrenas y los característicos valles con forma de U excavados por el hielo obligaban a admitir que el clima había cambiado profundamente. Pero reconocer las huellas de una glaciación no explicaba su causa (Figura 2). ¿Qué hacía que el hielo continental creciera durante decenas de miles de años y después retrocediera? ¿Durante cuánto tiempo se habían sucedido aquellos episodios en la historia de la Tierra?

Gran roca inclinada con placas conmemorativas en un bosque frondoso.

Figura 2. A principios del siglo XIX los geólogos observaron con desconcierto que las laderas de las montañas del Jura estaban repletas de rocas alpinas cuyo origen se encontraba en el macizo del Mont Blanc, a cientos de kilómetros de distancia. Estas rocas, que fueron transportadas por un glaciar, reciben el nombre de bloques erráticos. Pierre-à-Bot (Piedra del Sapo) es considerado el primer bloque errático que fue estudiado científicamente. Se trata de un gran bloque de granito de unas 3.000 toneladas situado en Neuchâtel, Suiza. En 1837 el geólogo Louis Agassiz lo utilizó como prueba ante la Sociedad Helvética de Ciencias Naturales para presentar su teoría de las glaciaciones. Fuente: Wikimedia Commons.

Al pensar en el comienzo de una glaciación resulta fácil imaginar inviernos cada vez más fríos; pero Milutin Milankovitch, ingeniero y matemático de origen serbio, prestó especial atención a otra estación. Para que un manto de hielo crezca importa mucho más lo que ocurre con la nieve cuando llega el verano. Si una parte sobrevive puede acumularse año tras año y terminar formando hielo glaciar. Durante la primera mitad del siglo XX Milankovitch desarrolló una teoría astronómica que relacionaba esa posibilidad con los cambios en la radiación solar (insolación) recibida por la Tierra como consecuencia de las variaciones que experimentan tanto la geometría de la órbita como la inclinación del eje de rotación.

La propuesta ofrecía una posible explicación para los avances y retrocesos del hielo, pero también se enfrentaba a serios retos. El más destacado es el conocido como problema del forzamiento débil, que podemos resumir con una pregunta: ¿cómo explicar unas transformaciones climáticas tan grandes si los cálculos señalan que las variaciones orbitales apenas modifican el promedio global anual de la insolación?

Entre la variación de la insolación y la respuesta del clima existe toda una cadena de procesos y relaciones causales que el modelo matemático de Milankovitch necesitaba, pero que apenas se habían empezado a dilucidar. Además, a principios del siglo XX tampoco se disponía de registros climáticos lo suficientemente largos y bien datados. Y es aquí donde entra en escena Nicholas Shackleton, pariente lejano de Ernest, junto a los geólogos James Hays y John Imbrie.

En 1976 publicaron en la revista Science un trabajo fundamental para la paleoclimatología: Variations in the Earth’s Orbit: Pacemaker of the Ice Ages [Variaciones en la órbita terrestre: el marcapasos de las glaciaciones]. Mediante el estudio de los isótopos de oxígeno presentes en los caparazones de foraminíferos planctónicos, principalmente en Globigerina bulloides, conservados en los sedimentos del océano Índico, aportaron una prueba empírica decisiva del vínculo existente entre los ciclos orbitales y las oscilaciones climáticas.

Ilustración detallada de un erizo de mar con largas espinas

Figura 3. El foraminífero Globigerina bulloides con espinas defensivas (izquierda). Dibujo realizado por John James Wild, artista de la Expedición Challenger, y que fue publicado en 1877. La micrografía electrónica de barrido (derecha) fue realizada por la National Oceanic and Atmospheric Administration. Fuente: Wikimedia Commons/NOAA.

¿Cómo nos permiten los foraminíferos conocer el clima del pasado?

Los foraminíferos son organismos unicelulares, muchos de los cuales construyen caparazones de carbonato cálcico. En ellos queda conservada una señal química relacionada con las condiciones del agua donde vivieron: la proporción entre los isótopos de oxígeno 18 (¹⁸O) y oxígeno 16 (¹⁶O). Los isótopos son átomos de un mismo elemento que tienen el mismo número de protones, pero distinto número de neutrones y, por tanto, diferente masa.

Para comprender su relación con las glaciaciones hay que seguir el viaje del agua. En los océanos, las moléculas de agua que contienen el isótopo ligero (¹⁶O) se evaporan con mayor facilidad, de modo que el vapor formado presenta una menor proporción de ¹⁸O que el agua de la que procede. A medida que las masas de aire húmedo se desplazan hacia regiones más frías, parte del vapor se condensa y produce precipitaciones, que retiran preferentemente las moléculas con el isótopo pesado. El vapor restante se empobrece así progresivamente en ¹⁸O. Este proceso de «destilación» explica por qué la nieve que alimenta los grandes mantos de hielo continental es relativamente rica en ¹⁶O. Cuando esa agua queda retenida sobre los continentes, aumenta la proporción de ¹⁸O en el océano. Durante el deshielo, el agua regresa al mar y ese enriquecimiento disminuye.

Los caparazones de los foraminíferos pueden conservar la huella de estos cambios, pero su composición isotópica también depende de la temperatura del agua en la que se forman: a igual composición isotópica del agua, el carbonato incorpora una mayor proporción de ¹⁸O cuanto menor es la temperatura. Por ello, su señal combina información sobre el volumen de hielo continental y la temperatura oceánica, además de otros factores locales.

En los testigos de sondeo —columnas de sedimentos extraídas del fondo marino— estudiados en 1976, Hays, Imbrie y Shackleton analizaron las variaciones isotópicas de los caparazones de G. bulloides. Este registro, junto con otros indicadores climáticos, les permitió investigar las oscilaciones del clima durante los ciclos glaciares e interglaciares y su relación con las variaciones orbitales de la Tierra (Figura 4).

Infografía del análisis de sedimentos marinos mediante testigos, foraminíferos y curvas isotópicas de oxígeno para reconstruir cambios de temperatura.

Figura 4. Esquema conceptual del procedimiento empleado para reconstruir cambios climáticos a partir de sedimentos marinos. A la izquierda se representa la extracción de un testigo y su muestreo a distintas profundidades. En el centro, las muestras se procesan para aislar foraminíferos, cuyos caparazones de carbonato cálcico conservan información sobre la composición isotópica del agua en la que vivieron. A la derecha, las variaciones de δ¹⁸O reflejan cambios relacionados con la temperatura oceánica y el volumen de hielo continental. En términos generales, los valores más elevados suelen asociarse a condiciones más frías y un mayor volumen de hielo. La curva es ilustrativa y no reproduce mediciones reales. Fuente: Elaboración propia con IA sobre la idea de Hays et al. (1976).

