Las técnicas geológicas recientemente desarrolladas ayudan a descubrir los registros climáticos más precisos y de alta resolución hasta la fecha, según un nuevo estudio. La investigación encuentra que la práctica estándar de usar coral moderno y fósil para medir las temperaturas de la superficie del mar puede no ser tan sencilla como se pensaba originalmente. Combinando técnicas microscópicas de alta resolución y modelado geoquímico, Los investigadores están utilizando la historia formativa de los esqueletos de coral de Porites para ajustar los registros utilizados para hacer predicciones climáticas globales.

Los nuevos hallazgos se informan en la revista. Fronteras en las ciencias marinas .

Durante más de 500 millones de años, los corales han estado haciendo un seguimiento pasivo de los cambios de temperatura de la superficie del mar al registrar la proporción de isótopos de calcio a estroncio y oxígeno dentro de sus esqueletos, dijeron los investigadores. Los esqueletos de coral, que están hechos de mineral de carbonato de calcio, crecen capas como anillos de árboles que tienen mayores cantidades de estroncio y el isótopo más ligero de oxígeno durante la estación más cálida. Los científicos del clima aprovechan este proceso para rastrear la temperatura de la superficie del mar a lo largo del tiempo.

Sin embargo, esta técnica de seguimiento del clima no está exenta de fallas, dijo Bruce Fouke, profesor de geología y microbiología de la Universidad de Illinois, quien dirigió la nueva investigación.

"Podemos cotejar los registros reales de temperatura de la superficie del mar basados ​​en los corales con los registros realizados con sondas de temperatura, "Fouke dijo, "Notablemente, los registros de coral son precisos la mayor parte del tiempo, pero hay casos en los que las mediciones se han desviado hasta nueve grados Celsius, y esto debe rectificarse ".

Para hacer crecer sus esqueletos los pólipos de coral depositan aragonito. Sin embargo, el mineral también se cristaliza a partir del agua de mar, los investigadores dijeron, y eso puede causar problemas al analizar la química del esqueleto de coral original. A medida que el agua de mar fluye a través de la estructura porosa de coral, deposita aragonito recién cristalizado sobre los esqueletos. Ese nuevo aragonito, que puede registrar una temperatura de la superficie del mar diferente, altera la química esquelética original a través de un proceso llamado diagénesis, Dijo Fouke.

"Es difícil distinguir el aragonito diagenético del esqueleto de coral original sin utilizar microscopios de alta potencia, "dijo Kyle Fouke, un estudiante de pregrado de la Universidad de Bucknell, Afiliado del Instituto Carl R. Woese de Biología Genómica y coautor del estudio. "También es un desafío saber exactamente cuándo tuvo lugar la alteración diagenética, días o décadas después de que se formaron los esqueletos. A menos que esté utilizando las técnicas de microscopía más nuevas para ayudar a seleccionar sus muestras, podría recopilar y medir una combinación de dos registros de temperatura muy diferentes ".

Para probar esto, El equipo recolectó núcleos de perforación de los esqueletos de cabezas de coral Porites vivas a una profundidad de agua de 10 a 100 pies en la Gran Barrera de Coral frente a la costa de Australia. Estas grandes cabezas de coral alcanzan casi 10 pies de diámetro, y algunos han estado creciendo durante cientos de años.

"Según nuestros análisis, vemos que las porciones más antiguas de las cabezas de coral que crecen en aguas marinas más profundas contienen una mayor concentración de aragonito diagenético, "Dijo Kyle Fouke.

"Con una amplia gama de luz, técnicas de microscopía electrónica y de rayos X:disponibles bajo la dirección del coautor del estudio, Mayandi Sivaguru, director asociado del Centro de Microscopía de Biología Genómica del Instituto Carl R. Woese de la U. de I. - pudimos diferenciar claramente entre el esqueleto original y el aragonito diagenético, cuando está presente, "dijo Lauren Todorov, estudiante de pregrado en biología molecular y celular y coautor del estudio.

Usando estas técnicas, el equipo descubrió una multitud de diferentes historias de cristalización de aragonito, que van desde variaciones estacionales en el crecimiento esquelético hasta procesos de menor escala que podrían estar ocurriendo en ciclos diarios, incluso cada hora.

Al tomar los pasos adicionales para resolver el tiempo relativo entre la cristalización esquelética y diagenética de aragonito, el equipo integró sus datos con modelos de mezcla química para calcio, isótopos de estroncio y oxígeno de estudios geoquímicos de Porites de Papua Nueva Guinea. De esto, el equipo creó el primer factor de corrección confiable y reproducible que determina la magnitud del error que la alteración diagenética puede colocar en las mediciones de temperatura de la superficie del mar.

"Adicionalmente, porque esto se ha logrado utilizando el mineral de carbonato aragonito, que es omnipresente entre la vida marina, este mismo factor de corrección se puede utilizar con otras criaturas marinas que secretan esqueletos y conchas de carbonato, "Dijo Bruce Fouke.

Los registros de temperatura de la superficie del mar derivados de la química del esqueleto de coral son el estándar de oro para reconstrucciones climáticas precisas y predicciones futuras. los investigadores dijeron, y esta nueva percepción solo fortalece aún más esta herramienta.