Ilustra los profundos cambios causados por la alteración del clima
Según modelos convencionales ampliamente citados, el enfriamiento y una importante caída del nivel del mar hace unos 34 millones de años deberían haber provocado una erosión continental generalizada y depositado enormes cantidades de material arenoso en el fondo del océano. Esta fue, después de todo, una de las transiciones climáticas más drásticas en la Tierra desde la desaparición de los dinosaurios.
Sin embargo, una nueva revisión de la Universidad de Stanford de cientos de estudios que se remontan a décadas atrás informa, en contraste, que en los márgenes de los siete continentes, nunca se ha encontrado poco o ningún sedimento que se remonte a esta transición.
"Los resultados nos han dejado preguntándonos: '¿A dónde fue todo el sedimento?'", dijo el autor principal del estudio, Stephan Graham, profesor Welton Joseph y Maud L'Anphere Crook en la Escuela de Sostenibilidad Doerr de Stanford. "Responder a esa pregunta nos ayudará a obtener una mejor comprensión fundamental sobre el funcionamiento de los sistemas sedimentarios y cómo los cambios climáticos inciden en el registro sedimentario marino profundo".
La brecha geológica ofrece nuevos conocimientos sobre los procesos de deposición de sedimentos y erosión, así como sobre las señales ambientales más amplias del dramático cambio climático, que podrían ayudar a los investigadores a comprender mejor la escala del actual cambio climático.
"Por primera vez, hemos analizado a nivel global una respuesta poco estudiada de los sistemas de movimiento de masas de sedimentos más grandes del planeta durante la transición extrema del Eoceno al Oligoceno", afirmó el autor principal del estudio, Zack Burton, quien ahora es profesor adjunto de Ciencias de la Tierra en la Universidad Estatal de Montana.
Tim McHargue, profesor adjunto de ciencias terrestres y planetarias en Stanford, también es coautor del estudio.
Imagen: Zachary Burton, profesor adjunto de ciencias de la Tierra de la Universidad Estatal de Montana, aparece en la fotografía el 4 de enero de 2024 mientras realiza trabajo de campo en la isla de Gran Canaria, en las Islas Canarias, España. Foto de Delanie J. Linden
De invernadero a congelador
Durante el período Eoceno-Oligoceno, la Tierra sufrió un profundo enfriamiento planetario. Aparecieron gigantescas capas de hielo en la Antártida, que anteriormente no tenía hielo, el nivel global del mar se desplomó y la vida terrestre y marina sufrió graves mortandades.
Antes de eso, a principios del Eoceno, que duró desde hace unos 56 millones a 34 millones de años, la Tierra tuvo las temperaturas más cálidas y los niveles del mar más altos desde que los dinosaurios caminaron sobre la Tierra hace más de 66 millones de años, según registros indicadores del clima.
Burton y sus colegas se centraron inicialmente en explorar los efectos de las condiciones del Eoceno temprano en los sistemas deposicionales de aguas profundas. El estudio resultante, publicado en 2023 en Nature Scientific Reports, encontró abundantes depósitos ricos en arena en las cuencas oceánicas a lo largo de los márgenes continentales de la Tierra. El equipo de investigación atribuyó este aumento de la deposición principalmente a la intensificación de las condiciones climáticas y meteorológicas que potencian la erosión de la tierra.
Despertada su curiosidad, Burton y sus colegas ampliaron la investigación al final del Eoceno y al principio del Oligoceno, cuando la Tierra pasó repentinamente de un clima de "invernadero" a lo opuesto, un clima de "congelación".
Para el nuevo estudio, los investigadores analizaron minuciosamente literatura científica y técnica que documenta antiguos sedimentos ubicados hasta varios kilómetros debajo del fondo del mar y que se remontan a más de un siglo. La literatura incluyó estudios de perforación de petróleo y gas en alta mar, estudios de afloramientos rocosos en tierra e incluso interpretaciones de datos sísmicos para inferir las características de los sedimentos del Eoceno-Oligoceno. En total, se incluyeron poco más de cien sitios geográficos de todo el mundo, describiendo cada masa continental.