La comparación de registros isotópicos ha permitido reconocer una sucesión de estadios isotópicos marinos conocidos como MIS, por las siglas de Marine Isotope Stages. Se numeran desde el presente hacia el pasado: el MIS 1 incluye el Holoceno (H en la Figura 5), que es la época en la que vivimos. Los números impares identifican intervalos cálidos y los pares intervalos fríos. Conviene matizar que no todos los impares corresponden a interglaciares completos: el MIS 3, por ejemplo, fue un intervalo del último periodo glaciar con condiciones menos extremas que las de su máximo.

Gráfico del período cuaternario y Pleistoceno que muestra las variaciones del registro isotópico marino δ18O durante los últimos 2,6 millones de años.

Figura 5. La huella de las oscilaciones climáticas en el registro isotópico marino durante los últimos 2,6 millones de años. La curva representa variaciones de δ¹⁸O, un parámetro que expresa la composición isotópica del oxígeno respecto a un patrón de referencia, en partes por mil (‰). Su evolución combina información sobre el volumen de hielo continental y la temperatura oceánica. Los valores mayores de δ¹⁸O aparecen abajo y se corresponden con estadios relativamente fríos (números pares en azul). Para simplificar, solo se han rotulado los dos primeros y los dos últimos. Fuente: Adaptado de Silva et al. (2017).

El verano que conserva la nieve

Para entender la hipótesis de Milankovitch es necesario que nos detengamos un momento en los tres parámetros astronómicos que condicionan la insolación: excentricidad, oblicuidad y precesión.

La excentricidad (e) describe cuánto se aparta la órbita de una circunferencia perfecta (e = 0). La excentricidad de la órbita terrestre es pequeña, pero su forma varía y contiene componentes con periodos próximos a 100.000 años y un ciclo largo de unos 405.000 años (Figura 6).

Infografía sobre la órbita elíptica, con comparación entre excentricidad cero y 0,06, y representación de afelio, perihelio y focos.

Figura 6. A la izquierda se comparan una órbita circular (e = 0) con una de excentricidad e = 0,06. A la derecha se exagera su forma para mostrar que el Sol ocupa uno de los focos de la elipse y distinguir el perihelio (punto de máxima proximidad al Sol) del afelio (el más alejado). La excentricidad terrestre varía en ciclos de diferente duración. Fuente: Elaboración propia con asistente de IA, inspirada en Martín-Chivelet et al. (2015).

La oblicuidad es la inclinación del eje de rotación respecto a la perpendicular al plano de la órbita. Su valor actual es de 23,4 grados, pero en el pasado reciente ha oscilado entre 22,1 y 24,5 grados, con un periodo dominante de unos 41.000 años (Figura 7).

Infografía que compara la insolación en una superficie inclinada: 22,1° de menor inclinación y 24,5° de mayor inclinación, mostrando más rayos por metro cuadrado y mayor irradiancia en la segunda.

Figura 7. En esta figura se comparan las oblicuidades de 22,1° y 24,5° durante el solsticio de verano del hemisferio norte. En los días de verano, una inclinación menor del eje de rotación a 65° N (izquierda)  disminuye el número de horas de luz. Por el contrario, una inclinación mayor del eje (derecha) eleva el Sol sobre el horizonte y alarga el número de horas de luz. Los rayos de la parte inferior representan radiación: una superficie igual intercepta más radiación cuando la incidencia es menos oblicua. En esta figura se ha exagerado la diferencia y se ha simplificado para facilitar la comprensión del proceso. Fuente: Elaboración propia con asistente de IA en base a Martín-Chivelet et al. (2015).

El eje de rotación terrestre también cambia lentamente de orientación, como el bamboleo de una peonza. Esa precesión axial, que se manifiesta en el desplazamiento de los equinoccios respecto a las estrellas, tarda unos 26.000 años en completar una vuelta. La propia elipse orbital también cambia de orientación y la combinación de ambos movimientos determina la posición de las estaciones respecto al perihelio, el punto de máxima proximidad al Sol, y al afelio, el más alejado (Figura 8). Este cambio se conoce como precesión climática y presenta ritmos principales de unos 19.000 y 23.000 años.

Infografía sobre la precisión axial y orbital de la Tierra y su relación con las estaciones y los ritmos climáticos.

Figura 8. El eje terrestre cambia de orientación mediante la precesión axial (A). También cambia la orientación de la elipse orbital, mediante la precesión apsidal (B). La combinación de ambos movimientos (A+B) desplaza las estaciones respecto al perihelio y al afelio: el verano boreal puede coincidir con una mayor o menor proximidad al Sol. Las elipses y los tamaños de los astros no están a escala. Fuente: Elaboración propia con asistente de IA en base a Martín-Chivelet et al. (2015).

Aunque los hemos descrito por separado, la excentricidad, la oblicuidad y la precesión actúan a la vez. Cuanto mayor es la excentricidad, mayor puede ser el contraste de insolación asociado a que una estación coincida con la proximidad o la lejanía del Sol. Una órbita casi circular reduce ese efecto. La astronomía establece así un conjunto de ritmos capaces de favorecer o dificultar la supervivencia estival de la nieve.

La respuesta climática terrestre añade además su propia complejidad en forma de bucles de retroalimentación. Cuando se extiende la cubierta de nieve y hielo aumenta el albedo, es decir, la proporción de radiación solar reflejada al espacio. Al absorberse menos energía, el enfriamiento puede reforzarse. Un planeta con extensos mantos de hielo responde de manera distinta a otro que apenas los tiene. Por otro lado, los océanos redistribuyen calor y los gases de efecto invernadero modifican el balance energético. En resumen: la evolución del clima depende tanto de su estado previo como de las interacciones entre sus componentes.

¿Sabías que uno de los interglaciares más intensos del Cuaternario se desarrolló bajo un forzamiento solar estival relativamente débil?

Hace unos 425.000 años comenzó un episodio climático extraordinario conocido como estadio isotópico marino 11c (MIS 11c). Durante este prolongado interglaciar retrocedieron grandes masas de hielo continental y el nivel del mar llegó a situarse varios metros por encima del actual. Sin embargo, ocurrió algo aparentemente contradictorio: la órbita terrestre presentaba una excentricidad muy baja y las variaciones de insolación estival eran relativamente débiles. ¿Cómo pudo una variación tan modesta de la insolación acompañar una transformación climática tan intensa?

En 2024, un equipo internacional de investigadores publicó en Nature Communications un estudio basado en el análisis de espeleotemas, depósitos minerales formados en cuevas, procedentes de Bàsura, en el norte de Italia. Sus resultados situaron el comienzo de condiciones cálidas y húmedas en aquella región hace unos 423.000 años, durante un primer máximo débil de insolación estival. Sin embargo, en las altas latitudes del hemisferio norte persistían grandes mantos de hielo y el nivel del mar todavía estaba por debajo del actual.

La explicación de la intensidad posterior del interglaciar podría encontrarse en el comportamiento de los océanos. Según la interpretación de los investigadores, una circulación atlántica vigorosa habría sostenido durante unos 15.000 años el transporte de calor hacia latitudes altas. Ese aporte prolongado habría favorecido la pérdida de hielo continental y contribuido a que el sistema climático alcanzara su máximo interglaciar hace unos 410.000 años, durante un nuevo máximo de insolación también relativamente débil.

