Un equipo dirigido por la geoquímica Dra. Katharina Pahnke de Oldenburg ha descubierto evidencia importante de que el aumento de los niveles de dióxido de carbono atmosférico al final de la última edad de hielo fue provocado por cambios en el Océano Antártico. Los investigadores del Instituto de Química y Biología del Medio Marino (ICBM) de la Universidad de Oldenburg, el Instituto Max Planck de Microbiología Marina en Bremen y el Instituto Alfred Wegener, El Centro Helmholtz de Investigación Polar y Marina (AWI) pudo demostrar que el Pacífico Sur profundo estaba fuertemente estratificado durante la última edad de hielo. y, por lo tanto, podría haber facilitado a largo plazo, almacenamiento en aguas profundas del dióxido de carbono (CO2), un gas de efecto invernadero. El estudio, que ahora se ha publicado en la revista académica Ciencias , también indica que en el curso del calentamiento que siguió al final de la última edad de hielo, la mezcla de las masas de aguas profundas aumentó, liberando CO2 almacenado y mejorando el calentamiento global.

El Océano Austral juega un papel importante en los eventos climáticos porque el CO2 puede ser absorbido de la atmósfera al océano. Cuando se depositan mayores cantidades de polvo en el agua de mar, Las algas microscópicas se multiplican porque el hierro contenido en el polvo actúa como fertilizante. Cuando mueren estas algas unicelulares, se hunden hasta el fondo del océano, llevándose consigo el dióxido de carbono secuestrado. Para garantizar la eliminación a largo plazo del CO2 de la atmósfera, sin embargo, debe almacenarse en condiciones estables en aguas profundas durante largos períodos de tiempo.

Para averiguar cómo se han desarrollado las masas de agua en las profundidades del Pacífico Sur durante los últimos 30, 000 años, El equipo recuperó núcleos de sedimentos de profundidades de agua de entre 3, 000 y más de 4, 000 metros durante una expedición del buque de investigación "Polarstern" al Pacífico Sur. Los geoquímicos Dr. Chandranath Basak y Dr. Henning Fröllje del ICBM, los dos autores principales del estudio, extrajo dientes diminutos y otros restos esqueléticos de peces fósiles del sedimento para analizar su contenido de isótopos del neodimio, un metal de tierras raras.

"El neodimio es particularmente útil para identificar masas de agua de diferente origen, "dijo Pahnke, el director del Grupo de Investigación Max Planck de Geoquímica de Isótopos Marinos con sede en el ICBM y el Instituto Max Planck de Microbiología Marina en Bremen, explicando que cada capa de agua tiene su propia firma de neodimio característica. Las proporciones de isótopos de este elemento varían según la cuenca oceánica de la que provenga el agua. Por ejemplo, la masa de agua más fría y, por lo tanto, más profunda del Pacífico Sur se forma en la plataforma continental de la Antártida y lleva una marca distintiva de neodimio. Sobre esta masa hay una capa que combina agua del Atlántico Norte, el Pacífico Sur y el Pacífico Norte y, por lo tanto, está marcado por una firma diferente.

Utilizando restos de peces en sedimentos de aguas profundas, los investigadores pudieron rastrear las variaciones en las concentraciones de neodimio a diferentes profundidades a lo largo del tiempo. El resultado:en el pico de la última edad de hielo aproximadamente 20, 000 años atrás, la firma de neodimio de muestras tomadas de profundidades inferiores a 4, 000 metros fue significativamente más bajo que en profundidades más bajas. "La única explicación para una diferencia tan pronunciada es que no había mezcla de las masas de agua en ese momento, "dijo Fröllje, quien actualmente trabaja en la Universidad de Bremen. Él y sus colegas concluyeron de esto que las aguas profundas estaban fuertemente estratificadas durante el período glacial.

A medida que el clima en el hemisferio sur se hizo más cálido hacia el final de la última edad de hielo, alrededor de los 18, 000 años atrás, la estratificación de las masas de agua se rompió y los valores de neodimio a diferentes profundidades convergieron. "Probablemente hubo más mezcla porque la densidad del agua disminuyó como resultado del calentamiento, Pahnke explicó. Esto luego condujo a la liberación del dióxido de carbono almacenado en aguas profundas.

Desde hace algún tiempo, los investigadores del clima han estado especulando sobre por qué las fluctuaciones en los niveles de CO2 atmosférico siguieron el mismo patrón que la temperatura en el hemisferio sur, mientras que la temperatura en el norte a veces fue contraria a estas fluctuaciones. Una teoría es que ciertos procesos en el Océano Austral jugaron un papel importante.

"Con nuestros análisis hemos proporcionado por primera vez evidencia concreta que apoya la teoría de que existe una conexión entre las fluctuaciones de CO2 y la estratificación en el Océano Austral, ", dijo el coautor del estudio, el Dr. Frank Lamy, del AWI en Bremerhaven. El estudio actual respalda la hipótesis de que el calentamiento del hemisferio sur rompió la estratificación estable en el Océano Antártico, resultando en la liberación del dióxido de carbono que estaba almacenado en estas aguas.