Las hojas fósiles de África han resuelto un enigma climático prehistórico, y también confirman el vínculo entre el dióxido de carbono en la atmósfera y el calentamiento global.
La investigación hasta ahora ha producido una variedad de resultados y datos contradictorios que han arrojado dudas sobre el vínculo entre los altos niveles de dióxido de carbono y el cambio climático durante un intervalo de tiempo hace unos 22 millones de años.
Pero un nuevo estudio descubrió que el vínculo sí existe para ese período prehistórico, dicen investigadores de la Southern Methodist University, Dallas.
El hallazgo ayudará a los científicos a comprender cómo los aumentos recientes y futuros en la concentración de dióxido de carbono atmosférico pueden afectar el futuro de nuestro planeta, dicen los investigadores de SMU.
El descubrimiento proviene de nuevos análisis bioquímicos de hojas fósiles de plantas que crecieron en la Tierra hace 27 millones de años y hace 22 millones de años.
Los nuevos análisis confirman la investigación sobre el clima moderno, que las temperaturas globales aumentan y disminuyen con los aumentos y disminuciones de dióxido de carbono en nuestra atmósfera, pero en este caso incluso en tiempos prehistóricos, según el equipo de investigación internacional dirigido por SMU.
El dióxido de carbono, llamado dióxido de carbono, es un gas que normalmente está presente en la atmósfera de la Tierra, incluso hace millones de años. Se lo denomina gas de efecto invernadero porque las concentraciones más altas hacen que la temperatura general de la atmósfera de la Tierra aumente, como sucede en un invernaderocon mucha luz solar
Recientemente, los aumentos de los gases de efecto invernadero han causado el calentamiento global, que está derritiendo los glaciares, provocando una variabilidad climática extrema y provocando un aumento del nivel del mar.
El nuevo descubrimiento de SMU de que el dióxido de carbono se comportó de la misma manera hace millones de años que hoy tiene implicaciones significativas para el futuro. El hallazgo sugiere que el emparejamiento de dióxido de carbono y el calentamiento global que se ve hoy también es cierto para el futurosi los niveles de dióxido de carbono continúan aumentando como lo han estado, dijo el geólogo Tekie Tesfamichael, científico principal de la investigación.
"Mientras más comprendamos acerca de la relación entre las concentraciones de dióxido de carbono atmosférico y la temperatura global en el pasado, más podemos planear los cambios en el futuro", dijo Tesfamichael, un becario postdoctoral de SMU en Ciencias de la Tierra.
"El trabajo anterior reportó una variedad de resultados y datos contradictorios sobre las concentraciones de dióxido de carbono en los dos intervalos de tiempo que estudiamos", dijo. "Pero un control más estricto sobre la edad de nuestros fósiles nos ayudó a abordar si el carbono atmosférico es o nola concentración de dióxido correspondió al calentamiento, que en sí mismo está bien documentado de forma independiente en estudios geoquímicos de fósiles marinos en sedimentos oceánicos ".
Los investigadores informaron sus hallazgos en Geología , la revista científica de la Sociedad Geológica de América, en el artículo "Resolviendo el problema del" desacoplamiento "entre el dióxido de carbono atmosférico y la temperatura global: [CO] 2 ] reconstrucciones de cajeros automáticos a través de la división de Paleogene-Neogene que se calienta. "
Los coautores del Departamento de Ciencias de la Tierra Roy M. Huffington de SMU son los profesores Bonnie Jacobs, experto en paleobotánica y paleoclima, y Neil Tabor, experto en sedimentología y geoquímica sedimentaria.
Otros coautores son Lauren Michel, Tennessee Technological University; Ellen Currano, University of Wyoming; Mulugeta Feseha, Addis Ababa University; Richard Barclay, Smithsonian Institution; John Kappelman, University of Texas; y Mark Schmitz, Boise State University.
El descubrimiento de hojas fósiles raras y bien conservadas permite encontrar
Los hallazgos fueron posibles gracias al raro descubrimiento de dos sitios con hojas fósiles extraordinariamente bien conservadas de plantas con flores de las tierras altas de Etiopía en el este de África.
Tales hojas fósiles bien conservadas son una rareza, dijo Tesfamichael.
"Fue muy afortunado encontrar dos sitios con gran preservación en la misma región geográfica a partir de dos intervalos de tiempo importantes, ya que esto nos permitió abordar la pregunta que teníamos sobre la relación entre la concentración de dióxido de carbono atmosférico y las temperaturas globales", dijo.
Los científicos saben que las variaciones en la concentración de dióxido de carbono atmosférico afectan la fijación de carbono en las hojas durante la fotosíntesis. Esto hace que las hojas desarrollen cambios anatómicos y fisiológicos, como la frecuencia y el tamaño de los estomas, los poros en la superficie de una hoja a través de la cualpases de carbono
Los científicos pueden medir esos atributos, entre otros, en las hojas fósiles, de modo que los fósiles de las hojas se puedan usar como representantes de la historia de dióxido de carbono atmosférico de la Tierra.
Los sitios que producen las hojas para el estudio de SMU se descubrieron por separado en años anteriores, pero las principales colecciones de fósiles se produjeron a través del trabajo de campo coordinado por el equipo de investigación de SMU y sus coautores, que han estado colaborando en este proyecto durante varios años.
El trabajo ha recibido fondos de la Fundación Nacional de Ciencias, el Comité Geográfico Nacional de Investigación y Exploración, el Programa de Becas Ford SMU, el Consejo de Investigación SMU, el Instituto para el Estudio de la Tierra y el Hombre y la Beca Frank Crane de la Sociedad Paleontológica de Dallas.