El MIS 11c nos recuerda algo fundamental: los ciclos astronómicos pueden marcar el ritmo de los cambios climáticos, pero no determinan por sí solos su intensidad.

La huella astronómica en las rocas

Imaginemos una pared de roca en la que se alternan capas de distinta naturaleza, por ejemplo caliza y marga. Si esos cambios litológicos reflejan variaciones ambientales repetidas, quizá contengan un ritmo. La cicloestratigrafía estudia precisamente la ciclicidad conservada en las sucesiones sedimentarias y trata de establecer sus causas. Cuando se reconoce una señal de origen astronómico hablamos de astroestratigrafía.

El vínculo entre el cielo y una capa de roca pasa por procesos terrestres. Los cambios de insolación pueden alterar las lluvias y la evaporación, la erosión en una cuenca o la precipitación química en sus aguas. Esas respuestas modifican el aporte de arcilla, la formación de carbonatos o la conservación de materia orgánica. Una oscilación orbital puede quedar expresada como una variación en la composición de las rocas o en su contenido fósil. La señal que medimos es el resultado de esa transformación ambiental, que puede dejar alternancias como las representadas en la Figura 9 y sucesiones estratificadas como la de la Figura 10.

Pero no toda alternancia sedimentaria tiene un origen astronómico. Para investigarlo, se toman muestras a lo largo de la sucesión y se miden propiedades como el contenido en carbonato cálcico. El análisis estadístico permite buscar patrones de repetición y comprobar si sus relaciones son compatibles con las de los ciclos orbitales. La dificultad es que medimos distancias entre capas, no directamente tiempo: la velocidad de sedimentación puede cambiar y parte del registro puede faltar.

Por eso es necesario contrastar la interpretación con otras evidencias estratigráficas y cronológicas, sin dar por demostrado de antemano el ritmo que se busca.

Si utilizamos una señal astronómica bien identificada para construir una escala temporal, entramos en el terreno de la astrocronología.

La duración atribuida a un ciclo y el número de repeticiones conservadas permiten estimar cuánto tiempo representa una sucesión, siempre que se tengan en cuenta sus posibles interrupciones. Para situar esa cronología en el pasado podemos recurrir a un anclaje independiente: por ejemplo, la datación radiométrica mediante el método uranio-plomo de cristales de circón presentes en una capa de ceniza volcánica intercalada entre los sedimentos. Así combinamos la duración registrada por los ciclos con una edad de referencia.

Infografía sobre cómo los cambios ambientales influyen en la sedimentación y generan señales estratigráficas, con periodos húmedos y secos, capas de margas y calizas, y variaciones en el contenido de carbonato cálcico.

Figura 9. Esquema conceptual de cómo las variaciones ambientales pueden originar sucesiones sedimentarias cíclicas. A la izquierda se comparan dos situaciones: durante los periodos más húmedos aumenta la escorrentía y el transporte de materiales detríticos hacia la cuenca; durante los más secos disminuye ese aporte. En el centro se muestra cómo los cambios en el aporte de arcillas y en la producción y conservación de carbonatos pueden favorecer la alternancia de margas y calizas. A la derecha se representa cómo el muestreo de una sucesión permite obtener un registro de las variaciones del contenido relativo de carbonato cálcico (CaCO₃). Es un modelo simplificado: otros procesos pueden modificar o borrar la señal, y su origen astronómico debe comprobarse mediante evidencias adicionales. Fuente: Elaboración propia con asistente de IA.

¿Sabías que también hay estratos en España que guardan la huella de los ciclos de Milankovitch?

En los acantilados de Zumaia y Sopela, en el País Vasco, las alternancias de calizas y margas conservan ritmos de sedimentación relacionados con la precesión y la excentricidad. Estas rocas se formaron en el mar durante el Maastrichtiense, al final del Cretácico y antes de la extinción de los dinosaurios no avianos, hace unos 66 millones de años. Batenburg y colaboradores reconocieron en 2014 trece ciclos de 405.000 años, con una duración total de 5,3 millones de años (Figura 10).

También los antiguos lagos dejaron registros de estos cambios. En la cuenca de Cameros, entre La Rioja y Soria, los depósitos del Grupo Enciso conservan una sucesión de ambientes lacustres y aluviales del Cretácico Inferior. En un trabajo publicado en 2020, Arsenio Muñoz y colaboradores estudiaron una sucesión de más de un kilómetro de espesor e identificaron periodicidades compatibles con la excentricidad, la oblicuidad y la precesión. A partir de su interpretación propusieron que los depósitos estudiados representaban unos  cinco millones y medio de años.

En Sorbas, Almería, los ciclos de sedimentación del final del Mioceno, hace unos 5,96 millones de años, ofrecen otro ejemplo. Krijgsman y colaboradores estudiaron en 2001 la alternancia de capas de yeso con sedimentos ricos en materia orgánica, pudiéndola relacionar con cambios climáticos vinculados a la precesión. Estos registros han ayudado a establecer la cronología de la crisis de salinidad del Mediterráneo
Formación rocosa costera con estratos verticales y rocas erosionadas bajo un cielo azul.

Figura 10. Estratos verticales del flysch de Zumaia, en el Geoparque de la Costa Vasca, Guipúzcoa, País Vasco. La fotografía muestra la rasa mareal de la playa de Itzurun, donde la marea baja deja al descubierto capas de distinta resistencia a la erosión del mar Cantábrico. La imagen ilustra el paisaje estratificado de Zumaia, sin identificar el tramo concreto analizado en el estudio citado. Fotografía de Gabriel Castilla Cañamero.

¿Por qué cambian la órbita, la inclinación y la orientación del eje terrestre?

La gravedad del Sol domina la órbita terrestre, pero los demás planetas introducen pequeñas perturbaciones que modifican su forma, su orientación y la inclinación de su plano. Por su parte, la Luna y el Sol ejercen fuerzas sobre el abultamiento ecuatorial de la Tierra y provocan la precesión de su eje. La interacción entre el movimiento del eje y los cambios del plano orbital también hace variar la oblicuidad, es decir, la inclinación del eje respecto a la perpendicular a ese plano. De esta dinámica conjunta surgen los ritmos astronómicos que hemos descrito. El ciclo de excentricidad de unos 405.000 años, reconocido en los registros sedimentarios de Zumaia y Sopela, corresponde a la diferencia entre dos frecuencias de precesión de los perihelios asociadas principalmente a Venus y Júpiter.

Otra combinación de frecuencias, asociada principalmente a la Tierra y Marte, produce una modulación de la excentricidad cercana a 2,4 millones de años. En 2025, Stephen Kane, Pam Vervoort y Jonathan Horner exploraron la contribución de nuestro vecino mediante simulaciones en las que variaron la masa de Marte y calcularon cómo respondían los ritmos orbitales terrestres. Cuando la masa marciana se aproximaba a cero, la modulación de 2,4 millones de años dejaba de aparecer. El experimento permite aislar, dentro del modelo, el papel de Marte en la dinámica orbital de la Tierra (Tabla I).

