Sedimentos oceánicos antiguos revelan un calentamiento influido por el hombre – Estado del Planeta

Hace entre 59 y 51 millones de años, la Tierra experimentó períodos de calentamiento dramático, tanto graduales que abarcaron millones de años como picos más repentinos conocidos como hipertermales, medidos en miles a decenas de miles de años. Los científicos coinciden en que las temperaturas más altas se debieron en gran medida al aumento de la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera. Pero hasta ahora, ha sido difícil identificar la correspondencia cuantitativa exacta entre los dos factores.

Un nuevo estudio vincula las temperaturas de la superficie del mar con los niveles de CO atmosférico₂ durante estos tiempos, lo que demuestra que ambos estaban estrechamente vinculados. El estudio, que acaba de publicarse en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences, sugiere CO₂ Las emisiones durante dos antiguas hipertermales fueron lo suficientemente similares a las emisiones actuales provocadas por el hombre como para ayudar a los científicos a refinar los modelos de cuánto se calentará el clima en el futuro. Estos modelos predicen actualmente un eventual aumento de las temperaturas globales de 5,1 a 5,3 grados C (9,1 a 9,5 F) si las emisiones humanas duplican la cantidad de CO₂ en la atmósfera.

«La razón principal por la que estamos interesados ​​en estos eventos globales de liberación de carbono es porque pueden proporcionar análogos para cambios futuros», dijo el autor principal Dustin Harper, investigador postdoctoral de la Universidad de Utah.

Los investigadores utilizaron núcleos de sedimentos extraídos del fondo del Océano Pacífico que contenían conchas formadas por antiguas criaturas microscópicas que alguna vez vivieron cerca de la superficie. Al analizar las conchas, pudieron caracterizar la química de la superficie del océano en el momento en que las criaturas estaban vivas. Combinado con un sofisticado modelo estadístico, reconstruyeron la relación entre las temperaturas de la superficie del mar y el CO atmosférico.₂ niveles durante un período de 6 millones de años que cubrió dos hipertermales: el Máximo Térmico Paleoceno-Eoceno, o PETM, hace 56 millones de años, y el Máximo Térmico Eoceno 2, o ETM-2, hace unos 54 millones de años. La Tierra estuvo mucho más caliente que hoy durante ambos períodos; Las capas de hielo polares aún no existían y las temperaturas del océano Pacífico tropical alcanzaron un máximo de más de 100 grados F.

La cantidad total de carbono liberado durante la antigua hipertermal fue similar al rango proyectado para las emisiones humanas actuales y futuras. Sin embargo, las actividades humanas están liberando carbono de cuatro a diez veces más rápido que durante la hipertermia.

“Estas hipertermales forman los análogos naturales más cercanos al CO humano₂ emisiones [today]”, dijo la coautora del estudio Bärbel Hönisch, geoquímica del Observatorio Terrestre Lamont-Doherty de la Escuela de Clima de Columbia. «Son ligeramente diferentes ya que fueron impulsados ​​por causas naturales, y su comienzo se extendió a lo largo de unos miles de años más que el [time] desde que comenzó la industrialización.» Pero, dijo, están lo suficientemente cerca como para ayudar a los científicos a estimar las consecuencias del calentamiento a largo plazo del CO moderno.₂ emisiones.

Al comienzo de la era industrial, hace unos 170 años, los niveles de CO2 atmosférico rondaban las 280 partes por millón; gracias a las emisiones humanas, ahora ascienden a aproximadamente 420 ppm. Se alcanzará una duplicación con respecto a la época preindustrial a 560 ppm, un nivel que se espera dentro de las próximas tres a cinco décadas si los negocios continúan como de costumbre. Los científicos dicen que si eso sucede, los más de 9 grados F de calentamiento proyectados tomarán más tiempo, pero no se sabe cuánto tiempo más (décadas, siglos o milenios). Las temperaturas ya han aumentado aproximadamente 1,8 grados F y se prevé que sigan aumentando incluso si el CO actual₂ los niveles seguirían siendo los mismos.

«Hay un retraso que los modelos deben tener en cuenta en nuestro mundo moderno, y no podemos resolver ese retraso en el registro sedimentario», dijo Hönisch. «Se necesita un modelo diferente para estimar exactamente qué tan caliente será cuando alcancemos las 560 ppm, porque no hubo hielo en los polos durante el Paleoceno y el Eoceno. La circulación oceánica profunda absorberá mucho CO2 y calor, pero un círculo completo de circulación oceánica tarda unos mil años en completarse.»

Los autores del estudio dicen que las largas y graduales tendencias de calentamiento del Paleoceno y Eoceno parecen haber sido impulsadas por una combinación de fuerzas tectónicas que reorganizaron la tierra de la Tierra y una disminución en el entierro de materia orgánica, de modo que queda más carbono en la atmósfera. en lugar de ser enviado al fondo del océano. Las hipertermales sobrealimentadas parecen haber ocurrido cuando la lava encontró y quemó depósitos masivos de sedimentos orgánicos, liberando al aire el carbono que contenían.

«Estos [hyperthermals] «Puede representar una especie de estudio de caso de un escenario del promedio al peor», dijo Harper. «Podemos investigarlos para responder: ¿Cuál es el cambio ambiental que ocurre debido a esta liberación de carbono?»

El equipo de investigación basó el estudio en núcleos previamente extraídos por el Programa Internacional de Descubrimiento de Océanos en dos lugares del Pacífico. Para determinar el CO oceánico₂ niveles, los investigadores recurrieron a restos fosilizados de foraminíferos, con una sola célula. plancton formador de conchas. Las capas de foros, como se las conoce informalmente, acumulan pequeñas cantidades del elemento boro, cuyos isótopos reflejan el CO.₂ concentraciones en el océano en el momento en que se formaron las cortezas, según trabajos anteriores de Hönisch y otros.

Los investigadores midieron la química del boro de las conchas y pudieron traducir esos valores al CO atmosférico del agua de mar pasada.₂ contenido comparando los valores con observaciones modernas.

Los núcleos se extrajeron de Shatsky Rise, una meseta submarina en el Pacífico norte subtropical al este de Japón, un lugar ideal para recuperar sedimentos del fondo del océano que reflejan condiciones antiguas. Las capas de carbonato se disuelven si se asientan en las profundidades del océano, por lo que los científicos tienen que observar mesetas como Shatsky, donde la profundidad del agua es relativamente poco profunda, aproximadamente 2 kilómetros.

El estudio también fue coautor de investigadores de la Universidad de California Santa Cruz, Vassar College y la Universidad de Hawaii. Fue financiado por la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU.

Basado en parte en un comunicado de prensa de la Universidad de Utah.