Un equipo de investigación internacional, incluido el profesor Yusuke Yokoyama, geoquímico de la Universidad de Tokio, recolectó muestras de núcleos de arrecifes de coral antiguos para proyectos de investigación que revelan niveles del mar antiguos y pueden mejorar los modelos futuros de predicción climática. Ningún coral vivo se daña al recolectar muestras de arrecifes antiguos. Crédito:Hironobu Kan
Gráficos de los niveles globales del mar alrededor de la época del mal entendido Último Máximo Glacial (27, 000 a 20, 000 años atrás) mostró previamente capas de hielo estables durante aproximadamente 10, 000 años antes de que el hielo comenzara a derretirse lentamente. Nuevo análisis de las primeras muestras de la Gran Barrera de Coral que cubren el tiempo 22, 000 años a 19, Hace 000 años finalmente agrega detalles a ese período, proporcionando información valiosa para los modelos de dinámica climática y de la capa de hielo.
El equipo de investigación dirigido por el profesor Yusuke Yokoyama de la Universidad de Tokio, ahora divide el Último Máximo Glacial en dos períodos distintos:
El rápido descenso del nivel del mar observado 21, Hace 000 años es particularmente sorprendente porque contradice la comprensión actual de este período.
"Esto desafía el paradigma de que el tamaño de los glaciares solo puede cambiar lentamente, debido a que los cambios rápidos del nivel del mar significan que el agua debe derretirse o congelarse rápidamente, "dijo Yokoyama, autor principal del trabajo de investigación publicado en Naturaleza el 26 de julio de 2018.
Estos rápidos cambios en el tamaño de los glaciares antiguos son significativos en el contexto del cambio climático moderno y sus impactos asociados.
"Los modelos actuales de la dinámica de los glaciares pueden ser demasiado conservadores. Se debe considerar la posibilidad de aumentos o disminuciones rápidos del nivel del mar, "dijo Yokoyama.
Los modelos futuros de predicción del clima se prueban por su capacidad para calcular con precisión los parámetros climáticos históricos que se verifican mediante datos de muestra. Todo exacto Los datos detallados sobre climas antiguos son puntos adicionales para verificar la precisión de los modelos climáticos.
Los arrecifes de coral crecen en aguas poco profundas donde permanecen cubiertos por el mar pero aún reciben luz solar. Los restos de arrecifes antiguos fueron examinados para determinar los niveles del mar desde hace mucho tiempo por un equipo de investigación dirigido por el profesor Yusuke Yokoyama de la Universidad de Tokio. Crédito:Hironobu Kan
"Los equipos de investigación como el nuestro recopilan datos sobre cómo solía ser la Tierra, y luego otros grupos de investigación utilizan esos datos para mejorar continuamente sus modelos del clima futuro, "dijo Yokoyama.
"Es realmente importante comprender el tamaño y la ubicación de las capas de hielo porque los grandes cuerpos de hielo actúan como un congelador para el medio ambiente local:los glaciares cambian la temperatura y la salinidad del océano, que afectan las condiciones del océano. Comprender los niveles del mar antiguos puede revelar estructuras geológicas, como puentes terrestres, que podría haber sido importante para las rutas migratorias o la separación de especies, "dijo Yokoyama.
Recolectando del arrecife
En 2010, Yokoyama fue el codirector científico de la Expedición 325 del Programa Internacional de Perforación Oceánica Integrada:Cambios ambientales en la Gran Barrera de Coral. La profesora asociada Jody Webster de la Universidad de Sydney, La Escuela de Geociencias también fue codirectora científica de la expedición. El equipo de investigación pasó dos meses en el buque de investigación de 93,6 metros de eslora (102 yardas de largo) Gran nave maya recolectando muestras de arrecifes de coral fósiles. Los núcleos de arrecifes analizados en este estudio provienen de dos sitios:el paso de hidrógrafos frente a la costa de Mackay y el paso de Noggin frente a la costa de Cairns, ambos en la costa este del estado australiano de Queensland.
