La capa de hielo de Groenlandia debe su existencia al crecimiento de un arco de islas en el sudeste asiático, que se extiende desde Sumatra hasta Nueva Guinea, durante los últimos 15 millones de años, afirma un nuevo estudio.
Según un análisis de investigadores de la Universidad de California, Berkeley, UC Santa Bárbara y un instituto de investigación en Toulouse, Francia, cuando el continente australiano empujó estas islas volcánicas fuera del océano, las rocas quedaron expuestas a la lluvia mezclada con carbono.dióxido, que es ácido. Los minerales dentro de las rocas se disolvieron y se lavaron con el carbono en el océano, consumiendo suficiente dióxido de carbono para enfriar el planeta y permitir que se formen grandes capas de hielo en América del Norte y Europa del Norte.
"Tienes la corteza continental de Australia arrasando en estas islas volcánicas, lo que te da montañas realmente altas al sur del ecuador", dijo Nicholas Swanson-Hysell, profesor asociado de ciencia terrestre y planetaria en UC Berkeley y autor principal del estudio.. "Entonces, tienes este gran aumento de área de tierra que es bastante empinada, en una región donde es cálida y húmeda y hay muchos tipos de rocas que tienen la capacidad de secuestrar carbono de forma natural".
A partir de hace unos 15 millones de años, este edificio de montaña tropical extrajo dióxido de carbono en la atmósfera, disminuyendo la fuerza del efecto invernadero y enfriando el planeta. Hace unos 3 millones de años, la temperatura de la Tierra era lo suficientemente fría como para permitir la nieve yel hielo permanecerá durante el verano y crecerá hasta convertirse en enormes capas de hielo sobre el hemisferio norte, como la que cubre Groenlandia hoy.
Una vez que crecieron las capas de hielo del hemisferio norte, otras dinámicas climáticas llevaron a un ciclo de máximos y mínimos glaciares cada 40.000 a 100.000 años. En el máximo glacial más reciente, hace unos 15.000 años, capas de hielo masivas cubrieron la mayor parte de Canadá, las porciones del nortede los EE. UU., así como de Escandinavia y gran parte de las Islas Británicas.
"Si no fuera por el secuestro de carbono que está ocurriendo en las islas del sudeste asiático, no hubiéramos terminado con el clima que incluye una capa de hielo de Groenlandia y estos ciclos glaciales e interglaciares", dijo Swanson-Hysell.No hubiéramos cruzado este CO atmosférico 2 umbral para iniciar las capas de hielo del hemisferio norte ".
El crecimiento y el declive periódicos de las capas de hielo del norte, el ciclo de máximos y mínimos glaciares, probablemente se posponga debido a las emisiones humanas que han aumentado las concentraciones de dióxido de carbono en la atmósfera.
"Un proceso que tomó millones de años, lo hemos revertido en 100 años", dijo Swanson-Hysell. "Durante las próximas decenas a cientos de miles de años, los procesos geológicos en lugares como el sudeste asiático volverán a disminuir el CO2. 2 niveles en la atmósfera, un ritmo que es frustrantemente lento cuando la humanidad se enfrenta al impacto del calentamiento global actual ".
el estudiante de doctorado de UC Berkeley, Yuem Park, Swanson-Hysell y sus colegas, incluidos Francis Macdonald de UC Santa Barbara e Yves Goddéris de Géosciences Environnement Toulouse, publicarán sus hallazgos esta semana en la revista Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
Meteorización de rocas secuestra carbono
Los geólogos han especulado durante mucho tiempo sobre los procesos que periódicamente calientan y enfrían el planeta, cubriendo ocasionalmente todo el globo con hielo y convirtiéndolo en la llamada Tierra bola de nieve.
Una vez que los científicos se dieron cuenta de que, a lo largo de millones de años, los procesos tectónicos mueven masas de tierra alrededor del planeta como enormes piezas de rompecabezas, buscaron una conexión entre los movimientos continentales, y las colisiones, y las edades de hielo. Ciclos de la órbita de la Tierrason responsables de las fluctuaciones de temperatura de 40.000 o 100.000 años que se superponen al calentamiento y enfriamiento a largo plazo.
El ascenso del Himalaya en Asia en las latitudes medias durante los últimos 50 millones de años ha sido un candidato principal para el enfriamiento y el inicio de un clima glacial después de un intervalo geológico prolongado sin capas de hielo. Hace unos años, sin embargo,Swanson-Hysell y Macdonald vieron una correlación entre la formación de montañas en áreas tropicales y el inicio de intervalos de tiempo con edades de hielo durante los últimos 500 millones de años.
En 2017, propusieron que una gran edad de hielo hace 445 millones de años se desencadenó por la formación de montañas en los trópicos, y la siguieron en 2019 con una correlación más completa de los últimos cuatro intervalos de tiempo del clima glacial y las colisiones entre continentes.y arcos de islas tropicales. Argumentan que la combinación de una mayor exposición de la roca con minerales que pueden secuestrar carbono y una gran cantidad de lluvia tropical cálida es particularmente eficaz para extraer dióxido de carbono de la atmósfera.