Los fósiles se encuentran permanentemente en las colecciones del Museo Nacional de Etiopía en Addis Abeba. El apoyo institucional y gubernamental provino del Museo Nacional de Etiopía, la Autoridad para la Investigación y Conservación del Patrimonio Cultural y la Universidad de Addis Abeba.
Estudios previos establecieron firmemente una diferencia de temperatura
Uno de los sitios data de la época del Oligoceno tardío, y el otro del Mioceno temprano.
Los estudios previos que midieron la temperatura de los océanos de todo el mundo para los dos intervalos han establecido firmemente una diferencia de temperatura en la Tierra entre las dos veces, con una mucho más cálida que la otra. Por lo tanto, el estudio SMU buscó medir los niveles de dióxido de carbono paralos dos períodos de tiempo
Para los análisis de SMU, se recolectaron hojas fósiles de una sola especie del sitio Oligoceno tardío de 27 millones de años. Las hojas habían sido depositadas durante tiempos prehistóricos en el área de Chilga en el noroeste de Etiopía, muy probablemente en la orilla de un río.El clima de la Tierra durante el Oligoceno tardío puede haber sido algo más cálido que el actual, aunque se estaban formando glaciares en la Antártida. El estudio de SMU encontró niveles de dióxido de carbono, en promedio, alrededor de 390 partes por millón, sobre lo que es hoy en la Tierra.
Las hojas fósiles de las especies de 22 millones de años del Mioceno temprano se recolectaron de depósitos de lagos antiguos, ahora una roca llamada lutita, del actual Valle de Mush en el centro de Etiopía. El clima del Mioceno temprano en ese momento era más cálidoque el Oligoceno tardío y del mismo modo, el estudio SMU encontró niveles más altos de dióxido de carbono. El dióxido de carbono atmosférico era de aproximadamente 870 partes por millón, el doble de lo que es hoy en la Tierra.
El estudio SMU confirmó una relación entre el dióxido de carbono y la temperatura durante el Oligoceno tardío y el Mioceno temprano.
Los datos paleoclimáticos pueden ayudar a predecir el clima futuro de nuestro planeta
Si bien el dióxido de carbono no es el único factor que afecta el clima de la Tierra o la temperatura media global, los científicos lo consideran uno de los más importantes. Se sabe mucho sobre el cambio climático y el calentamiento global, pero aún quedan preguntas.
"Uno de esos es '¿Cuál es la sensibilidad de la temperatura de la Tierra a la concentración de dióxido de carbono? ¿Es muy sensible? ¿No es tan sensible?' La estimación de la temperatura y las concentraciones de dióxido de carbono en el pasado pueden ayudar a encontrar la respuesta a esopregunta ", dijo Jacobs." Hay mucho trabajo sobre el paleoclima en general, pero no tanto sobre la relación entre el dióxido de carbono y la temperatura ".
El hallazgo es importante.
"La cantidad de cambio de temperatura durante este intervalo está aproximadamente dentro del rango del cambio de temperatura que se estima a partir de los modelos climáticos para nuestro próximo siglo dado que se duplica la concentración de dióxido de carbono desde la revolución industrial", dijo Jacobs.
Con el nuevo modelo reafirmando la relación prehistórica, los científicos pueden analizar ahora cuestiones relacionadas, dijo la científica de cambio climático Lauren Michel, que trabajó en el estudio como investigadora postdoctoral en SMU.
"Responder preguntas sobre la tasa de cambio y qué factores cambiaron primero, por ejemplo, finalmente dará una imagen más clara de los patrones de cambio climático de la Tierra", dijo Michel. "Creo que es valioso comprender la relación de los gases de efecto invernadero yfactores climáticos representados en el registro de rocas para que podamos tener una mejor idea de lo que podemos esperar en el futuro y cómo podemos prepararnos para eso ".
el estudio SMU confirma la relación que los métodos anteriores pasaron por alto
Estudios anteriores encontraron poca o ninguna correlación entre la temperatura y el dióxido de carbono para el Oligoceno tardío y el Mioceno temprano. Eso ha desconcertado a los investigadores paleoclimáticos durante al menos una década.
"Tenemos un buen escenario de prueba con estas plantas bien conservadas de ambos segmentos de tiempo, donde sabemos que un segmento de tiempo, con niveles más altos de dióxido de carbono, fue un clima más cálido en todo el mundo que el otro", dijo Tesfamichael.
"Ha sido un enigma de por qué los métodos anteriores no encontraron relación, o una correlación inversa", dijo. "Creemos que es por falta del proxy bien fechado, como nuestras hojas fósiles de dos tiempos precisos enla misma región, que ofrece una respuesta confiable. O, tal vez, los modelos en sí mismos necesitan mejoras "
Los estudios anteriores utilizaron metodologías que diferían del estudio SMU, aunque todos los métodos proxies incorporan algunos aspectos de lo que se sabe sobre los organismos vivos y cómo interactúan con el dióxido de carbono atmosférico.
Algunos estudios se basan en modelos bioquímicos de la relación entre los fósiles marinos unicelulares y el dióxido de carbono atmosférico, y otros se basan en la relación entre los estomas y la concentración de dióxido de carbono atmosférico observada en los parientes vivos de determinadas especies de plantas fósiles.
"Cada método tiene sus supuestos", dijo Tesfamichael. "Veremos si nuestros resultados se mantienen con más estudios de este intervalo de tiempo utilizando la misma metodología que utilizamos".
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Materiales proporcionado por Universidad Metodista del Sur . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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