TABLA I. Principales ritmos astronómicos de interés climático en el pasado reciente. Los periodos son aproximados y algunos han variado a lo largo de la historia terrestre. Basada en Martín-Chivelet et al. (2015), Olsen et al. (2019) y Zeebe y Lantink (2024).

Periodo aproximadoVariación Origen del ciclo
2,4 millones de añosModulación larga de la excentricidadDiferencia entre frecuencias de precesión de los perihelios asociadas principalmente a la Tierra y Marte.
405.000 añosExcentricidad de periodo largoDiferencia entre frecuencias de precesión de los perihelios asociadas principalmente a Venus y Júpiter.
105.000 añosComponentes de la excentricidadVarias combinaciones de frecuencias de la dinámica orbital planetaria.
41.000 añosOblicuidadRelación entre la precesión del eje, debida principalmente al Sol y la Luna, y los cambios del plano orbital, debidos a perturbaciones planetarias.
26.000 añosPrecesión axialAcción gravitatoria del Sol y la Luna sobre el abultamiento ecuatorial terrestre.
19.000 -23.000 añosPrecesión climáticaMovimiento relativo entre las estaciones y el perihelio por la combinación de la precesión axial y la precesión de la órbita.

En ciencia, a veces la información que falta puede ser tan reveladora como la que se conserva. Un hiato estratigráfico es un intervalo de tiempo sin registro sedimentario, ya sea porque no se depositaron materiales o porque la erosión los eliminó. Aunque estas interrupciones dificultan la reconstrucción de una sucesión, su distribución en el tiempo puede revelar la repetición de determinadas condiciones ambientales.

En 2024, Adriana Dutkiewicz, Slah Boulila y Dietmar Müller analizaron un conjunto de 370 hiatos procedentes de 293 sondeos oceánicos, que abarcaba los últimos setenta millones de años. Mediante un análisis estadístico identificaron en su distribución temporal una señal cercana a los 2,4 millones de años, compatible, como acabamos de ver, con la modulación de la excentricidad asociada a Marte. Para explicar este patrón, propusieron que los cambios climáticos ligados a determinadas fases del ciclo pudieron intensificar la circulación oceánica profunda y favorecer la erosión del fondo marino. Así, la ausencia de sedimentos también puede conservar una huella indirecta de los ritmos astronómicos.

La frontera del cálculo astronómico

Llegados a este punto, parece razonable pensar que la astronomía debería permitirnos reconstruir las órbitas del pasado. Disponemos de las leyes físicas, medimos posiciones y masas y podemos calcular los movimientos con ordenadores cada vez más potentes. ¿Qué nos impide retroceder en el tiempo indefinidamente?

La dificultad está en el comportamiento caótico del Sistema Solar. En este contexto, caos significa sensibilidad a las condiciones iniciales. Dos cálculos que parten de estados muy parecidos, pero no idénticos, pueden separarse progresivamente hasta ofrecer historias orbitales distintas. Las pequeñas incertidumbres en las posiciones y los movimientos actuales se amplifican al reconstruir su evolución, incluso aunque ambos cálculos obedezcan las mismas leyes físicas.

Al retroceder unos cincuenta o sesenta millones de años, esa divergencia dificulta establecer una historia orbital detallada y única. Podemos seguir calculando escenarios posibles, pero necesitamos otras evidencias para distinguir cuáles se aproximan a lo que ocurrió. Es aquí donde las rocas adquieren una función inesperada: si una sucesión antigua conserva una señal climática de origen orbital, puede aportar información independiente sobre aquella dinámica. De esta forma, los sedimentos permiten contrastar distintas historias astronómicas posibles.

Paul Olsen y colaboradores denominaron Geological Orrery a este enfoque. Un orrery es un planetario mecánico que reproduce los movimientos del Sistema Solar mediante engranajes (Figura 11). En 2019, su equipo analizó sedimentos de antiguos lagos formados hace entre unos 223 y 199 millones de años. En ellos identificaron una modulación de la excentricidad asociada a la Tierra y Marte cuyo periodo era de aproximadamente 1,75 millones de años, frente a los cerca de 2,4 millones actuales. Esa diferencia aportaba una evidencia geológica del comportamiento caótico del Sistema Solar: las rocas permitían reconocer cómo habían cambiado sus ritmos mucho más allá del intervalo en el que los cálculos astronómicos ofrecen una reconstrucción única.

Primer plano de un antiguo modelo mecánico del sistema solar con esferas doradas y anillos orbitales de metal.

Figura 11. Esfera armilar con planetario mecánico (orrery), construida a finales del siglo XVIII. Este singular instrumento se conserva en los pasillos de la Biblioteca Apostólica Vaticana, en Roma. La pieza destaca por su intrincado sistema de ruedas dentadas en el eje central que permitía simular el movimiento orbital relativo de los planetas clásicos alrededor de un gran Sol dorado. En este sistema de minué no tenían cabida los movimientos caóticos impredecibles. Fotografía de Gabriel Castilla Cañamero.

Volver al hielo

Si esos ritmos modifican el clima, cabe preguntarse qué papel desempeñan en la historia de los seres vivos. Los organismos evolucionan en entornos que cambian, y las oscilaciones climáticas pueden alterar sus recursos y su distribución. Establecer una relación causal con una aparición o una extinción concreta exige pruebas adicionales, y la presencia de un ciclo astronómico no permite atribuir a Júpiter o a Marte un episodio evolutivo determinado.

Regresemos al Endurance. Para Ernest Shackleton el hielo tenía una presencia inmediata: se movía y trituraba el casco de aquel barco-refugio hasta engullirlo. Nicholas Shackleton estudió otra dimensión, siguiendo las huellas de grandes masas de hielo ya desaparecidas en la química de unos caparazones diminutos. Entre aquellas dos miradas se abre una historia que conecta la experiencia humana del frío con la dinámica de mundos lejanos.

Podemos levantar la vista y observar Venus, Marte o Júpiter, para después volver a bajarla hacia los estratos y descubrir que en los sedimentos y en el paisaje persiste la huella que estos mundos imprimieron en la órbita terrestre. Parafraseando a Burkert: así es como la distancia que separa el cielo de la roca queda reducida a la esencia de lo sagrado, una estrategia de supervivencia y adaptación.

Bibliografía y referencias

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Eclipses de Sol y Geología, una relación inesperada

Autoría: Gabriel Castilla Cañamero

Mi padre me había explicado la teoría de los eclipses, y yo la había comprendido bastante bien. Quedábame, empero, un resto de desconfianza. ¿No olvidará la Luna la ruta señalada por le cálculo? ¿Se equivocará la ciencia? […]. Se comprenderá fácilmente que el eclipse de 1860 fuera para mi tierna inteligencia luminosa revelación. Caí en la cuenta, al fin, de que el hombre, desvalido y desarmado enfrente del incontrastable poder de las fuerzas cósmicas, tiene en la ciencia redentor heroico, poderoso y universal instrumento de previsión y de dominio.

