La falta de oxígeno en el agua, o anoxia, provocó una extinción masiva de especies marinas
Hace unos 183 millones de años, la actividad volcánica en la actual Sudáfrica liberó unas 20.500 gigatoneladas de dióxido de carbono (CO2) al sistema océano-atmósfera durante un período de 300 a 500 000 años. Conocido como Evento Anóxico Oceánico Toarciano (T-OAE), la falta de oxígeno en el agua, o anoxia, durante este tiempo provocó una extinción masiva de especies marinas.
La actividad humana desde la revolución industrial ya ha provocado emisiones acumuladas de CO2 que representan el 12% del CO2 total liberado durante todo el T-OAE, en menos del 0,1% del tiempo. El T-OAE presagia lo que podría pasar con nuestros océanos si las emisiones de gases de efecto invernadero siguen aumentando.
"Se pueden ver muchos fósiles dentro de los sedimentos oceánicos antes del T-OAE, y luego, de repente, desaparecen", dice Francois Tissot, profesor de Geoquímica e investigador del Instituto de Investigación Médica Heritage de Caltech.
Tissot es coautor de un nuevo estudio que describe el alcance de la anoxia oceánica durante el T-OAE.
Dirigido por investigadores de la Universidad George Mason, el equipo recolectó 30 muestras de piedra caliza estratificada de la región del Mercato San Severino en el sur de Italia para evaluar la gravedad de la desoxigenación del océano durante el T-OAE.
El equipo analizó las muestras para determinar su contenido de uranio y composición isotópica. Los isótopos son versiones gemelas de un elemento con diferente número de neutrones y, por lo tanto, masas ligeramente diferentes.
La abundancia relativa de isótopos de uranio en el océano depende de la cantidad de anoxia. Esto significa que al medir la composición isotópica del uranio en el océano, los científicos pueden inferir la cantidad de anoxia en el océano.
Imagen: Reconstrucción paleogeográfica global de la Tierra durante el Toarciense temprano (aprox. 183 Ma BP) (Blakey, “Global Paleogeography and Techtonics in Deep Time © 2016 Colorado Plateau Geosystems Inc.”).
A falta de muestras reales de agua de mar del pasado, los científicos pueden utilizar un sustituto, como rocas carbonatadas, que registran fielmente la composición del agua de mar.
Cuando hay mucho oxígeno en el océano, al uranio le gusta permanecer en su forma soluble, disuelto en el agua de mar. Pero cuando el oxígeno en el agua se vuelve más escaso, entonces el uranio comienza a precipitarse del agua de mar y se deposita en los sedimentos del fondo del océano.
Así, a través de cuidadosos modelos desarrollados por el ex becario postdoctoral de Caltech Michael Kipp, Tissot y sus colaboradores, la cantidad de uranio en muestras del fondo marino puede indicar el porcentaje de oxígeno en el océano en el momento del T-OAE.
"Utilizando este modelo, descubrimos que la anoxia alcanzaba su punto máximo entre 28 y 38 veces la del océano moderno", dice Tissot. "Hoy en día, sólo alrededor del 0,2% del fondo del océano está cubierto de sedimentos anóxicos, similares a los que se encuentran en el Mar Negro. En la época del T-OAE, hace 183 millones de años, entre el 6% y el 8% del fondo del océano estaba cubierto de sedimentos anóxicos".
Los resultados indican que pasados eventos T-OAE pueden presagiar los efectos de las emisiones antropogénicas de CO2 en los ecosistemas marinos.
"Si no frenamos las emisiones de carbono y continuamos con una trayectoria creciente de CO2, podemos ver claramente que habrá graves impactos negativos en el ecosistema del océano", afirma Tissot.
El estudio se ha publicado el 24 de junio en Proceedings of the National Academy of Sciences: Carbonate uranium isotopes record global expansion of marine anoxia during the Toarcian Oceanic Anoxic Event
