Cambios en los rangos de plantas desde pre-PETM hasta PETM mapeados en tipos de clima Köppen simplificados. Crédito:Universidad de Melbourne
Hace unos 56 millones de años, el clima de la Tierra experimentó una importante transición climática. Una enorme liberación de carbono en el océano y la atmósfera elevó el dióxido de carbono atmosférico (CO2 ), lo que significó un aumento de las temperaturas de 5 a 8 °C y un aumento del nivel del mar.
¿Te suena familiar?
Este evento, llamado Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno (PETM, por sus siglas en inglés), ocurrió en el transcurso de unas pocas decenas de miles de años, pero las causas y consecuencias de esta transición aún se debaten ampliamente.
Algunas de las causas hipotéticas de la enorme liberación de carbono incluyen la actividad volcánica masiva en el Atlántico Norte, la liberación repentina de metano del fondo del océano o el derretimiento del permafrost o la turba en la Antártida.
La evidencia del PETM proviene principalmente de sedimentos marinos antiguos, pero si queremos aprender de este período lo que podría suceder como resultado de nuestra actual crisis de cambio climático, también debemos comprender lo que sucedió en la tierra.
Hasta la fecha, hay poca información disponible sobre cómo el clima PETM cambió la vida en la tierra, por lo que nuestro equipo de investigación utilizó polen fósil distribuido globalmente conservado en rocas antiguas para reconstruir cómo la vegetación terrestre y el clima cambiaron durante este período.
Nuestra nueva investigación, dirigida por mí y el Dr. Scott Wing en el Departamento de Paleobiología del Museo Nacional de Historia Natural del Smithsonian y publicada en la revista Paleoceanography and Paleoclimatology, demuestra que un aumento en la concentración de CO2 atmosférico desempeñó un papel importante en el cambio del clima y la vida vegetal de la Tierra.
Podríamos ver un aumento similar en los próximos siglos como resultado de aumentos antropogénicos (causados por humanos) en CO2 .
Para comprender cómo cambió y se movió la vegetación terrestre durante este período, utilizamos un enfoque desarrollado recientemente basado en polen fósil conservado en depósitos de rocas antiguas. Utiliza la apariencia distintiva y específica de la especie de los granos de polen observados con un microscopio.
La apariencia distintiva del polen evolucionó para ayudar con las estrategias de polinización empleadas por las plantas. Debido a que cada especie tiene un polen único, significa que podemos comparar el polen fósil con el polen moderno para encontrar una coincidencia, siempre que la familia de plantas no se haya extinguido.
Como resultado, el polen fósil se puede asignar con confianza a numerosas familias de plantas modernas. Cada una de estas plantas modernas tiene requisitos climáticos específicos, y asumimos que sus parientes antiguos necesitaban un clima similar.
Para dar más confianza a esta suposición, evitamos los datos de grupos de plantas que sabíamos que habían evolucionado después del PETM, ya que es posible que estas especies no se hayan asentado en la misma preferencia climática que tienen hoy.
El polen preservado en rocas durante decenas de millones de años nos permite reconstruir tanto comunidades florales antiguas como climas pasados.
La investigación utiliza la apariencia distinta y específica de la especie de los granos de polen observados con un microscopio. Crédito:Universidad de Melbourne
Por primera vez, hemos aplicado este enfoque en todo el mundo, a muestras de fósiles de 38 sitios PETM de todos los continentes excepto la Antártida. Este nuevo análisis de polen muestra que las comunidades de plantas PETM son distintas de las comunidades de plantas pre-PETM en los mismos sitios.
Estos cambios en la composición floral, debido a las migraciones masivas de plantas, indican que los cambios en la vegetación como resultado del cambio climático fueron globales, aunque los tipos de plantas involucradas variaron según la región.
Cuando decimos migración de plantas, nos referimos a movimiento de plantas, ya que las semillas que se esparcen crecen mejor en un lugar y clima que en otro, en este caso en latitudes más altas y frías que en latitudes más bajas y cálidas.
Las plantas pueden migrar más de 500 metros cada año, por lo que, durante miles de años, pueden moverse grandes distancias.
Por ejemplo, en el hemisferio norte, los pantanos de cipreses calvos de Wyoming en los EE. UU. fueron reemplazados repentinamente por bosques subtropicales estacionalmente secos dominados por palmeras. Asimismo, en el Hemisferio Sur, los bosques de podocarpáceas de clima templado húmedo fueron reemplazados por bosques de palmeras subtropicales.
Asignamos a cada especie una categoría basada en el clima, llamada tipo de clima de Köppen. Ejemplos de esto incluyen la selva tropical, el desierto árido, el verano cálido y templado y la tundra polar.
Esto nos dice que el PETM trajo climas más cálidos y húmedos hacia los polos en ambos hemisferios, pero climas más cálidos y estacionalmente más secos en las latitudes medias.
Para explorar el alcance geográfico de estos cambios, trabajamos con la Dra. Christine Shields del Centro Nacional de Investigación Atmosférica de EE. UU. y el Dr. Jeffrey Kiehl de la Universidad de California para ejecutar simulaciones de modelos climáticos.
Los datos utilizados para crear estas simulaciones se derivaron de Community Earth System Model (versión CESM1.2).
Estas simulaciones coincidieron estrechamente con los datos climáticos que encontramos en el polen, incluida la expansión de los climas templados a expensas de los tipos de clima frío hacia los polos, así como la expansión de los climas templados y tropicales en las latitudes medias.
Entonces, si nuestro CO2 actual los niveles continúan aumentando, calentando y derritiendo el permafrost, lo que podría liberar más carbono almacenado a la atmósfera como pudo haberlo hecho hace 56 millones de años, una vez más veremos estos cambios masivos en la vegetación en respuesta a cambios dramáticos en las condiciones climáticas locales.
La capacidad de migración de la vegetación dependerá de muchos factores, incluida la velocidad del cambio climático y la disponibilidad de áreas de migración adecuadas para estas plantas.
Donde vayan las plantas, también irán los animales que dependen de ellas (si pueden), tal vez en algunos casos incluidos los humanos.
Understanding this massive shift on our planet that came as a result of a warming climate gives us an insight into our potential future. Are we prepared to physically move from our homes, like these ancient forests did, to adapt to climate change or can we work together now to avoid the adverse consequences of a warming world?
