Una cueva revela la influencia de la Antártida y de El Niño en las lluvias extremas del sur de Brasil

Investigadores analizaron muestras de sedimentos preservados en estalagmitas para reconstruir el historial de eventos climáticos en la región. El siglo XX concentra una de las mayores frecuencias de eventos extremos de los últimos 7.500 años

Por Luciana Constantino  |  Agência FAPESP – Una cueva ubicada en el interior del estado de Paraná, Brasil, alberga un “archivo climático” que permitió a investigadores brasileños reconstruir la historia de las lluvias extremas en la región sur de Brasil durante los últimos 7.500 años. Los resultados mostraron que la frecuencia de estos eventos en el siglo XX figura entre las más altas de toda la serie histórica y señalaron dos factores que influyen en este proceso: la variabilidad climática en el continente antártico y la ocurrencia de El Niño, ambos presentes en el escenario actual.

Los científicos descubrieron que los períodos estivales con temperaturas más bajas en la Antártida Occidental tienden a coincidir con un mayor número de eventos extremos en el sur de Brasil. La hipótesis es que los cambios en el gradiente térmico entre las altas y las medias latitudes (es decir, entre las regiones polares, que son más frías, y las zonas templadas y subtropicales, más cálidas) modifican la circulación atmosférica, favoreciendo la formación de frentes fríos y el transporte de humedad desde la Amazonía hacia la región.

En los últimos mil años también se observa una relación significativa entre la frecuencia de las lluvias extremas y los episodios moderados o intensos de El Niño, fenómeno caracterizado por el calentamiento anómalo y persistente de las aguas del océano Pacífico ecuatorial, que altera la circulación de los vientos y la distribución del calor y la humedad en todo el planeta.

Estos hallazgos cobran aún mayor relevancia este año debido a la alta probabilidad de que se produzca un episodio de El Niño de intensidad moderada a fuerte en los próximos meses, según la Organización Meteorológica Mundial (OMM, organismo vinculado a la Organización de las Naciones Unidas). Sus impactos se sentirán en Brasil. El Centro Nacional de Monitoreo y Alertas de Desastres Naturales (Cemaden) publicó una nota técnica con alertas sobre la posible ocurrencia de lluvias intensas y desastres hidrogeológicos en la región centro-sur de Brasil, mientras que en el resto del país la principal preocupación son las sequías.

Archivo natural

Motivados por la necesidad de comprender episodios como las inundaciones que devastaron más de 470 municipios del estado de Rio Grande do Sul en mayo de 2024 (un año marcado por El Niño), los científicos analizaron espeleotemas (estalagmitas) de la Cueva de Malfazido, ubicada en el municipio de Doutor Ulysses (región metropolitana de Curitiba, capital del estado de Paraná). Desde 2019, realizan un monitoreo constante de las inundaciones en el lugar.

Durante las crecidas en la cueva, sedimentos finos se depositan sobre las estalagmitas —formaciones rocosas de origen mineral que crecen desde el suelo— y quedan preservados en capas microscópicas dentro del carbonato, que continúa creciendo en el sitio. Una de las particularidades de Malfazido es el rápido crecimiento de los espeleotemas, lo que favorece este tipo de estudios.

Las estalagmitas fueron datadas mediante métodos isotópicos (que analizan la proporción de determinados elementos químicos que funcionan como un “reloj natural” para calcular la edad de las muestras), lo que permitió identificar 921 de estas capas de inundación. El método fue validado al comparar parte de ellas con los registros de 2023, cuando las inundaciones afectaron al río Turvo, donde desembocan las aguas de la cueva, lo que mostró una correspondencia entre los resultados geológicos y los registros actuales.

De este modo, estas capas funcionaron como una especie de “archivo natural”, permitiendo estimar la frecuencia de eventos extremos a lo largo de milenios. Los hallazgos fueron publicados en abril en la revista Communications Earth & Environment.