Santiago Ramón y Cajal. Recuerdos de mi vida, 1917

Como acabamos de leer, el padre de la neurología descubrió su vocación por la ciencia con apenas 8 años gracias al eclipse solar del 18 de julio de 1860. Y no ya por la visión de la corona solar en todo su esplendor (Figura 1), sino por la certeza asombrosa con la que se predijeron y anunciaron en los periódicos aquel fenómeno natural.

La imagen muestra una representación histórica de la corona solar durante un eclipse total de Sol. En el centro se observa un gran círculo negro, correspondiente a la Luna, que oculta el disco solar. El borde del círculo aparece rodeado por una franja clara e irregular. Desde esa zona luminosa parten miles de líneas blancas muy finas, dispuestas radialmente, que se extienden hacia el exterior como una aureola. Estas líneas representan la corona solar, visible únicamente cuando la Luna bloquea la luz directa del Sol durante un eclipse total. La imagen tiene aspecto de grabado antiguo, con fuerte contraste entre el negro del fondo y los trazos claros de la corona.
Figura 1. Aspecto de la corona solar durante el eclipse que contempló Cajal con 8 años, según un dibujo publicado por Camille Flammarion en Les terres du ciel (1877). Fuente: biblioteca del autor

Predecir la hora a la que se producirá la totalidad de un eclipse de Sol en un lugar concreto de la superficie terrestre no es una tarea sencilla, pues requiere manejar múltiples variables, entre ellas dos escalas de tiempo distintas: el Tiempo Terrestre y el Tiempo Universal.

  • El Tiempo Terrestre (TT) es una escala de tiempo basada en la Mecánica Celeste.

Es el reloj que se emplea en astronomía para calcular las posiciones orbitales de la Tierra y la Luna en el espacio (las efemérides), y por tanto para predecir cuándo se producirá un eclipse. Como vemos en la Figura 2, la punta del cono de sombra que proyecta la Luna sobre la Tierra (umbra) determina la banda de totalidad, una franja de terreno que rara vez supera los 250 kilómetros de ancho. Solo quienes se encuentran dentro de esta región pueden observar la ocultación completa del Sol.

  • El Tiempo Universal (TU) es la escala de tiempo basada en la rotación de la Tierra.

Desde la infancia aceptamos que un día tiene  24 horas, y es en este intervalo de tiempo donde encajamos las rutinas de nuestra vida. Pero este valor no es exacto. En del siglo XVII se estableció el llamado día sidéreo, entendido como el tiempo que invierte el planeta en realizar una rotación tomando como referencia la observación de una estrella. Esta técnica permite calcular el tiempo real de rotación con enorme exactitud en 23 horas, 56 minutos y 4,091 segundos. Cronometrar el día sidéreo durante siglos permitió descubrir que el tiempo que la Tierra emplea en completar una rotación no es un valor constante.

La imagen representa de forma esquemática cómo se produce un eclipse solar total. En el extremo izquierdo se ve el Sol, grande y luminoso. Entre el Sol y la Tierra aparece la Luna, situada de manera que bloquea parte de la luz solar. Desde la Luna salen dos conos de sombra hacia la Tierra: uno más oscuro y estrecho, identificado como umbra, y otro más amplio y tenue, identificado como penumbra. La umbra alcanza la superficie terrestre en una zona pequeña, donde se produce la totalidad del eclipse.

En la Tierra se distingue Europa, el norte de África, Groenlandia y parte del Atlántico. Una franja curva de color azul marca el camino de totalidad del eclipse solar total del 12 de agosto de 2026. Esta franja indica los lugares desde los que el Sol quedará completamente oculto por la Luna durante unos instantes. También aparece una línea naranja discontinua, situada más al sur, que representa un camino de totalidad hipotético asociado a una rotación terrestre ligeramente diferente. En la parte superior derecha se indica el eje de rotación de la Tierra.
Figura 2. Este diagrama ilustra el eclipse solar total del 12 de agosto de 2026. La franja de totalidad (ápice de la umbra) se muestra en azul. La línea punteada (naranja) muestra una variación basada en una hipotética rotación ligeramente diferente a la actual. El Sol, la Luna y la Tierra no están representados a escala real. Fuente: ChatGPT/Gabriel Castilla.

Lo que maravilló al joven Cajal fue descubrir que la ciencia dispone de herramientas  para calcular qué año, qué día, a qué hora, en qué lugar y durante cuánto tiempo se proyectará la umbra lunar sobre una cierta región de la superficie terrestre. Pero he aquí una paradoja: puesto que la velocidad de rotación de la Tierra no es constante, podemos hacer predicciones bastante exactas con varios siglos de antelación, pero no podemos reconstruir los eclipses del pasado con la misma seguridad. Veamos por qué.

Una máquina del tiempo escacharrada: la paradoja del eclipse

El desajuste entre el Tiempo Terrestre  (TT) y el Tiempo Universal (TU) es lo que en Geofísica se conoce como Delta T (DT) de manera que se puede escribir como

DT=TT−TUDT = TT-TU


En la práctica DT es una medida de los cambios que experimenta la rotación de la Tierra a lo largo del tiempo por aceleración o por frenado; y la mejor forma de entenderlo es mediante un ejemplo.  

Imaginemos que queremos trazar la banda de totalidad de un eclipse ocurrido en el año 136 a. de C. Si asumimos que la rotación de la Tierra es como un reloj perfecto y por tanto empleamos solo el tiempo de la Mecánica Celeste (TT), obtenemos un mapa como el de la Figura 3. Pero,¿cómo podemos comprobar que nuestros cálculos son acertados? En teoría no podemos hacerlo directamente, pues para ello necesitaríamos disponer de una máquina del tiempo que, o bien nos permita viajar al pasado, o bien nos permita comunicarnos con alguien de aquella época para que nos diga si hemos acertado o no.

Afortunadamente sí disponemos de una tecnología que nos permite remontar el tiempo: la escritura. Si alguna persona del año 136 a. de C. observó el eclipse, lo registró mediante algún tipo de escritura, y además tenemos la fortuna de que este documento perdure los más de 2.160 años que nos separan, entonces podremos saber con seguridad si hemos acertado con nuestros cálculos. Y esto es exactamente lo que sucedió, alguien que sabía de astronomía registró en una tablilla de arcilla un eclipse total de Sol que fue visible desde la ciudad de Babilonia hacia el mediodía del 15 de abril del año 136 a. de C.

La imagen muestra un mapa explicativo sobre la velocidad de rotación de la Tierra a partir de un eclipse solar registrado en Babilonia en el año 136 a. C. El mapa abarca desde el Atlántico y Europa occidental hasta Asia central, incluyendo el Mediterráneo, el norte de África, Oriente Próximo y parte de Asia.

