Hace unos 120 millones de años, la tierra experimentó una alteración ambiental extrema que ahogó el oxígeno de sus océanos.
Conocido como evento anóxico oceánico OAE 1a, el agua privada de oxígeno provocó una extinción masiva menor, pero significativa, que afectó a todo el mundo. Durante esta era en el Período Cretácico Inferior, una familia entera de marinosel nannoplancton habitante prácticamente desapareció.
Al medir la abundancia de isótopos de calcio y estroncio en fósiles de nannoplancton, los científicos de la tierra del noroeste han concluido que la erupción de la gran provincia ígnea LIP de la meseta de Ontong Java desencadenó directamente OAE1a. Aproximadamente del tamaño de Alaska, el LIP de Ontong Java entró en erupción durante siete millones de años, lo que lo convierte en uno de los eventos de LIP más grandes de la historia. Durante este tiempo, arrojó toneladas de dióxido de carbono CO 2 hacia la atmósfera, empujando a la Tierra a un período de invernadero que acidificó el agua de mar y asfixió los océanos.
"Retrocedemos en el tiempo para estudiar los períodos de efecto invernadero porque la Tierra se encamina ahora hacia otro período de efecto invernadero", dijo Jiuyuan Wang, estudiante de doctorado del noroeste y primer autor del estudio. "La única forma de mirar hacia el futuroes comprender el pasado ".
El estudio se publicó en línea la semana pasada 16 de diciembre en la revista Geología . Es el primer estudio en aplicar mediciones de isótopos de estroncio estables al estudio de eventos anóxicos oceánicos antiguos.
Andrew Jacobson, Bradley Sageman y Matthew Hurtgen, todos profesores de ciencias terrestres y planetarias en la Facultad de Artes y Ciencias Weinberg de Northwestern, fueron coautores del artículo. Wang es co-asesorado por los tres profesores.
pistas dentro de los núcleos
Las conchas de nannoplancton y muchos otros organismos marinos construyen sus conchas a partir de carbonato de calcio, que es el mismo mineral que se encuentra en la tiza, la piedra caliza y algunas tabletas antiácidas. Cuando el CO atmosférico 2 se disuelve en agua de mar, forma un ácido débil que puede inhibir la formación de carbonato de calcio e incluso puede disolver el carbonato preexistente.
Para estudiar el clima de la tierra durante el Cretácico Inferior, los investigadores del Noroeste examinaron un núcleo de sedimento de 1.600 metros de largo tomado de las montañas del Pacífico central. Los carbonatos en el núcleo se formaron en un ambiente tropical de aguas poco profundas aproximadamente 127 a 100hace millones de años y actualmente se encuentran en las profundidades del océano.
"Cuando se considera el ciclo del carbono de la Tierra, el carbonato es uno de los mayores reservorios de carbono", dijo Sageman. "Cuando el océano se acidifica, básicamente derrite el carbonato. Podemos ver que este proceso afecta el proceso de biomineralización de los organismos que utilizancarbonato para construir sus conchas y esqueletos en este momento, y es una consecuencia del aumento observado en el CO atmosférico 2 debido a actividades humanas "
Estroncio como evidencia corroborativa
Varios estudios previos han analizado la composición de isótopos de calcio del carbonato marino del pasado geológico. Sin embargo, los datos pueden interpretarse de diversas formas y el carbonato de calcio puede cambiar a lo largo del tiempo, oscureciendo las señales adquiridas durante su formación. En este estudio, los investigadores de Northwestern también analizaron isótopos estables de estroncio, un oligoelemento que se encuentra en los fósiles de carbonato, para obtener una imagen más completa.
"Los datos de isótopos de calcio se pueden interpretar de diversas formas", dijo Jacobson. "Nuestro estudio aprovecha las observaciones de que los isótopos de calcio y estroncio se comportan de manera similar durante la formación de carbonato de calcio, pero no durante la alteración que se produce tras el entierro. En este estudio, elEl isótopo calcio-estroncio 'multi-proxy' proporciona una fuerte evidencia de que las señales son 'primarias' y se relacionan con la química del agua de mar durante OAE1a. "
"Es menos probable que los isótopos de estroncio estables sufran alteraciones físicas o químicas con el tiempo", agregó Wang. "Los isótopos de calcio, por otro lado, se pueden alterar fácilmente en determinadas condiciones".
El equipo analizó isótopos de calcio y estroncio utilizando técnicas de alta precisión en el laboratorio limpio de Jacobson en Northwestern. Los métodos implican disolver muestras de carbonato y separar los elementos, seguidos de análisis con un espectrómetro de masas de ionización térmica. Los investigadores han sospechado durante mucho tiempo que las erupciones de LIP causanacidificación del océano ". Existe un vínculo directo entre la acidificación del océano y el CO atmosférico 2 niveles ", dijo Jacobson. Nuestro estudio proporciona evidencia clave que vincula la erupción del LIP de la meseta de Ontong Java con la acidificación del océano. Esto es algo que la gente esperaba que fuera el caso basado en pistas del registro fósil, pero faltaban datos geoquímicos".
Modelado del calentamiento futuro
Al comprender cómo los océanos respondieron al calentamiento extremo y al aumento de CO atmosférico 2 , los investigadores pueden comprender mejor cómo la tierra está respondiendo al cambio climático actual causado por los humanos. Los humanos están empujando a la tierra hacia un nuevo clima, que está acidificando los océanos y probablemente causando otra extinción masiva.
"La diferencia entre los períodos de efecto invernadero pasados y el calentamiento causado por el hombre actual está en la escala de tiempo", dijo Sageman. "Los eventos pasados se han desarrollado durante decenas de miles a millones de años. Estamos logrando el mismo nivel de calentamiento o más suceden en menos de 200 años. "
"La mejor manera en que podemos entender el futuro es a través de modelos computarizados", agregó Jacobson. "Necesitamos datos climáticos del pasado para ayudar a dar forma a modelos más precisos del futuro".
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