“Hasta ahora, todo nuestro conocimiento estaba limitado a las series instrumentales, que por lo general abarcan, como máximo, los últimos cien años en Brasil. Existían, por ejemplo, algunos registros de sedimentos en lagos, que presentan problemas cronológicos, y otros basados en anillos de árboles, que son muy discontinuos. Los espeleotemas pueden crecer de manera continua y rápida, como ocurre en la Cueva de Malfazido, produciendo un registro de alta resolución. Es decir, es posible obtener una frecuencia interanual o incluso anual de la ocurrencia de estos eventos. Gracias a ello, logramos producir el primer registro de eventos extremos para un pasado remoto”, resumió a Agência FAPESP el geólogo Julio Cauhy, autor principal del artículo. Desarrolló parte de la investigación en el Instituto Max Planck de Química y en la Universidad Johannes Gutenberg de Maguncia, ambos en Alemania.

Cuando inició los estudios, hace más de siete años, Cauhy cursaba una maestría en la Universidad de São Paulo (USP). Contó con la colaboración de los profesores del Instituto de Geociencias (IGc-USP) Nicolás Strikis y Francisco William da Cruz Júnior, quien fue el investigador responsable del Proyecto Temático “PIRE: Investigación y educación sobre el clima en las Américas utilizando registros de anillos de árboles y espeleotemas”, financiado por la FAPESP.

La secuencia de diques de piedra caliza en el interior de la cueva se conoce como “represas de travertino” (foto: Julio Cauhy)

Del ‘barro’ a la historia

La investigación solo fue posible porque la cueva presenta condiciones particulares. Caracterizada por un conducto (una especie de “tubería”) principal alimentado por un río subterráneo que forma un cañón, Malfazido está dividida en dos galerías: superior e inferior.

La primera consiste en un pasaje estrecho con zonas de inundación bien definidas y numerosas estalagmitas con forma de vela. La segunda presenta una secuencia de grandes diques de calcita que interrumpen el flujo y crean un sistema de “sifones”, atrapando agua y sedimentos durante las inundaciones. Este represamiento natural en ambas galerías es crucial para la deposición de sedimentos finos sobre los espeleotemas durante períodos prolongados de crecida.

La inundación comienza en la parte más profunda de la cueva y avanza gradualmente hacia la entrada, llenando de forma sucesiva una serie de diques de piedra caliza conocidos como “represas de travertino”.

En la Cueva de Malfazido, este tipo de formación, que puede alcanzar hasta dos metros de altura, transforma el conducto en una sucesión de estanques naturales. Estos se llenan de agua y barro durante los eventos de inundación. Dependiendo del volumen de lluvia, el agua llega hasta la entrada de la cueva. En ese momento, muchas estalagmitas quedan sumergidas, con una fina capa de barro sobre su superficie que registra el evento de inundación.

“Eso la convierte en un lugar ideal. Hemos recorrido cientos de cuevas en Brasil y nunca habíamos visto un conducto con esta configuración, que permite un enfoque único. No es el tipo de estudio que pueda realizarse todos los días. El trabajo de Julio [Cauhy] se ha convertido en una referencia”, afirma Strikis.

Aumento de la frecuencia

Los investigadores detectaron que entre hace 3.000 y 2.000 años hubo un período con pocas lluvias extremas. En cambio, la mayor frecuencia de eventos extremos se observó entre hace 7.500 y 4.000 años, así como durante el último milenio, especialmente en el siglo XX.

“Este trabajo sitúa los eventos extremos en una perspectiva histórica. A partir del momento en que comenzamos a observar que se están volviendo más recurrentes y considerando el aumento de la temperatura de la atmósfera, podemos generar un panorama más claro”, añade Strikis.

En este sentido, el estudio sugiere que el calentamiento global provocado por las actividades humanas puede estar contribuyendo a la intensificación reciente de estos eventos. Por ello, destaca la necesidad de implementar estrategias de mitigación y adaptación al cambio climático, especialmente para las comunidades y regiones más expuestas y vulnerables.

El artículo A Holocene history of extreme rainfall events in Southern Brazil puede leerse en nature.com/articles/s43247-026-03506-y.