Hubo un mayor almacenamiento de carbono en las aguas del Océano Antártico durante el inicio de las glaciaciones
Qué conduce a un menor nivel de CO2 atmosférico durante las edades de hielo es una pregunta que ha intrigado a los científicos durante décadas, y es una pregunta que la estudiante de doctorado del Departamento de Ciencias Marinas de la Universidad de Connecticut, Monica Garity, y sus coautores están trabajando para comprender. Al observar los patrones de almacenamiento de carbono en las profundidades oceánicas, los investigadores arrojaron nueva luz sobre esta antigua pregunta.
El océano es fundamental para el equilibrio de carbono de la Tierra, actuando como sumidero y fuente de carbono para la atmósfera. Para comprender mejor el papel del océano en los pasados cambios del CO2 atmosférico, los investigadores analizaron 150.000 años atrás y rastrearon las tendencias de almacenamiento de carbono oceánico a medida que las grandes capas de hielo continentales avanzaban y retrocedían durante las dos últimas glaciaciones.
Garity explica que gran parte de la investigación existente sobre las edades de hielo se centra en la parte final, llamada terminación, en lugar de en los procesos que causan la acumulación de hielo al principio, llamado inception (inicio).
"Uno de los principales aspectos que analizamos es si existe un conjunto consistente de mecanismos de retroalimentación durante el inicio y el fin de las glaciaciones", afirma Garity. "Sabemos que probablemente existan varios diferentes mecanismos de retroalimentación que actúan en sintonía para lograr los niveles más bajos de CO2 atmosférico que observamos durante las edades de hielo, pero identificar estos mecanismos es un desafío".
Imagen derecha: Los núcleos de sedimentos extraídos del Atlántico profundo (izquierda) fueron la fuente de las muestras. Los investigadores aislaron conchas de diminutos protistos, que actúan como excelentes registros de la química del océano desde su época. (Foto cortesía)
Los investigadores analizaron núcleos de sedimentos extraídos de las profundidades del océano Atlántico, en una zona denominada Margen de Brasil. Garity explica que estos núcleos se obtuvieron en la década de 1990 y se han datado para que los investigadores puedan extraer muestras de las partes correspondientes al período en cuestión.
Dentro del sedimento se encuentran las conchas de diminutos protistos llamados foraminíferos, que registran la composición química del océano en su época. Analizaron los foraminíferos en busca de isótopos estables y proporciones de metales, incluyendo boro y calcio. La relación entre boro y calcio en los foraminíferos se puede utilizar para reconstruir la concentración pasada de iones de carbonato en el océano, que está inversamente relacionada con el contenido de carbono.
Se necesitó una gran cantidad de diminutas conchas para realizar las mediciones, afirma Garity, especialmente en el caso de las muestras de los núcleos más profundos, donde hay menos microfósiles. Para ello, los investigadores primero liofilizaron las muestras y luego lavaron el sedimento con tamices muy finos.
Imagen derecha: Observadas aquí al microscopio, estas diminutas conchas ayudaron a los investigadores a comprender las condiciones que dieron lugar a las glaciaciones del pasado. Crédito: Universidad de Connecticut
"Requiere mucho tiempo de pie junto al fregadero lavando el lodo, y luego nos quedan todos estos diminutos foraminíferos en el tamiz. Observamos al microscopio y seleccionamos una especie muy específica entre las muchas especies diferentes presentes en cada muestra de lodo. La especie que usamos es un registro muy fiable de la química oceánica pasada y es la mejor para el tipo de análisis que realizamos", dice Garity.
"Este método es una forma fascinante de observar el pasado y observar la acidificación de los océanos en acción. Cuando aumenta el almacenamiento de carbono en el océano, el agua se vuelve más ácida y los foraminíferos pueden disolverse", afirma Garity.
"Es muy interesante cuando lavas muestras y puedes determinar en qué intervalo estás pasando a medida que los foraminíferos se vuelven cada vez más escasos".
Los investigadores observaron una disminución de los iones de carbonato en las profundidades del Atlántico hace 115.000 años durante el descenso inicial de la pCO2 atmosférica, lo que indica un mayor almacenamiento de carbono durante las primeras etapas del inicio de las glaciaciones. Garity afirma que este fue un hallazgo emocionante.
"En este artículo, demostramos que el Atlántico profundo está vinculado a las tendencias del CO2 atmosférico, donde observamos una disminución del CO2 atmosférico y una acumulación de carbono en el Atlántico durante cada etapa del inicio de las glaciaciones. Luego, durante las terminaciones, cuando el CO2 atmosférico aumenta, observamos una liberación desde el Atlántico", afirma Garity.
"Esta es la primera vez que demostramos que hubo un mayor almacenamiento de carbono en las aguas del Océano Antártico durante el inicio de las glaciaciones".
Imagen: Almacenamiento de carbono biológico progresivamente mayor en las profundidades del Atlántico durante el inicio de las glaciaciones. Crédito: Proceedings of the National Academy of Sciences (2025). DOI: 10.1073/pnas.2510171122
Garity señala que este trabajo tiene implicaciones obvias para el cambio climático actual. Un mayor carbono en la atmósfera implica una mayor entrada de carbono al océano, pero los actuales procesos se producen a una acelerada escala temporal en comparación con los del pasado.
Las futuras direcciones de este proyecto incluyen la creación de más registros en diferentes lugares del océano, afirma Garity.
"Sería fantástico si pudiéramos obtener otro registro de B/Ca en aguas de origen austral para el inicio de las glaciaciones, porque tener uno es fundamental, pero queremos intentar verificar que la misma tendencia se esté dando en otros lugares del Atlántico".
Garity afirma que la ayuda de los coautores y de las estudiantes de Experiencia de Investigación para Pregrado (REU) de la NSF, Hope Jerris y Jacquelyn McBride, contribuyó a que este trabajo se hiciera realidad. Garity pronto terminará su doctorado, y Jerris espera continuar una investigación similar en un doctorado.
"Cuanto más comprendamos el clima del pasado, mejor podremos intentar comprender cómo cambiará en el futuro", afirma Garity. "Esta es solo una pieza más del rompecabezas para descifrar el misterio de las edades de hielo, que se ha prolongado durante décadas".
Los resultados se publicaron en Proceedings of the National Academy of Sciences: Progressively greater biological carbon storage in the deep Atlantic during glacial inception
