Recolectar sedimentos de aguas profundas que son archivos valiosos de la circulación oceánica y climas pasados. Crédito:Departamento de Ciencias de la Tierra
Un equipo de científicos dirigido por el Dr. Sietske Batenburg en el Departamento de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Oxford, en estrecha colaboración con instituciones alemanas y británicas, Han descubierto que el intercambio de agua entre el Atlántico Norte y Sur se hizo significativamente mayor hace cincuenta y nueve millones de años.
Los científicos hicieron este descubrimiento cuando compararon firmas de isótopos de neodimio de muestras de sedimentos de aguas profundas de ambas regiones del Atlántico. Su artículo "Mayor intensificación de la circulación de vuelco del Atlántico al inicio del calor de invernadero del Paleógeno", publicado hoy en Comunicaciones de la naturaleza , revela que la circulación más vigorosa junto con un aumento del CO2 atmosférico llevó a un punto de inflexión climático. Con una distribución resultante más uniforme del calor sobre la tierra, terminó una fase de enfriamiento a largo plazo y el mundo se encaminó hacia un nuevo período de invernadero.
Los isótopos de neodimio (Nd) se utilizan como trazadores de masas de agua y su mezcla. Las aguas superficiales adquieren una firma de isótopos Nd de las masas de tierra circundantes a través de los ríos y el polvo arrastrado por el viento. Cuando las aguas superficiales se hunden para formar una masa de aguas profundas, llevan consigo su firma específica de isótopos Nd. A medida que una masa de aguas profundas fluye a través del océano y se mezcla con otras masas de agua, su firma de isótopos Nd se incorpora a los sedimentos. Los sedimentos de las profundidades marinas son archivos valiosos de la circulación oceánica y los climas pasados.
La historia revelada en este artículo comienza al final del período Cretácico (que terminó hace 66 millones de años), cuando el mundo estaba entre dos estados de efecto invernadero. El clima se había estado enfriando durante decenas de millones de años desde las condiciones máximas de invernadero del Cretácico medio, hace unos 90 millones de años. A pesar del enfriamiento a largo plazo, Las temperaturas y el nivel del mar al final del período Cretácico eran más altos que en la actualidad.
El Dr. Sietske Batenburg dice:"Nuestro estudio es el primero en establecer cómo y cuándo se formó una conexión en aguas profundas. Hace 59 millones de años, el Océano Atlántico realmente se convirtió en parte de la circulación termohalina global, el flujo que conecta cuatro de los cinco océanos principales ".
Los sedimentos de las profundidades marinas son archivos valiosos de la circulación oceánica y los climas pasados. Crédito:Departamento de Ciencias de la Tierra
El océano Atlántico aún era joven, y las cuencas del Atlántico norte y sur eran menos profundas y estrechas que en la actualidad. La puerta ecuatorial entre América del Sur y África solo permitía un Conexión de agua superficial durante gran parte del período Cretácico tardío. El vulcanismo activo formó montañas y mesetas submarinas que bloquearon la circulación de aguas profundas. En el Atlántico Sur la barrera de Walvis Ridge se formó sobre un punto caliente volcánico activo. Esta cresta estaba parcialmente sobre el nivel del mar y formaba una barrera para el flujo de masas de aguas profundas.
Mientras el Océano Atlántico continuaba abriéndose, la corteza oceánica se enfrió y se hundió. Las cuencas se hicieron más profundas y más anchas, y se hundieron mesetas y cordilleras submarinas, junto con la corteza. En algún momento, el agua profunda del Océano Austral pudo fluir hacia el norte a través de Walvis Ridge y llenar las partes más profundas de las cuencas atlánticas.
Desde hace 59 millones de años en adelante, Las firmas de isótopos Nd del Atlántico norte y sur fueron notablemente similares. Esto puede indicar que una masa de aguas profundas, probablemente originario del sur, se abrió paso a través del Océano Atlántico y llenó la cuenca desde profundidades hasta profundidades intermedias. El intercambio mejorado de aguas profundas, junto con el aumento de CO2 atmosférico, puede haber permitido una distribución más eficiente del calor en el planeta.
Este estudio muestra que para comprender el papel de la circulación oceánica en climas de invernadero pasados, es importante comprender los diferentes roles de la geografía y el clima.
Relación de isótopos de neodimio. Crédito:Departamento de Ciencias de la Tierra
La tasa actual de cambio climático por las emisiones de CO2 de la actividad humana supera con creces la tasa de calentamiento durante los últimos climas de invernadero. El estudio de la circulación oceánica durante el intervalo de efecto invernadero más reciente en el pasado geológico puede proporcionar pistas sobre cómo podría desarrollarse la circulación oceánica en el futuro. y cómo se distribuirá el calor en el planeta por las corrientes oceánicas.
Esta investigación es el resultado de una colaboración internacional con la Goethe-University Frankfurt; la Universidad Ruprecht-Karls de Heidelberg; el Centro GEOMAR Helmholtz de Investigación Oceánica de Kiel; el Instituto Federal de Geociencias y Recursos Naturales de Hannover; la Universidad Royal Holloway de Londres y la Universidad de Oxford.
Los sedimentos para este estudio se tomaron todos de núcleos de perforación oceánicos largos. El Programa Internacional de Descubrimiento Oceánico (IODP) coordina expediciones científicas para perforar el fondo oceánico para recuperar estos sedimentos, y almacena los núcleos de sedimentos para que estén disponibles para toda la comunidad científica.
