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Carbono, cambio climático y anoxia oceánica en un antiguo mundo congelado

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mundo helado

Fue uno de los eventos de calentamiento más rápido en la historia de la Tierra

Un nuevo estudio describe un período de rápido cambio climático global en un mundo cubierto de hielo muy parecido al presente, pero hace 304 millones de años. En unos 300.000 años, se duplicaron los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera, los océanos se volvieron anóxicos y la biodiversidad disminuyó en la tierra y en el mar.

"Fue uno de los eventos de calentamiento más rápido en la historia de la Tierra", dijo Isabel Montañez, profesora distinguida del Departamento de Ciencias Planetarias y de la Tierra de la Universidad de California, Davis.

Aunque en la historia de la Tierra se conocen varios otros eventos 'hipertérmicos' o de calentamiento rápido, este es el primero identificado en una Tierra helada, cuando el planeta tenía casquetes polares y glaciares, comparable a la actualidad. Muestra que el clima de un planeta helado puede ser más sensible a los cambios en el dióxido de carbono atmosférico que las condiciones más cálidas, cuando los niveles de CO2 ya son más altos.

El laboratorio de Montañez ha estudiado el período de hace 300 millones a 260 millones de años, cuando el clima de la Tierra pasó de un glacial mundo congelado a un invernadero caliente y sin hielo. En 2007, demostraron que durante este período el clima osciló varias veces.

Más recientemente, el equipo de Montañez y otros han podido ubicarse en una transición hace 304 millones de años, el límite Kasimovian-Gzhelian o KGB. Utilizaron múltiples proxies, incluidos isótopos de carbono y elementos traza de rocas y fósiles de plantas, y modelos para estimar el CO2 atmosférico en ese momento.

Los investigadores estiman que justo antes del límite K-G fueron liberadas a la atmósfera alrededor de 9.000 Gigatoneladas de carbono.

"No tenemos una tasa, pero fue una de las más rápidas en la historia de la Tierra", dijo Montañez. Eso duplicó el CO2 atmosférico de aproximadamente 350 partes por millón, comparable a los modernos niveles preindustriales, a alrededor de 700 ppm.

Tierra actual

Zonas muertas del océano profundo

Una de las consecuencias del calentamiento global es la anoxia marina, o disminución del oxígeno disuelto en el océano. El derretimiento de los casquetes polares libera agua dulce sobre la superficie del océano, creando una barrera para la circulación de aguas profundas y cortando el suministro de oxígeno. Sin oxígeno, la vida marina muere.

La falta de oxígeno deja su huella en los isótopos de uranio incorporados a las rocas que se forman en el fondo del océano. Al medir los isótopos de uranio en las rocas de carbonato en la China actual, los investigadores pudieron obtener un indicador de la cantidad de oxígeno, o la falta de él, en el océano cuando se depositaron esas rocas.

Estiman que aproximadamente el 23 por ciento del lecho marino en todo el mundo se convirtió en zonas muertas anóxicas. Eso se alinea con otros estudios que muestran grandes pérdidas en la biodiversidad en la tierra y en el mar al mismo tiempo.

El efecto de la liberación de carbono en la anoxia del océano fue significativamente mayor que el observado en otros estudios de calentamiento rápido durante condiciones de "invernadero". Eso puede deberse a que el nivel de referencia de CO2 atmosférico ya era mucho más alto.

"Si aumentas la misma cantidad de CO2 en un mundo de invernadero, no hay mucho efecto, pero las casas de hielo parecen ser mucho más sensibles al cambio y la anoxia marina", dijo Montañez.

La liberación masiva de carbono puede haber sido provocada por erupciones volcánicas que atravesaron lechos de carbón carbonífero, dijo Montañez. Las erupciones también habrían provocado incendios, y el calentamiento podría haber derretido el permafrost, lo que habría provocado la liberación de más carbono orgánico.

Montañez es coautora del artículo con Jitao Chen, ex becario postdoctoral en la UC Davis y ahora en el Instituto de Geología y Paleontología de Nanjing, China y Xiang-dong Wang, Universidad de Nanjing, China.

El trabajo se publica esta semana en Proceedings of the National Academy of Sciences: Marine anoxia linked to abrupt global warming during Earth’s penultimate icehouse

Etiquetas: CarbonoAnoxiaCalentamientoOcéano

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