Los últimos 2,6 millones de años se caracterizan por ciclos glaciales, una alternancia regular de períodos fríos y cálidos. Está ampliamente aceptado que los cambios en las concentraciones de dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero en la atmósfera fueron en gran parte responsables de estas fluctuaciones naturales de los períodos fríos y cálidos. No se comprende completamente qué desencadena exactamente el aumento en las concentraciones de dióxido de carbono que causa la transición de una etapa glacial a una etapa cálida. Junto con colegas, Dr. Martin Kölling del MARUM — Centro de Ciencias Ambientales Marinas de la Universidad de Bremen, ha desarrollado un nuevo modelo en el que la meteorización de la pirita, un mineral común que contiene azufre, juega un papel clave. Los resultados fueron publicados en la revista Naturaleza Geociencia .

El oro de los tontos es el nombre coloquial de la pirita, un mineral que se encuentra con frecuencia y que forma cubos dorados como un cristal, pero que tiene un color negro cuando se distribuye finamente en los sedimentos del océano. Al exponerse al aire, la pirita se oxida y produce un ácido, que a su vez disuelve los minerales de carbonato y libera el gas de efecto invernadero dióxido de carbono (CO ₂ ) a la atmósfera. Martin Kölling de MARUM ha estudiado las consecuencias de la meteorización por pirita en el contexto de los cambios en el nivel del mar asociados con los ciclos glaciares. Sus cálculos se basan en el hecho básico de que durante los glaciares, El nivel del mar era más de 100 metros más bajo de lo que es hoy. Con niveles del mar tan bajos más de 20 millones de kilómetros cuadrados de la plataforma actual fueron expuestos al oxígeno atmosférico, que resultó en la meteorización de pirita a gran escala y la liberación de CO ₂ en la atmósfera.

En comparación con la liberación de CO provocada por el hombre de hoy ₂ , la liberación glacial impulsada por la pirita fue una cantidad pequeña pero significativa, en el mismo orden de magnitud que el CO volcánico ₂ emisiones. "A nivel mundial, esta es una cantidad lo suficientemente grande como para afectar el sistema climático, "dice Kölling. Especialmente porque esos CO ₂ las emisiones ocurrieron sistemáticamente antes del final de los períodos glaciares. "Según nuestros cálculos, sospechamos que este proceso ayudó a acabar con los glaciares. La meteorización de la pirita podría ser un proceso hasta ahora descuidado que controla indirectamente el derretimiento de los glaciares a través del efecto invernadero y, por lo tanto, permite un rápido aumento del nivel del mar que marca el final de un período glacial.

Para el modelo, Kölling ha analizado y comparado el CO publicado ₂ niveles y reconstrucciones del nivel del mar que cubren los últimos 800, 000 años. A excepción de las fases de muy bajo nivel del mar durante los glaciares, Kölling y sus colegas descubrieron que el nivel del mar y el dióxido de carbono se correlacionan sorprendentemente bien:si el nivel del mar aumenta un metro, El co ₂ el contenido aumenta en 0,001 por mil. Durante los últimos 800, 000 años, los niveles del mar han estado estrechamente relacionados con los niveles de dióxido de carbono.

Cuando el nivel del mar sube después de un período glacial, la plataforma continental se vuelve a cubrir gradualmente de agua, y se puede formar pirita nueva en las capas superiores del sedimento a través de la descomposición de la materia orgánica. Sin embargo, la duración de los períodos cálidos no suele ser suficiente para "reponer" el contenido original de pirita en el estante. Por esta razón, según Kölling y sus compañeros de trabajo, el llamado frente de meteorización de pirita, la capa en la plataforma continental donde la pirita se oxida durante los glaciares, ha migrado más hacia abajo con cada glaciación. Como resultado, el nivel del mar al que se hace efectiva la meteorización por pirita, se desplaza hacia abajo. Según Kölling, este frente se encuentra actualmente a unos 90 metros por debajo del nivel del mar actual.

El modelo de Kölling calcula el CO impulsado por pirita ₂ liberación en función del nivel del mar durante los últimos tres millones de años. También proporciona una explicación de la creciente duración de los ciclos glaciares. Desde la década de 1970, los científicos se han estado preguntando por qué, hace aproximadamente un millón de años, la duración de los ciclos de la edad de hielo aumentó de aproximadamente 41, 000 años a entre 80, 000 y 120, 000 años. Se sabe que la oblicuidad del eje de la Tierra, que varía con un período de 41, 000 años, tiene una fuerte influencia en el clima de la Tierra. Dado que no ha habido una teoría concluyente que explique por qué los ciclos de oblicuidad durante el último millón de años no han causado un retorno a un período cálido, la mayoría de los científicos asumen que hace un millón de años un ciclo astronómico con un período de aproximadamente 100, 000 años cobraron importancia para el clima de la Tierra. Existen ciclos de esta duración, pero su influencia directa en el clima de la Tierra es bastante pequeña, y no hubo ningún cambio fundamental en las condiciones astronómicas hace un millón de años.

El modelo de Kölling ahora ofrece una nueva explicación:hace aproximadamente un millón de años, el frente de meteorización de pirita dentro de los sedimentos de la plataforma alrededor del globo migró tanto hacia abajo que la caída del nivel del mar dentro de un solo ciclo de oblicuidad de la Tierra ya no fue suficiente para exponer pirita profunda en la plataforma. Por lo tanto, no se liberó dióxido de carbono por la meteorización por pirita. La atmósfera no se calentó lo suficiente y, sin un período cálido, el sistema climático se encontró con un segundo ciclo frío de ritmo oblicuo. Esto provocó que el nivel del mar cayera lo suficiente como para iniciar la erosión profunda de la pirita que ayudó al regreso a un período cálido.