La adición de nutrientes al océano provoca una mayor producción de materia orgánica como el fitoplancton. Cuando estos mueran se hunden hasta el fondo como "nieve marina" y se descomponen, consumiendo oxígeno en el proceso. Se cree que esto es el principal responsable de la pérdida de oxígeno a gran escala en los océanos antiguos, conduciendo a extinciones masivas en el medio marino. El océano moderno presenta síntomas similares. Crédito:Natalie Renier, Institución Oceanográfica Woods Hole
Una pérdida de oxígeno en el agua de mar del océano global hace 94 millones de años condujo a una extinción masiva de la vida marina que duró aproximadamente medio millón de años.
Los científicos han encontrado varias posibles explicaciones de cómo ocurrió la pérdida de oxígeno. Estos podrían incluir una mayor actividad volcánica, aumento de nutrientes que llegan al océano, aumento del nivel del mar, y el calentamiento de las temperaturas del mar y de la superficie. Pero señalar con el dedo cualquier causa (o varias de ellas) requiere saber qué tan rápido ocurrió la pérdida de oxígeno.
Una nueva técnica desarrollado por el estudiante graduado de la Universidad Estatal de Arizona, Chad Ostrander, con colegas de la Institución Oceanográfica Wood Hole (WHOI) y la Universidad Estatal de Florida (FSU), ha establecido un cronograma de la pérdida de oxígeno asociada con este importante evento de extinción del océano, que se conoce en la ciencia como Evento anóxico oceánico 2.
Su investigación fue publicada el 9 de agosto de 2017, en el diario Avances de la ciencia .
"El proyecto comenzó cuando yo era becario de la escuela de verano de pregrado en Woods Hole, "dice Ostrander, estudiante de doctorado en la Escuela de Exploración de la Tierra y el Espacio de ASU. Sus coautores del artículo son Jeremy Owens en Florida State y Sune Nielsen en Woods Hole.
"Pudimos rastrear los cambios en el contenido de oxígeno del agua de mar antigua midiendo isótopos de talio en sedimentos antiguos del lecho marino, "Ostrander explica." Dado que el oxígeno en las rocas que medimos no proporcionaría realmente ninguna información valiosa, utilizamos talio y otros elementos como sustitutos, o apoderados ".
Los sedimentos conservan la composición de isótopos de talio del agua de mar, que cambia dependiendo de la cantidad de oxígeno en las profundidades del océano en el momento en que se depositaron. Los sedimentos se acumulan con el tiempo, con niveles más profundos correspondientes a tiempos más lejanos en el pasado.
Los coautores Sune Nielsen (izquierda) de la Institución Oceanográfica Woods Hole y Chad Ostrander de la Universidad Estatal de Arizona trabajan en el laboratorio. Crédito:Matt Barton, QUIEN YO
Los sedimentos que estudió el equipo fueron lutitas negras ricas en materia orgánica recolectadas como muestras de núcleos mediante perforaciones en el océano profundo en 2003. El sitio era Demerara Rise, una meseta submarina en el Océano Atlántico frente a las costas de Surinam y Guyana Francesa.
"Disolvimos las rocas en nuestro laboratorio, "explica Ostrander, "y luego separó químicamente todo menos el talio, el elemento que necesitábamos para el análisis ".
Luego, usando espectrometría de masas, El equipo midió las variaciones en el talio dentro de las rocas sedimentarias como un indicador de los cambios en los niveles de oxígeno durante decenas de miles de años.
Basado en el análisis, los investigadores sospechan que hasta la mitad del océano profundo se había agotado en oxígeno durante el Evento anóxico oceánico 2, y permaneció así durante aproximadamente medio millón de años antes de que se recuperara.
"La pérdida de oxígeno tomó 43, 000 años para que ocurra, más o menos alrededor de 11, 000, "dice Ostrander." Llámalo 50, 000 años o menos ".
La causa principal del Evento anóxico oceánico 2 puede haber sido el aumento de la entrega de nutrientes a los océanos, dicen los investigadores. Un aumento de nutrientes alimenta la producción de materia orgánica, y posterior remineralización por bacterias que se alimentan de él.
"Es esta remineralización la que es específicamente responsable de la pérdida de oxígeno, porque estas bacterias consumen oxígeno para oxidar lo orgánico, o con carbono, importar, ", Dice Ostrander." Vemos un escenario similar en el océano moderno, nuevamente debido al aumento de la entrega de nutrientes, pero impulsado en gran medida por los fertilizantes utilizados en la agricultura ".
El Evento Anóxico Oceánico 2 se observa fácilmente en la sección de Furlo como una lutita negra rica en materia orgánica entre carbonatos blancos. Crédito:Jeremy Owens
De hecho, él dice, "La 'zona muerta' más grande observada en el Golfo de México está ocurriendo ahora mismo por esta misma razón".
Los investigadores trazan un claro paralelo entre la tasa de desoxigenación en ese entonces y las tendencias modernas en la pérdida de oxígeno oceánico.
Dice el coautor Nielsen, "Nuestros resultados muestran que las tasas de desoxigenación marina antes del evento antiguo probablemente ocurrieron durante decenas de miles de años, y son sorprendentemente similares a la tendencia de agotamiento de oxígeno del dos por ciento que estamos viendo inducida por la actividad relacionada con los seres humanos durante los últimos 50 años ".
Él añade, "No sabemos si el océano se dirige hacia otro evento anóxico global, pero la tendencia es, por supuesto, preocupante."
Ostrander dice:"En este punto, apenas estamos empezando a comprender cómo han cambiado los niveles de oxígeno en el océano en el pasado. Pero con nuestra nueva herramienta, ya hemos aprendido que uno de los eventos climáticos más extremos en el registro sedimentario proporciona una analogía incómodamente razonable para la posible pérdida futura de oxígeno del océano y los cambios ecológicos posteriores ".
Él añade, "Esperamos utilizar esta información para obtener una mejor visión del corto, futuro a mediano y largo plazo para el contenido de oxígeno en los océanos de hoy ".