Sobre el mapa aparecen varias líneas verticales de referencia, marcadas como 3 grados oeste, 44,5 grados este y 67 grados este, además de una línea horizontal correspondiente a 32,5 grados norte. Babilonia está señalada con un pequeño icono dorado en la zona de Mesopotamia, cerca de esa latitud.

La línea azul continua, situada muy al oeste de Babilonia, indica dónde habría pasado la totalidad del eclipse si se asumiera una rotación terrestre constante. Esta trayectoria cruza el Atlántico oriental, el oeste de Europa y el norte de Europa. La línea marrón discontinua, mucho más oriental, representa una segunda estimación: el recorrido que tendría la totalidad si se considerara únicamente el alargamiento del día producido por la fricción de las mareas. Esta línea pasa por el noreste de África, Oriente Próximo y Asia central.

La comparación entre ambas trayectorias muestra que ninguna coincide exactamente con Babilonia. Como el eclipse fue observado y registrado desde esa ciudad, el diagrama sugiere que, además del frenado por mareas, tuvieron que intervenir otros factores que modificaron la rotación terrestre. El pie de figura indica que una parte importante de esa corrección tiene origen geológico.
Figura 3. Los registros babilónicos nos ofrecen datos precisos del recorrido que siguió la línea de totalidad durante un eclipse solar del año 136 a. de C. Si la velocidad de la Tierra hubiera sido la actual, la línea de totalidad habría pasado muy al oeste de Babilonia (línea oscura continua). Suponiendo que el único factor que afecta a la rotación de la Tierra es la fricción debida a las mareas, la línea se habría desplazado hacia el este (línea discontinua marrón). Dado que el eclipse fue visto y registrado desde la ciudad de Babilonia, algún factor acelerante de la velocidad de rotación debe haber contrarrestado en parte el efecto de las mareas. Una parte esencial de esa corrección es de naturaleza geológica. Fuente: ChatGPT/Gabriel Castilla.

Conociendo la fecha exacta y sabiendo que la rotación de la Tierra realmente no es constante, que la línea de totalidad calculada no coincida con la que fue realmente se debe a que nos hemos equivocado de una de estas dos formas:

Posibilidad 1: el eclipse se produce antes de lo previsto porque la rotación es más rápida.

Posibilidad 2: el eclipse se retrasa porque la rotación es más lenta.

Puesto que el eclipse se vio desde Babilonia, y lo sabemos porque su registro se conserva en una tablilla de barro que hoy se encuentra en el Museo Británico, podemos ajustar los cálculos teóricos con la realidad y saber si la rotación terrestre se ha frenado o se ha acelerado en estos más de 2.160 años que nos separan.  Y es así como podemos viajar en el tiempo para estimar el valor de Delta T.

Esta técnica, ideada inicialmente por el astrónomo Edmund Halley en 1695, ha sido desarrollada en las últimas cuatro décadas por el también astrónomo y geofísico británico F. Richard Stephenson sobre la base de unos 4.000 registros astronómicos de todo el mundo antiguo. Comparando la trayectoria de la umbra calculada (recorrido teórico) con las descripciones que otros astrónomos nos legaron (recorrido real), se ha podido establecer que la duración del día aumenta, en promedio, entre 1,7 y 1,8 milisegundos por siglo. Y como se trata de un valor que se va acumulando, para el eclipse del año 136 a. de C. habría supuesto un retraso de casi 4 horas.

Así pues, un eclipse no solo permite comprobar la precisión de la Astronomía; también puede funcionar como un tacógrafo de la rotación terrestre. Allí donde una sombra antigua no cae exactamente donde debería, empieza a hacerse visible la huella de la Geología.

El registro histórico de eclipses en España: una sorpresa a la vuelta de la esquina.

El registro de eclipses solares anteriores al año 1500 es muy pobre. De los 21 que se pudieron observar desde la Península Ibérica durante la Baja Edad Media solo nos ha llegado información de 2, de lo que se deduce que la tasa de registro y conservación es inferior al 10%. ¿Cómo se explica que un fenómeno natural tan impresionante no haya dejado más registros? Cuatro son las razones que explican esta laguna de información:

1. Son muchos más los documentos que se pierden que los que se conservan. Pensemos por un momento en qué tipo de registro dejaremos a las sociedades del futuro si nuestras bases de datos electrónicas sufrieran algún daño. Las tablillas de barro han demostrado ser más resistentes que el papel y (posiblemente) más que cualquier soporte magnético.

2. La distribución temporal de los eclipses no es homogénea. Hay siglos en los que solo hubo tres eclipses mientras que en otros se pudieron observar hasta ocho.

3. Los eclipses que se producen a primera y última hora del día son más difíciles de ver.  Cualquier fenómeno astronómico que suceda cerca del horizonte se puede ver afectado tanto por la inestabilidad atmosférica como por los obstáculos propios del paisaje (árboles, montañas, edificios, etc.).

4. La demografía y el perfil educativo. Recordemos que hasta el siglo XVI la España peninsular apenas contaba con una población de cinco millones de personas, en su mayor parte analfabetas.

Rastrear los escasos registros que se han conservado requiere cierta habilidad detectivesca. Los testimonios más antiguos datan de la época visigoda, concretamente del año 612, cuando el rey Sisebuto redactó el poema Epistola Sisebuti donde explica la naturaleza de los eclipses. Esta carta estaba dirigida a Isidoro, obispo de Sevilla, en agradecimiento por su obra De natura rerum, publicada aquel mismo año e igualmente consagrada a la Astronomía. Algunas investigaciones plantean que la razón por la que estas dos obras vieron la luz en aquel momento puede estar relacionada con el hecho de que entre los años 601 y 609 se pudieron observar desde Toledo hasta seis eclipses parciales de Sol.

Sin embargo, aún habrían de transcurrir más de tres siglos hasta que un eclipse de Sol fuera registrado con detalle desde la península. Ocurrió en la mañana del 19 de julio del año 939, en el momento en el que el ejército del rey leonés Ramiro II se disponía a enfrentarse a las tropas del califa Abd al-Rahman III frente a los muros de la ciudad de Simancas. El hecho quedó plasmado en los Anales castellanos por su singular coincidencia histórica.

Igualmente importante es el eclipse recogido en el Llibre dels fets del rei En Jaume, donde se relata cómo el 3 de junio de 1239 el rey Jaime I de Aragón observó un eclipse singularmente largo desde Montpellier. Sabemos que la trayectoria de la umbra pasó por la vertical de Zaragoza y Soria, y es en esta última ciudad donde se conservan dos inscripciones que lo conmemoran: una se encuentra en el claustro de la concatedral de San Pedro, y la otra se descubrió en 1970 entre las ruinas de la iglesia de San Nicolás y se conserva en el Museo Numantino.

