Los otolitos crecen igual que los anillos de los árboles
Investigadores del Instituto Indio de Ciencias (IISc) han identificado una forma de estimar la temperatura del agua de mar en la antigüedad mediante el sondeo de pequeños huesos en los oídos de los peces.
Los océanos cubren las tres cuartas partes de la superficie de la Tierra y albergan muchas formas de notables vida. Los científicos de la Tierra han estado intentando reconstruir la temperatura del agua de mar a lo largo del tiempo, pero no es fácil hacerlo.
"Cuando retrocedes en el tiempo, no tienes agua de mar fosilizada", explica Ramananda Chakrabarti, profesor asociado del Centro de Ciencias de la Tierra (CEaS), IISc, y autor correspondiente del estudio. Por lo tanto, él y su estudiante de doctorado, Surajit Mondal, en colaboración con Prosenjit Ghosh, profesor de CEaS, recurrió a los otolitos, pequeños huesos que se encuentran en el oído interno de los peces.
Al igual que los corales, los otolitos están hechos de carbonato de calcio y crecen a lo largo de la vida de un pez mediante la acumulación de minerales del agua de mar. Al igual que los anillos de los árboles, estos otolitos también contienen pistas sobre la edad de los peces, los patrones de migración y el tipo de agua en la que vivían.
Durante varios años, Chakrabarti y su equipo han estado rastreando depósitos de carbonato de calcio que se encuentran en pequeños animales como corales o foraminíferos. En el estudio actual, eligieron otolitos, ya que los científicos han descubierto muestras de otolitos fosilizados que datan del período Jurásico (hace 172 millones de años).
Imagen derecha: Imágenes de sales de elementos que se ionizan para mediciones isotópicas en un espectrómetro de masas de ionización térmica alojado en el laboratorio de Ramananda Chakrabarti en el Centro de Ciencias de la Tierra, IISc. Crédito: Ramananda Chakrabarti
Los investigadores utilizaron seis muestras de otolitos actuales recolectadas en diferentes ubicaciones geográficas a lo largo de la costa este de América del Norte. Analizaron la proporción de diferentes isótopos de calcio en estos otolitos con un espectrómetro de masas de ionización térmica (TIMS). Al medir las proporciones de isótopos de calcio en la muestra, pudieron correlacionarla con las temperaturas del agua de mar de donde se recolectaron los peces.
"Demostramos que los isótopos de calcio son un poderoso indicador de la temperatura del agua, y los esfuerzos de Surajit hacen de nuestro laboratorio el único laboratorio en el país que realmente puede medir estas variaciones isotópicas", dice Chakrabarti.
Además de los isótopos de calcio, el equipo también analizó la concentración de otros elementos como el estroncio, el magnesio y el bario, y sus proporciones en la misma muestra, y recopilaron los datos para obtener un valor más preciso de la temperatura del agua de mar dentro de un rango de más o menos un grado Celsius en comparación con el valor real.
Los organismos que viven en el océano son extremadamente sensibles a las temperaturas. Un aumento de temperatura de dos grados podría llevar a la extinción de varias especies.
Además, debido a que la atmósfera y el océano "se hablan", dice Chakrabarti, gran parte del dióxido de carbono en la atmósfera finalmente se disuelve en el océano, y esta capacidad de disolver el dióxido de carbono también está relacionada con la temperatura del agua de mar: cuanto más baja es la temperatura, más dióxido de carbono queda atrapado. Al igual que una bebida carbonatada que pierde su efervescencia a medida que se calienta, el océano pierde su capacidad de retener dióxido de carbono a medida que se calienta.
Debido a la estrecha correlación que encontraron entre las proporciones de isótopos de calcio y las temperaturas, los autores confían en que su enfoque se pueda utilizar ahora en muestras fosilizadas. Es importante mapear las primeras temperaturas del agua de mar para comprender mejor la historia de la Tierra, dicen. "Lo que sucedió en el tiempo", dice Chakrabarti, "es clave para nuestra comprensión de lo que sucederá en el futuro".
El estudio ha sido publicado en Chemical Geology: A multi-proxy (δ44/40Ca, Sr/Ca, and Δ47) study of fish otoliths for determination of seawater temperature
