Los sedimentos de aguas profundas son valiosos archivos de la circulación oceánica y climas pasados
Un equipo de científicos, liderado por la Dra. Sietske Batenburg en el Departamento de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Oxford, en estrecha colaboración con instituciones alemanas y británicas, descubrió que el intercambio de agua entre el Atlántico Norte y el Atlántico Sur fue significativamente mayor hace cincuenta y nueve millones de años.
Los científicos hicieron este descubrimiento cuando compararon las firmas de isótopos de neodimio de muestras de sedimentos de aguas profundas de ambas regiones del Atlántico. Su artículo, publicado hoy en Nature Communications, revela que una circulación más vigorosa junto con un aumento del CO2 atmosférico llevó a un punto de inflexión climático. Con una distribución más uniforme del calor en la tierra, se terminó una fase de enfriamiento a largo plazo y el mundo se dirigió hacia un nuevo período de invernadero.
Los isótopos de neodimio (Nd) se utilizan como trazadores de las masas de agua y su mezcla. Las aguas superficiales adquieren una firma del isótopo Nd de las masas de tierra circundantes a través de los ríos y el polvo arrastrado por el viento. Cuando las aguas superficiales se hunden para formar una masa de aguas profundas, llevan consigo su firma específica de isótopos Nd. A medida que una masa de agua profunda fluye a través del océano y se mezcla con otras masas de agua, su firma de isótopos Nd se incorpora a los sedimentos. Los sedimentos de aguas profundas son valiosos archivos de la circulación oceánica y climas pasados.
La historia revelada en este documento comienza a fines del período Cretácico (que terminó hace 66 millones de años), cuando el mundo estaba entre dos estados de efecto invernadero. El clima se había enfriado durante decenas de millones de años desde las condiciones de invernadero pico en el Cretácico medio, hace unos 90 millones de años. A pesar del enfriamiento a largo plazo, las temperaturas y el nivel del mar al final del período Cretácico fueron más altos que en la actualidad.
La Dra. Sietske Batenburg dice: "Nuestro estudio es el primero en establecer cómo y cuándo se formó una conexión de aguas profundas. Hace 59 millones de años, el Océano Atlántico se convirtió realmente en parte de la circulación termohalina global, el flujo que conecta cuatro de los cinco principales océanos".
El océano Atlántico aún era joven, y las cuencas del Atlántico Norte y Sur eran menos profundas y más estrechas que en la actualidad. La puerta de entrada ecuatorial entre América del Sur y África solo permitió una conexión de aguas superficiales poco profundas durante gran parte del Cretácico tardío. El volcanismo activo formó montañas y mesetas submarinas que bloqueaban la circulación en aguas profundas. En el Atlántico sur, la barrera de Walvis Ridge se formó sobre un punto volcánico activo. Esta cresta estaba parcialmente por encima del nivel del mar y formaba una barrera para el flujo de masas de aguas profundas.
A medida que el océano Atlántico continuaba abriéndose, la corteza oceánica se enfriaba y disminuía. Las cuencas se hicieron más profundas y anchas, y las mesetas y crestas submarinas se hundieron, junto con la corteza. En algún momento, las aguas profundas del Océano Austral pudieron fluir hacia el norte a través de Walvis Ridge y llenar las partes más profundas de las cuencas del Atlántico.
Desde hace 59 millones de años en adelante, las firmas de isótopos Nd en el Atlántico Norte y Sur fueron notablemente similares. Esto puede indicar que una masa de aguas profundas, que probablemente se originó en el sur, atravesó el Océano Atlántico y llenó la cuenca desde altas profundidades hasta profundidades intermedias. El intercambio mejorado de aguas profundas, junto con el aumento del CO2 atmosférico, puede haber permitido una distribución más eficiente del calor sobre el planeta.
Este estudio muestra que, para comprender el papel de la circulación oceánica en los climas de invernadero anteriores, es importante comprender los diferentes roles de la geografía y el clima.
La tasa actual de cambio climático por las emisiones de CO2 de la actividad humana supera con creces la tasa de calentamiento en los climas de invernadero del pasado. El estudio de la circulación oceánica durante el intervalo de invernadero más reciente en el pasado geológico puede proporcionar pistas sobre cómo podría desarrollarse la circulación oceánica en el futuro, y cómo se distribuirá el calor en el planeta a través de las corrientes oceánicas.
Los sedimentos para este estudio fueron tomados de largos núcleos de perforación oceánica. El Programa Internacional de Descubrimiento Oceánico (IODP) coordina expediciones científicas para perforar el fondo del océano para recuperar estos sedimentos, y almacena los núcleos de sedimentos para que estén disponibles para toda la comunidad científica.
Artículo de referencia: Major intensification of Atlantic overturning circulation at the onset of Paleogene greenhouse warmth