El proceso implica la disolución química de las rocas que consumen dióxido de carbono, que luego se bloquea en minerales de carbonato que forman la roca caliza en el océano. El calcio de las conchas marinas que encuentras en la playa puede haber salido de una montaña tropical en el océano.otro lado del mundo, dijo Swanson-Hysell.
"Creamos una nueva base de datos de estos tipos de eventos de formación de montañas y luego reconstruimos la latitud en la que ocurrieron", dijo Swanson-Hysell. "Luego vimos, oye, hay mucho enfriamiento cuando hay ungran parte de este tipo de montaña se está construyendo en los trópicos, que es el escenario del sudeste asiático. Las islas del sudeste asiático son el mejor análogo de los procesos que también vemos en el pasado ".
Para el artículo actual, Park, Swanson-Hysell y Macdonald se unieron a Goddéris para modelar con mayor precisión cuáles serían los niveles de dióxido de carbono con los cambios en el tamaño de las islas del sudeste asiático.
Los investigadores recrearon primero el tamaño de las islas a medida que crecían durante los últimos 15 millones de años, centrándose principalmente en las más grandes: Java, Sumatra, Filipinas, Sulawesi y Nueva Guinea. Calcularon que el área de las islas aumentó de 0,3millones de kilómetros cuadrados hace 15 millones de años a 2 millones de kilómetros cuadrados en la actualidad. Eliel Anttila, estudiante de posgrado de UC Santa Bárbara, quien era estudiante de pregrado en ciencias terrestres y planetarias en UC Berkeley y es coautor del artículo, contribuyó a este aspecto dela investigación.
Luego utilizaron el modelo de computadora GEOCLIM de Godderis para estimar cómo el crecimiento de estas islas alteraba los niveles de carbono en la atmósfera. Junto con el becario postdoctoral de UC Berkeley Pierre Maffre, quien recientemente obtuvo su doctorado en el laboratorio de Godderis, actualizaron elmodelo para dar cuenta del efecto variable de diferentes tipos de rocas. El modelo está vinculado con un modelo climático para relacionar el CO 2 niveles a temperaturas globales y precipitación.
Descubrieron que el aumento de la superficie terrestre a lo largo del borde sureste del Pacífico se correspondía con el enfriamiento global, reconstruido a partir de las composiciones de isótopos de oxígeno en los sedimentos oceánicos. Los niveles de dióxido de carbono inferidos del modelo también coinciden con algunas estimaciones basadas en mediciones, aunque Swanson-Hysell admite que la estimación de CO 2 los niveles de hace más de un millón de años son difíciles e inciertos.
Según su modelo, la meteorización química solo en las islas del sudeste asiático disminuyó el CO 2 niveles de más de 500 partes por millón ppm hace 15 millones de años a aproximadamente 400 ppm hace 5 millones de años y, finalmente, a niveles preindustriales de 280 ppm. La quema de combustibles fósiles ahora ha elevado el nivel de dióxido de carbonoen la atmósfera a 411 ppm, niveles que no se han visto en la Tierra durante millones de años.
Si bien se estima que el umbral para la glaciación del Ártico es de aproximadamente 280 ppm de dióxido de carbono, el umbral para la formación de la capa de hielo en el Polo Sur es mucho más alto: alrededor de 750 ppm. Es por eso que las capas de hielo de la Antártida comenzaron a formarse mucho antes, aproximadamente 34hace millones de años, que los del Ártico.
Si bien el modelo de los investigadores no les permite aislar los efectos climáticos del ascenso del Himalaya, su escenario insular del sudeste asiático por sí solo puede explicar la aparición de las capas de hielo del hemisferio norte. Ellos sí exploraron el efecto de los eventos volcánicos que ocurrenmás o menos al mismo tiempo, incluidos los flujos de lava masivos o los basaltos de inundación, como los de Etiopía y América del Norte trampas colombinas. Aunque se ha propuesto la erosión de tales rocas como un desencadenante de la edad de hielo, el modelo muestra que esta actividad jugó unpapel menor, en comparación con el surgimiento de las islas del sudeste asiático.
"Estos resultados destacan que el estado climático de la Tierra es particularmente sensible a los cambios en la geografía tropical", concluyen los autores.
Swanson-Hysell acredita al Fondo France-Berkeley del campus por proporcionar recursos para una colaboración inicial con Goddéris que condujo a una gran subvención colaborativa del programa Frontier Research in Earth Science de la National Science Foundation NSF para continuar con la investigación que dio como resultado estepapel.
El equipo franco-estadounidense planea modelar otras eras glaciales pasadas, incluida la del período Ordovícico de hace 445 millones de años que, en 2017, Swanson-Hysell y Macdonald propusieron fue provocada por una colisión similar a la que ocurre hoy en el suresteIslas asiáticas. Esa colisión tuvo lugar durante la primera fase de la construcción de las montañas Apalaches, cuando el actual este de los Estados Unidos estaba ubicado en los trópicos.
La investigación fue apoyada por el Fondo France-Berkeley y la NSF 1926001, 1925990.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Berkeley . Original escrito por Robert Sanders. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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