La recolección de corales fósiles del Último Máximo Glacial es técnica y logísticamente desafiante.
"Tomamos muestras de coral de 90 a 130 metros (98 a 142 yardas) por debajo del nivel actual del mar. Es difícil recopilar datos en cualquier lugar entre 50 y 200 metros (55 y 219 yardas) bajo el agua; los buzos generalmente no pueden descender por debajo de los 30 metros. (33 yardas) y los capitanes de barco prefieren no ir a menos de 200 metros, "dijo Yokoyama.
La Gran Barrera de Coral fue seleccionada como el sitio de muestreo del núcleo de coral porque puede revelar una imagen única y clara del comportamiento pasado de la capa de hielo de los glaciares. La posición tropical del arrecife cerca del ecuador significa que estaba y permanece lejos de la influencia inmediata de las capas de hielo de los glaciares. por lo que los cambios en el nivel del mar locales a la Gran Barrera de Coral reflejan cambios globales.
Adicionalmente, la placa tectónica australiana tiene una actividad sísmica mínima, por lo que los terremotos no cambiaron la posición del arrecife. La suave estructura inclinada de la antigua Gran Barrera de Coral también significó que los investigadores pudieran recolectar físicamente las muestras que necesitan.
El Greatship Maya está a punto de comenzar la recolección de muestras utilizando un taladro de investigación (centro) sobre los restos de porciones antiguas de la Gran Barrera de Coral, ahora sumergido en aguas profundas. En la distancia, las olas rompen sobre la moderna Gran Barrera de Coral en aguas poco profundas. El profesor de la Universidad de Tokio Yusuke Yokoyama fue codirector científico de la expedición para recolectar muestras de núcleos de coral fósil en 2010. Crédito:Yusuke Yokoyama
"Los sitios cercanos a las antiguas capas de hielo no pueden proporcionar historiales precisos del nivel del mar porque con el tiempo se sobreescriben por grandes deformaciones de la Tierra, "dijo Yokoyama.
Estudiar muestras de arrecifes
Los investigadores estudiaron la estructura de las capas de coral y algas dentro de las muestras de núcleos de coral para determinar la profundidad del agua. Los resultados avanzados de datación por radiocarbono y uranio-torio proporcionados por el equipo de la Universidad de Tokio identificaron cuándo el agua estaba en niveles particulares. Los investigadores combinan datos de tiempo y profundidad para determinar cuándo el nivel del mar promedio global habría alcanzado ciertas profundidades.
"Dos eventos de muerte de arrecifes son muy claros en los núcleos de coral que examinamos, "dijo Yokoyama.
Cuando las capas de hielo crecieron el nivel del mar global bajó por lo que el coral se secó y murió, pero el coral en aguas más profundas sobrevivió. Si el agua se vuelve demasiado profunda, la luz del sol y los nutrientes dejan de estar disponibles y el arrecife puede ahogarse.
Estos dos eventos de muerte son consistentes con una caída en el nivel del mar y un aumento posterior. Las edades de los dos eventos de muerte sugieren que ambos ocurrieron durante solo 4 años, 000 años, lo que los investigadores señalan es particularmente abrupto.
Webster dirigió el equipo de científicos de arrecifes de España, Japón, y los EE. UU. responsables de interpretar los datos ecológicos utilizados para rastrear la profundidad del hábitat de los arrecifes, y por tanto el nivel relativo del mar, tiempo extraordinario. Luego, esa información se combinó con datos radiométricos y Yokoyama y su equipo la utilizaron para modelar las fluctuaciones en la posición vertical del lecho marino causadas por cambios en el volumen de agua o hielo. Los resultados combinados aclararon la dinámica de la capa de hielo durante el período del Último Máximo Glacial, que no se conocía bien.
"Los arrecifes de coral fósiles eran muy sensibles a los cambios ambientales, así que al examinar los conjuntos biológicos en los núcleos pudimos reconstruir cómo las antiguas profundidades del agua cambiaron a través del tiempo, "dijo Webster.