Pero sin duda el hallazgo más sorprendente tuvo lugar en Sos del Rey Católico (comarca de las Cinco Villas, Zaragoza) en 2003.  Cualquiera que atraviese el soberbio arco de medio punto que da acceso a la Plaza de la Villa puede ver una tosca inscripción aparentemente ininteligible (Figura 4). La historiadora Loli Ibáñez y el investigador Julio Torres Lázaro se propusieron resolver el misterio. Tras un laborioso proceso la inscripción desveló su mensaje: Anno Domini MCCC:L:IIII XVII die septembris:hora prima:obscura uit sol [en la hora prima del 17 de septiembre del año de Nuestro Señor  de 1354, se oscureció el sol].

Esta inscripción constituye el registro in situ más completo y preciso de todos los descubiertos en España hasta la fecha, y fue utilizada por los matemáticos María José Martínez Usó y Francisco José Marco Castillo para confirmar que la rotación de la Tierra se está frenando lentamente.

La imagen compara dos vistas de una misma inscripción grabada en piedra. En la fotografía de la izquierda se observa un sillar de superficie beige y rugosa, integrado en un muro o estructura pétrea. Sobre él aparecen varias líneas de letras incisas, pero el bloque está colocado en una orientación que no coincide con la posición original del texto. Por ello, la inscripción resulta difícil de leer a simple vista.

En la fotografía de la derecha se muestra la misma pieza aislada visualmente y girada, de modo que las líneas de texto quedan orientadas de forma más adecuada para su lectura. La inscripción aparece distribuida en varias líneas horizontales, con letras talladas de manera manual, de tamaño desigual y con algunos trazos erosionados. En la parte inferior derecha se aprecia un signo o conjunto de trazos más grandes, similar a una marca final o elemento decorativo.

La comparación entre ambas imágenes permite entender el proceso de documentación: primero se fotografía la inscripción tal como se conserva en el sillar y después se rota la imagen para interpretar mejor el texto.
Figura 4. Como se puede apreciar en la fotografía de la izquierda, las letras fueron grabadas sobre un sillar que en la actualidad se encuentra girado respecto a la que debió ser su posición original, por lo que la primera tarea consistió en fotografiar el texto y girar la imagen para facilitar su lectura (fotografía de la derecha). Esta inscripción constituye el registro in situ más completo y preciso de todos los descubiertos en España. Fotografías de Gabriel Castilla y Loli Ibáñez.

Los milisegundos perdidos: el factor geológico

Tres procesos invisibles luchan por el control de nuestro tiempo, y para entender cómo actúan debemos recurrir al concepto de conservación del momento angular.

La idea puede parecer abstracta, pero la hemos visto en acción muchas veces. Basta observa a alguien patinando durante una pirueta. Cuando extiende los brazos, su masa queda distribuida a mayor distancia del eje de giro y la rotación se vuelve más lenta. Sin embargo, cuando recoge los brazos contra el cuerpo comienza a girar más rápidamente. Lo que sucede es que el sistema “patinador” conserva una magnitud física denominada momento angular, una especie de  “cantidad de giro” que permanece constante mientras no actúen fuerzas externas importantes. Al acercar la masa al eje de rotación disminuye la inercia rotacional y, para compensarlo, aumenta la velocidad de giro (Figura 5).

La imagen explica el efecto que se produce en el patinaje artístico de conservación del momento angular, mediante dos dibujos de una persona patinando sobre hielo en rotación. En la parte izquierda, la persona tiene los brazos abiertos en horizontal siendo una mayor masa extendida”, “mayor inercia” y “rotación más lenta”. La masa del cuerpo está más alejada del eje de rotación, por lo que cuesta más girar rápidamente. En el caso de la derecha, los brazos están pegados al cuerpo por lo que la masa está más concentrada, cuesta menos girar y puede girar más rápido.
Figura 5. Una persona patinando que gira sobre sí misma puede modificar su velocidad de rotación simplemente cambiando la distribución de su masa al estirar o encoger sus brazos. Con los brazos extendidos aumenta su momento de inercia y gira más lentamente; al recogerlos disminuye la inercia y aumenta la velocidad de giro. Como el momento angular total se conserva, la aceleración no requiere ningún aporte externo de energía. La Tierra experimenta un fenómeno análogo cuando procesos geológicos y climáticos redistribuyen masas de hielo, agua y roca respecto a su eje de rotación. Fuente: ChatGPT/Gabriel Castilla.

El sistema Tierra se comporta exactamente igual que las personas que hacen patinaje artístico, pues se trata de un sistema dinámico en el que océanos, atmósfera, casquetes polares y masas continentales redistribuyen continuamente enormes cantidades de materia. Cuando esa redistribución acerca masa al eje terrestre, la rotación se acelera ligeramente; cuando la aleja, se ralentiza. En este juego tres son los procesos que destacan por encima de todos los demás:

Proceso 1. El freno mareal. La atracción gravitatoria de la Luna deforma las masas de agua de los océanos, creando las protuberancias de marea. Puesto que la Tierra gira más rápido que el periodo orbital de la Luna, la fricción del agua contra los fondos oceánicos actúa como un freno, absorbiendo energía rotacional. Parte de la energía se disipa en forma de calor, mientras que el intercambio de momento angular tiene dos efectos simultáneos:

1º. La Tierra se frena (aumenta Delta T) a un ritmo medio de +2,3 milisegundos por siglo.

2º. La Luna se aleja de la Tierra unos 3,8 cm cada año, según confirman las mediciones realizadas mediante Lunar Laser Ranging.

Proceso 2. El acoplamiento entre el Núcleo y el Manto terrestre. El núcleo metálico terrestre interacciona con la parte inferior del manto, una región irregular sometida a enormes presiones e intensos campos magnéticos, lo que produce fluctuaciones en el tiempo de rotación que pueden alcanzar los 4 milisegundos por década.

Proceso 3. El acelerador postglacial. Hace unos 11.500 años desaparecieron los grandes campos de hielo que cubrían el hemisferio Norte. Se estima que el casquete glaciar Laurentino (Canadá/EE.UU.) alcanzó un grosor de 4.000 m; mientras que el casquete glaciar Fennoscándico (Europa) tuvo un espesor de hasta 3.000 m. Para hacernos una idea de lo que esto significa, pensemos que una columna de hielo glaciar de 1 m2 de superficie y 1.000 m de espesor equivale a una columna de 600 coches presionando sobre cada metro cuadrado de corteza. Si multiplicamos esta presión por 3 o por 4, y puesto que los casquetes de hielo (técnicamente llamados indlandsis) tenían una escala continental y se extendían millones de kilómetros cuadrados, podemos hacernos una idea de la enorme presión a la que se vio sometida la corteza terrestre.

La imagen es un mapa global en el que se representan dos tipos de información. Por un lado, aparecen señaladas con tramas de líneas las áreas que estuvieron cubiertas por grandes mantos de hielo durante el Último Máximo Glacial, hace unos 21.000 años. Estas zonas se concentran sobre todo en Canadá, el norte de Estados Unidos, Groenlandia, Escandinavia, el norte de Europa y partes del norte de Asia.

