Los investigadores perforaron varios núcleos de hielo del Domo C, uno de los puntos más altos de la capa de hielo de la Antártida, para reconstruir registros de grandes erupciones volcánicas almacenadas en capas de hielo. El nuevo método de los investigadores es más preciso que las técnicas anteriores, proporcionando una nueva perspectiva sobre los últimos 2, 600 años de historia volcánica de la Tierra. Crédito:Bruno Jourdain
Por todo su poder destructivo, la mayoría de las erupciones volcánicas son eventos locales. Los flujos de lava tienden a alcanzar solo unas pocas millas como máximo, mientras que las cenizas y el hollín en el aire viajan un poco más lejos. Pero de vez en cuando, erupciones más grandes pueden lanzar partículas a la estratosfera, a más de 6 millas sobre la superficie de la Tierra. La erupción de 1991 del monte Pinatubo en Filipinas, la erupción más grande del mundo en los últimos 100 años, es un excelente ejemplo de erupción estratosférica.
Cuando las partículas volcánicas llegan a la estratosfera, permanecen en el aire durante mucho tiempo, reflejando la luz del sol y enfriando temporalmente el planeta. Al comprender la historia de estas grandes erupciones, Los investigadores pueden comenzar a ubicar episodios breves de enfriamiento y otros eventos climáticos discretos en el contexto de patrones climáticos a gran escala.
Investigadores que trabajan en la Universidad de Maryland, la Université Grenoble Alpes en Francia, la Ecole Normale Supérieure en Francia y el Instituto de Tecnología de Tokio han ideado un nuevo, sistema más preciso para identificar grandes erupciones estratosféricas registradas en las capas de núcleos de hielo de la Antártida.
Usando su método, los investigadores hicieron algunas revisiones importantes a la historia conocida de grandes erupciones, corrigiendo el registro de varios eventos mal identificados y descubriendo algunas erupciones estratosféricas aún desconocidas. Los investigadores describieron su enfoque, que identifica partículas volcánicas en el aire con una firma química específica, en un artículo publicado el 28 de enero, 2019, en el diario Comunicaciones de la naturaleza .
"Me parece muy emocionante que seamos capaces de utilizar señales químicas para crear un registro de gran precisión de erupciones estratosféricas relevantes para el clima, "dijo James Farquhar, profesor de geología en la UMD y coautor del trabajo de investigación. "Este registro histórico será muy útil para los científicos del clima que buscan comprender el papel de las grandes erupciones en las oscilaciones climáticas. Pero también existe la maravilla básica de leer una huella química que queda en el hielo".
Finalmente, partículas volcánicas caen de la estratosfera, asentarse en el suelo de abajo. Cuando aterrizan en la nieve, las partículas quedan cubiertas por más nieve que se compacta y se convierte en hielo. Esto conserva un registro de la erupción que sobrevive hasta que el hielo se derrite. Los investigadores pueden perforar y recuperar núcleos de hielo en lugares como la Antártida y Groenlandia, revelando registros de erupciones que se remontan a varios miles de años.
Esta foto, tomada el 12 de junio, 1991, muestra la columna de erupción del monte Pinatubo en la isla de Luzón en Filipinas. La erupción, la más grande en la Tierra en los últimos 100 años, expulsó partículas a la estratosfera, a más de 6 millas sobre la superficie del planeta. Una nueva investigación utiliza datos de núcleos de hielo para reescribir los últimos 2, 600 años de grandes erupciones estratosféricas como esta. Crédito:Dave Harlow / USGS
Debido a que las partículas de grandes erupciones estratosféricas pueden extenderse por todo el mundo antes de caer al suelo, Los métodos anteriores identificaron erupciones estratosféricas mediante la búsqueda de capas de partículas de sulfato en el hielo de ambos hemisferios, generalmente de la Antártida y Groenlandia. Si aparecieran las mismas capas de sulfato en ambos núcleos, depositado al mismo tiempo en la historia de la Tierra, los investigadores concluirían que las partículas provienen del mismo tamaño, erupción estratosférica.
"Para las erupciones que son lo suficientemente intensas como para inyectar material en la estratosfera, hay una firma reveladora en las proporciones de isótopos de azufre del sulfato conservado en antiguas capas de hielo, "explicó Farquhar, quien también tiene una cita en el Centro Interdisciplinario de Ciencias del Sistema Terrestre de la UMD. "Al centrarse en su lugar en esta firma distintiva de isótopos de azufre, nuestro nuevo método arrojó algunos resultados sorprendentes y útiles. Descubrimos que las reconstrucciones anteriores pasaron por alto algunos eventos estratosféricos e identificaron falsamente otros ".
El autor principal del estudio, Elsa Gautier de la Université Grenoble Alpes, Hizo una parte significativa de los análisis en UMD mientras tenía una beca Fulbright para trabajar con Farquhar en 2013. Siguiendo el ejemplo de Gautier, Los investigadores desarrollaron su método utilizando núcleos de hielo recolectados en un sitio remoto en la Antártida llamado Dome C. Uno de los puntos más altos en la capa de hielo de la Antártida, La cúpula C alberga capas de hielo que se extienden hasta casi 50, 000 años.
Gautier y su colega Joel Savarino, también en la Université Grenoble Alpes, recolectaron núcleos de hielo en el Domo C que contienen registros que se remontan aproximadamente a 2, 600 años, cubriendo una gran parte de la historia humana registrada.
Los investigadores utilizaron su método para confirmar que muchos eventos habían sido identificados correctamente por el método más antiguo de hacer coincidir las capas de sulfato correspondientes en los núcleos de hielo de ambos hemisferios. Pero algunos eventos, anteriormente se pensaba que eran grandes erupciones estratosféricas, no tenían la firma de isótopos de azufre reveladora en sus capas de sulfato. En lugar de, los investigadores concluyeron, estas capas deben haber sido depositadas por dos o más volcanes más pequeños que entraron en erupción aproximadamente al mismo tiempo en latitudes altas en ambos hemisferios.
Los investigadores también encontraron algunos grandes eventos estratosféricos que contienen la firma del isótopo, pero de alguna manera estaban limitados al hemisferio sur.
"Esta es una de las fortalezas de nuestro enfoque, porque estos eventos tendrían un impacto climático pero otros métodos los pasan por alto, ", Dijo Farquhar." Hemos realizado una mejora significativa en la reconstrucción de grandes erupciones estratosféricas que ocurrieron en los últimos 2 años ". 600 años. Esto es de vital importancia para comprender el papel de las erupciones volcánicas en el clima y posiblemente para comprender ciertos eventos en la historia de la humanidad. como hambrunas generalizadas. También puede ayudar a informar los modelos climáticos futuros que tendrán en cuenta los grandes eventos volcánicos ".
El trabajo de investigación, "2600 años de vulcanismo estratosférico a través de isótopos de sulfato, "Elsa Gautier, Joel Savarino, Joost Hoek, Joseph Erbland, Nicolas Caillon, Shohei Hattori, Naohiro Yoshida, Emanuelle Albalat, Francis Albarede y James Farquhar, fue publicado en la revista Comunicaciones de la naturaleza el 28 de enero 2019.
