Una liberación masiva de gases de efecto invernadero, probablemente provocada por la actividad volcánica, provocó un período de calentamiento global extremo conocido como Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno PETM hace unos 56 millones de años. Un nuevo estudio confirma ahora que el PETM fue precedido porun episodio más pequeño de calentamiento y acidificación de los océanos causado por un estallido más corto de emisiones de carbono.
Los nuevos hallazgos, publicado el 16 de marzo en Avances científicos, indican que la cantidad de carbono liberado a la atmósfera durante este evento precursor fue aproximadamente igual a las emisiones de carbono acumuladas actuales de la quema de combustibles fósiles y otras actividades humanas. Como resultado, el evento precursor de corta duración representa lo quepodría suceder si las emisiones actuales pueden cerrarse rápidamente, mientras que el calentamiento global mucho más extremo del PETM muestra las consecuencias de continuar liberando carbono a la atmósfera al ritmo actual.
"Fue un eructo de carbono de corta duración equivalente a lo que ya hemos liberado de las emisiones antropogénicas", dijo el coautor James Zachos, profesor de ciencias planetarias y de la Tierra y presidente Ida Benson Lynn de Ocean Health en UC Santa Cruz. "Si elimináramos las emisiones hoy, ese carbono eventualmente se mezclaría con las profundidades del mar y su señal desaparecería, porque la reserva de aguas profundas es muy grande".
Este proceso tomaría cientos de años, mucho tiempo para los estándares humanos, pero corto en comparación con las decenas de miles de años que le tomó al sistema climático de la Tierra recuperarse del PETM más extremo.
Los nuevos hallazgos se basan en un análisis de sedimentos marinos que se depositaron en aguas poco profundas a lo largo de la costa atlántica de EE. UU. y que ahora forman parte de la llanura costera del Atlántico. En el momento del PETM, los niveles del mar eran más altos y gran, Delaware y Nueva Jersey estaban bajo el agua. El Servicio Geológico de EE. UU. USGS ha perforado núcleos de sedimentos de esta región que los investigadores utilizaron para el estudio.
El PETM está marcado en los sedimentos marinos por un cambio importante en la composición de isótopos de carbono y otra evidencia de cambios dramáticos en la química del océano como resultado de la absorción de grandes cantidades de dióxido de carbono de la atmósfera por parte del océano. Los sedimentos marinos contienen las capas microscópicas dediminutas criaturas marinas llamadas foraminíferos que vivían en las aguas superficiales del océano. La composición química de estas conchas registra las condiciones ambientales en las que se formaron y revela evidencia de temperaturas más cálidas del agua superficial y acidificación del océano.
La primera autora, Tali Babila, comenzó el estudio como becaria postdoctoral trabajando con Zachos en UC Santa Cruz y ahora está en la Universidad de Southampton, Reino Unido. Nuevos métodos analíticos desarrollados en Southampton permitieron a los investigadores analizar la composición de isótopos de boro de foraminíferos individuales para reconstruirun registro detallado de la acidificación del océano. Esto fue parte de un conjunto de análisis geoquímicos que utilizaron para reconstruir los cambios ambientales durante el evento precursor y el PETM principal.
"Anteriormente, se necesitaban miles de caparazones fósiles de foraminíferos para la medición de isótopos de boro. Ahora podemos analizar un solo caparazón que es solo del tamaño de un grano de arena", dijo Babila.
La evidencia de un evento de calentamiento precursor se había identificado previamente en los sedimentos de la sección continental en la cuenca Big Horn en Wyoming y en algunos otros sitios. Sin embargo, no estaba claro si se trataba de una señal global, ya que estaba ausente en los sedimentos de aguas profundasZachos dijo que esto tiene sentido porque las tasas de sedimentación en las profundidades del océano son lentas, y la señal de un evento de corta duración se perdería debido a la mezcla de sedimentos por la vida marina que habita en el fondo.
"La mejor esperanza de ver la señal sería en cuencas marinas poco profundas donde las tasas de sedimentación son más altas", dijo. "El problema allí es que la deposición es episódica y la erosión es más probable. Por lo tanto, no hay una alta probabilidad de capturarla."
El USGS y otros han perforado numerosos núcleos de sedimentos o secciones a lo largo de la llanura costera del Atlántico. Los investigadores encontraron que el PETM está presente en todas esas secciones, y varias también capturan el evento precursor. Dos secciones de Maryland en SouthDover Bridge y Cambridge-Dover Airport son el foco del nuevo estudio.
"Aquí tenemos la señal completa, y un par de otros lugares capturan parte de ella. Creemos que es el mismo evento que encontraron en la cuenca Bighorn", dijo Zachos.
Según sus análisis, el equipo concluyó que la señal precursora en las secciones de Maryland representa un evento global que probablemente duró algunos siglos, o posiblemente varios milenios como máximo.
Los dos pulsos de carbono, el precursor de corta duración y las emisiones de carbono mucho mayores y más prolongadas que impulsaron el PETM, llevaron a mecanismos y escalas de tiempo profundamente diferentes para la recuperación del ciclo del carbono y el sistema climático de la Tierra. El carbonoabsorbido por las aguas superficiales durante el evento precursor se mezcló con las profundidades del océano en aproximadamente mil años. Sin embargo, las emisiones de carbono durante el PETM excedieron la capacidad de amortiguación del océano, y la eliminación del exceso de carbono dependió de procesos mucho más lentos.como la meteorización de las rocas de silicato durante decenas de miles de años.
Zachos señaló que existen diferencias importantes entre el sistema climático de la Tierra actual y durante el Paleoceno, en particular la presencia de capas de hielo polares en la actualidad, que aumentan la sensibilidad del clima al calentamiento del efecto invernadero.
Además de Babila y Zachos, los coautores del artículo incluyen a Gavin Foster y Christopher Standish de la Universidad de Southampton; Donald Penman de la Universidad Estatal de Utah; Monika Doubrawa, Robert Speijer y Peter Stassen de KU Leuven, Bélgica; Timothy Bralower dePennsylvania State University y Marci Robinson y Jean Self-Trail en el USGS. Este trabajo fue financiado en parte por la National Science Foundation.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por Universidad de California - Santa Cruz. Original escrito por Tim Stephens. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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