Por otro lado, el mapa utiliza una escala de colores para mostrar el movimiento vertical actual de la corteza terrestre, medido en milímetros por año. La leyenda, situada a la izquierda, va desde valores negativos, que indican movimiento descendente, hasta valores positivos, que indican movimiento ascendente. Las zonas en blanco y azul muestran los mayores ascensos, que se localizan principalmente en áreas que soportaron grandes espesores de hielo, como Canadá, Groenlandia y Escandinavia. Esto se interpreta como un rebote de la corteza tras la pérdida del peso del hielo.

En otras regiones predominan colores amarillos, naranjas y rosados, que indican movimientos descendentes o ascensos menores. Estos reajustes no se limitan a las antiguas zonas glaciadas, sino que afectan a la distribución vertical de la superficie terrestre a escala planetaria y pueden modificar las líneas de costa.
Figura 6. Este mapa muestra la localización y extensión de los grandes mantos de hielo (superficie con barras) durante el Último Máximo Glacial (hace unos 21.000 años) y el actual reajuste isostático de la corteza terrestre. En los lugares donde el espesor del hielo fue mayor (y por tanto mayor fue la carga), la corteza ha ascendido hasta 1 km. Estos reajustes topográficos suponen cambios significativos en las líneas de costa de todo el planeta. Fuente: adaptado de Schneider, 1997.

La corteza terrestre (litosfera) tiene cierta rigidez, pero el manto sobre el que reposa se comporta a largo plazo como un fluido viscoso similar a la plastilina. Bajo este enorme pero la corteza se hundió un metro por cada tres metro de hielo, de lo que se deduce que en algunos lugares la corteza llegó a hundirse un kilómetro. Este movimiento del manto debido a las variaciones de carga en la corteza se llama isostasia (Figura 7). Al desaparecer el hielo, la corteza intenta recuperar su nivel pero, como el manto es muy viscoso, el ascenso es muy lento.

La imagen representa una secuencia temporal del reajuste isostático producido por la carga y posterior desaparición de un gran manto de hielo. El esquema está dividido en tres momentos.
Figura 7.  Secuencia de ajuste isostático en los últimos 11.500 años, primero por hundimiento de la corteza como respuesta al peso del hielo glaciar, y posteriormente por ascenso como respuesta a la fusión del hielo y la consecuente pérdida de carga. Un ejemplo de la relación que existe entre el clima y el relieve. Fuente: ChatGPT/Gabriel Castilla.

En su ascenso la masa del planeta se desplaza hacia el eje de rotación, un movimiento que siguiendo el símil del patinador equivale a acercar sus brazos al cuerpo para girar más rápido, y es por eso que la pérdida de hielo acelera la rotación terrestre. Pero, ¿cuánto se acelera la Tierra por efecto del ajuste isostático posglacial?

Como hemos visto, existe una discrepancia fundamental entre el valor medio del frenado mareal (+2,3) y la tendencia observada empíricamente con los eclipses (1,7 a 1,8). Esta diferencia de unos 0,5 o 0,6 milisegundos es la firma geofísica directa del deshielo y el ajuste isostático que se viene produciendo en los últimos 10.000 años. La validación de este valor mediante el análisis de eclipses históricos ayuda a contrastar los modelos de viscosidad del manto y la respuesta de la litosfera ante la descarga de enormes masas de hielo. De este modo, una sombra observada en la antigüedad acaba conectando con los cambios climáticos asociados al final de la última glaciación.

 Y todo esto, ¿para qué sirve?

En este punto, podemos preguntarnos qué utilidad tiene saber si la Tierra tarda unas milésimas de segundo más o menos en completar una rotación. La pregunta es legítima. El estudio histórico de los eclipses no nos hace la vida más cómoda de una forma inmediata (no nos hace la cama, como se suele decir), pero esa no es la única manera de medir el valor del conocimiento.

La ciencia también sirve para establecer conexiones invisibles. Descubrir que una sombra proyectada por la Luna sobre Babilonia hace más de dos mil años puede contener información sobre la fricción de las mareas, la viscosidad del manto terrestre y el cambio climático que desencadenó el deshielo de los indlandsis del hemisferio norte, nos revela que la Tierra no es un escenario inmóvil sobre el que ocurren los acontecimientos, sino un sistema dinámico en el que la Astronomía, la Geología, la Física y la Historia forman parte de una misma trama.

Quizá la verdadera utilidad de esta historia sea precisamente la que intuyó Cajal siendo todavía un niño: que la ciencia permite anticipar lo que parece inalcanzable, ordenar lo que parece misterioso y descubrir en los fenómenos naturales una regularidad profunda. No sabemos si alguna de las millones de personas jóvenes que contemplarán los eclipses visibles desde España en 2026, 2027 y 2028 sentirá algo parecido. Dos de estos eclipses serán totales y uno anular, una coincidencia excepcional que convertirá la península ibérica en un escenario privilegiado para mirar al cielo.

Tal vez la mayoría de quienes presencien el eclipse solo recuerde la emoción de ver cómo el día se oscurece durante unos minutos. Pero quizá alguien, en medio de esa oscuridad inesperada, se haga una pregunta. Y a veces basta una simple pregunta para arrojar un poco de luz sobre las tinieblas.

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PRE-GEOLODÍA. Geología de la Luna a través del telescopio

El aspecto de la Luna es el resultado de su historia geológica. Así, observando sus diferentes elementos y aplicando los principios fundamentales de la Geología, somos capaces de reconstruir una fascinante historia de 4500 millones de años, a pesar de estar a 384.000 km de distancia.

  • DÓNDE. En El Oso, Ávila. Plaza de la Constitución, frente al Centro de Interpretación Lagunas de La Moraña.
  • CUÁNDO. Sábado 7 de mayo 2022. De 22 a 23:30 h. aproximadamente.
  • FASE DE LA LUNA. Cuarto creciente (40% aprox.).
  • POSICIÓN DE LA LUNA. Alt/Az: 58º/248º a las 22:00; 42º/267º a las 23.30.
  • La actividad será guiada por nuestros compañeros Gabriel Castilla y Javier Pérez Tarruella.

En esta actividad abierta a todos los públicos se instalarán dos telescopios en la Plaza de la Constitución de El Oso.

Uno de ellos proyectará la imagen ampliada de la Luna en la pared exterior del Centro. A través del otro telescopio los asistentes podrán observar la Luna con sus propios ojos. 

Si quieres saber más sobre la geología de la Luna, no te pierdas este artículo: La Luna tiene colores: ¡Los de su geología!

Así transcurrió la actividad de observación en El Oso
Esta actividad forma parte de las

Cartel de la actividad ‘Geología de la Luna a través de telescopio’, integrada en el Programa de Educación Ambiental ‘Humedales para el siglo XXI’ en las lagunas de El Oso. Coordinado por Life-IP Duero.