Los científicos de la Tierra pueden viajar muy atrás en el tiempo para reconstruir el pasado geológico y el paleoclima para hacer mejores predicciones sobre las condiciones climáticas futuras. Usando la molécula orgánica fitano, un producto de desechos de la clorofila, Los científicos del Instituto Holandés de Investigación del Mar (NIOZ) y la Universidad de Utrecht lograron desarrollar un nuevo indicador (proxy) de CO antiguo ₂ niveles. Este nuevo proxy orgánico no solo proporciona el registro más continuo de CO ₂ concentraciones nunca, también cubre un récord de 500 millones de años. Los datos confirman la idea de que sube el CO ₂ niveles que solían tomar millones de años ahora están sucediendo en un siglo. Estos hallazgos se publican en Avances de la ciencia el 28 de noviembre.

Como CO ₂ aumenta hoy, es fundamental comprender el impacto que tendrán estos cambios. Para predecir mejor el futuro, debemos comprender los cambios a largo plazo en el CO ₂ sobre la historia geológica. Mediciones directas de CO en el pasado ₂ están disponibles, por ejemplo, burbujas en núcleos de hielo que contienen gases antiguos. Sin embargo, Los núcleos de hielo tienen un período de tiempo limitado de 1 millón de años. Para ir más atrás en el tiempo, Los científicos de la tierra han desarrollado varias mediciones indirectas de CO ₂ de proxies, p. ej. de algas, sale de, suelos antiguos y productos químicos almacenados en sedimentos antiguos para reconstruir condiciones ambientales pasadas.

Fitano, una nueva forma de viajar en el tiempo

Un nuevo proxy utilizando un producto de degradación de la clorofila, permite a los geoquímicos inferir un registro continuo de CO histórico ₂ niveles en tiempo profundo. Los científicos de NIOZ han desarrollado recientemente el fitano como un nuevo proxy orgánico prometedor que descubre quinientos millones de años de CO ₂ niveles en los océanos, desde el Cámbrico hasta tiempos recientes.

Usando el nuevo proxy, Pudieron hacer el registro más continuo de niveles de dióxido de carbono antiguos. "Desarrollamos y validamos una nueva forma de viajar en el tiempo, retrocediendo en el tiempo y a más lugares, "dice la científica de NIOZ Caitlyn Witkowski." Con fitano, ahora tenemos el CO más largo ₂ -registro con un solo proxy marino. Estos nuevos datos son invaluables para los modeladores que ahora pueden hacer predicciones del futuro con mayor precisión ".

Witkowski y sus colegas seleccionaron más de 300 muestras de sedimentos marinos de núcleos y aceites de aguas profundas de todo el mundo. reflejando la mayoría de los períodos geológicos en los últimos 500 millones de años.

Moléculas fósiles

Las reacciones químicas pasadas se pueden 'almacenar' en moléculas fósiles, por lo que pueden reflejar varias condiciones ambientales antiguas. Los geoquímicos pueden inferir estas condiciones, como la temperatura del agua de mar, pH salinidad y CO ₂ niveles. Materia orgánica, como el fitano, refleja la presión de CO ₂ en el agua del océano o en la atmósfera (pCO ₂ ).

Aunque toda la materia orgánica tiene el potencial de reflejar CO ₂ , el fitano es especial. El fitano es el pigmento responsable de nuestro mundo verde. Cualquier cosa que use la fotosíntesis para absorber la luz solar, incluyendo plantas, las algas y algunas especies de bacterias tienen clorofila, del cual el fitano es un constituyente. Las plantas y las algas absorben CO ₂ y producir oxígeno.

Debido a que la clorofila se encuentra en todo el mundo, el fitano también está en todas partes, y es un componente importante de la biomasa descompuesta y fosilizada. "El fitano no cambia químicamente con el paso del tiempo, incluso si tiene millones de años, "Dice Witkowski.

Fraccionamiento de isótopos de carbono

CO ₂ del pasado se estima a partir de materia orgánica, como el fitano, a través del fenómeno del fraccionamiento de isótopos de carbono durante la fotosíntesis. Al tomar CO ₂ , las plantas y las algas prefieren el isótopo de carbono ligero (12C) sobre el isótopo de carbono pesado (13C). Solo usan el isótopo de carbono pesado cuando el CO ₂ los niveles en el agua o la atmósfera circundantes son bajos. Por tanto, la proporción entre estos dos isótopos refleja el nivel de dióxido de carbono en el medio ambiente en el momento del crecimiento.

Esto también explica por qué Witkowski no usó plantas terrestres como fuente para su investigación. utilizando exclusivamente fitano de fuentes marinas (fosilizadas). El mundo vegetal se divide en las denominadas plantas C3 y C4, cada uno con su propia proporción única de carbono ligero a pesado. Todos los fitoplancton tienen proporciones muy similares en comparación con sus contrapartes vegetales. Witkowski:"Al elegir solo fuentes marinas, podríamos limitar la incertidumbre de la fuente de fitano en el conjunto de datos ".

"En nuestros datos, vemos altos niveles de dióxido de carbono, alcanzando 1000 ppm en contraposición a las 410 ppm actuales. En este sentido, los niveles actuales no son únicos, pero nunca antes se había visto la velocidad de estos cambios. Los cambios que normalmente toman millones de años ahora están ocurriendo en un siglo. Este CO adicional ₂ -los datos pueden ayudarnos a comprender el futuro de nuestro planeta ". En investigaciones futuras, El fitano se puede usar para retroceder aún más en el tiempo que el Fanerozoico, el más antiguo encontrado en muestras de dos mil millones de años.