Si bien el método de análisis de la literatura del estudio no es nuevo en sí mismo, la escala de dicho enfoque, posibilitado por las vastas bases de datos en línea, podría resultar muy esclarecedora, afirmó Graham. "Podría haber otros eventos similares en el pasado geológico que ameritarían una investigación más detallada", dijo Graham, "y la manera de empezar es haciendo exactamente lo que hicimos: un estudio exhaustivo de la literatura geológica mundial durante ciertos períodos sospechosos".
"Es un desafío el proceso real de reevaluar, reinvestigar y reanalizar literatura que en algunos casos ha estado publicada durante décadas, pero puede ser muy fructífero", dijo Burton. "El método puede conducir a apasionantes e inesperados hallazgos, como los que pudimos hacer aquí".
Imagen derecha: Ilustración esquemática de la deposición de márgenes pasivos ricos en arena en aguas profundas bajo (A) la caída del nivel del mar, donde una caída en la acomodación de la plataforma impulsa la deposición de turbidita en aguas profundas, y (B) nivel alto del mar, donde el aumento climático del suministro de sedimentos supera la capacidad de acomodación en altura. Crédito: Scientific Reports (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-022-27138-2
Totalmente inesperado
Mientras Burton y sus colegas revisaban el inventario de datos compilado, la aparente ausencia de sedimentos los dejaba cada vez más perplejos.
"No vimos una abundante deposición rica en arena, como en nuestro estudio de climas cálidos del Eoceno temprano", dijo Burton. "En cambio, vimos que se habían desarrollado discordancias erosivas prominentes y generalizadas –en otras palabras, brechas en el registro de rocas– durante el enfriamiento climático extremo y el cambio oceanográfico del Eoceno-Oligoceno".
Los investigadores ofrecen algunas teorías sobre por qué se produjo esta falta de deposición. Las vigorosas corrientes del fondo oceánico, impulsadas por la temperatura y la salinidad de las aguas, pueden haber sido desencadenadas o magnificadas por el importante cambio climático, erosionando potencialmente el fondo del océano y arrastrando sedimentos que fluyeron desde los continentes.
Mientras tanto, los mecanismos de las plataformas continentales expuestas por la caída del nivel del mar podrían haber permitido que los sedimentos pasaran por alto por completo las cuencas sedimentarias más cercanas, enviando los depósitos mucho más lejos, hacia la llanura abisal del fondo del océano. Es probable que también hayan influido procesos más restringidos a nivel regional, como la erosión glacial alrededor de la Antártida.
Cualquiera que hayan sido los mecanismos en juego, colectivamente crearon escenas similares de erosión en las cuencas oceánicas de todos los continentes. Cualquiera que hayan sido los mecanismos en juego, colectivamente crearon escenas similares de erosión en las cuencas oceánicas de todos los continentes.
De esta manera, el abrupto evento climático en el límite Eoceno-Oligoceno y sus efectos sustanciales recientemente observados a lo largo de los márgenes continentales podrían ayudar a los investigadores a comprender mejor la enormidad global del cambio climático que se está desarrollando actualmente.
Aunque el cambio climático provocado por el hombre de los últimos siglos es actualmente mucho menor en magnitud general en comparación con la transición del Eoceno al Oligoceno, está ocurriendo a un ritmo alarmantemente más rápido, dijeron los investigadores de Stanford.
"Nuestros hallazgos pueden ayudarnos a informarnos sobre los tipos de cambios radicales que pueden ocurrir en la superficie de la Tierra ante el rápido cambio climático", dijo Graham. "El pasado geológico informa el presente y, particularmente, el futuro".
El descubrimiento de esta extensa brecha en el registro geológico fue publicado esta semana en Earth-Science Reviews: Global Eocene-Oligocene unconformity in clastic sedimentary basins