Los cambios en el agua subterránea hace millones de años crearon capas alternas de amarillo vivo y marrón en el mineral esfalerita, y esas variaciones se alinean con los movimientos en la órbita de la Tierra que impactaron el clima en el pasado profundo, Científicos de Penn State encontraron.

Los hallazgos proporcionan nueva evidencia de cómo los cambios en el clima influyeron en las precipitaciones y las aguas subterráneas del planeta. un proceso que los científicos no han documentado bien, dijeron los investigadores.

"Este estudio muestra que las bandas de esfalerita se pueden utilizar como una huella digital de las aguas subterráneas en el pasado geológico, "dijo Mingsong Li, profesor asistente de investigación de geociencias en Penn State. "El agua subterránea es crucial para comprender el cambio global del nivel del mar, meteorización química y evolución del paisaje, y este estudio presenta una nueva idea para ayudar a discernir el papel del agua subterránea en el sistema de la Tierra ".

El aumento de la precipitación influyó en las bandas de color en las muestras de esfalerita del distrito de minerales del valle del Alto Mississippi en el medio oeste de EE. UU. dijeron los científicos. Más lluvia conduce a aguas subterráneas ricas en oxígeno que fluyen a las profundidades donde se formó el mineral, y el aumento de la oxidación dio como resultado bandas amarillas más claras. Los tiempos más secos produjeron colores marrones más oscuros.

Usando nueva tecnología de citas, los científicos encontraron que estos patrones de deposición se correspondían con cambios en la órbita de la Tierra durante decenas de miles a cientos de miles de años, conocido como ciclos astronómicos de Milankovitch.

Estos ciclos se refieren a cambios en la forma de la órbita de la Tierra y variaciones en la inclinación de su rotación que pueden haber conducido a cambios más cálidos, condiciones más húmedas para períodos de hace 299 millones a 252 millones de años, cuando se formó la esfalerita, dijeron los científicos.

"Lo que estamos haciendo es unir la investigación geoquímica sobre minerales con lo que sabemos sobre ciclos astronómicos de investigaciones muy diferentes, "dijo Hubert Barnes, distinguido profesor emérito de Penn State. "Nadie ha intentado esto antes".

La investigación se basa en trabajos anteriores que muestran fluidos hidrotermales que crearon depósitos de mineral en el Iowa actual, Illinois y Wisconsin comenzaron como agua subterránea en las Montañas Apalaches. El agua se calentó mediante procesos geotérmicos y recogió metales y solutos a lo largo de su viaje.

Pero en épocas de mucha precipitación, nuevas fuentes de agua subterránea fluyeron a aproximadamente 3, 000 pies debajo de la superficie llevando niveles más altos de oxígeno y mezclándose con los fluidos hidrotermales para crear bandas de diferentes colores en la esfalerita.

Los investigadores digitalizaron un perfil en escala de grises de la esfalerita de Wisconsin y analizaron las bandas utilizando un nuevo software informático que puede detectar señales periódicas en las muestras. Encontraron picos de frecuencia distintos en las bandas que se correlacionan con los ciclos de Milankovitch.

Los resultados, publicados hoy (12 de noviembre) en la revista Letras de perspectiva geoquímica —Podría ayudar a explicar los cambios en el nivel del mar durante los momentos de la historia de la Tierra en los que el planeta estaba demasiado caliente para el hielo, dijeron los científicos.

Los cambios en las aguas subterráneas pueden tener impactos reales en el nivel del mar. Si todas las aguas subterráneas se vieran a los océanos hoy, el nivel del mar subiría más de 180 pies, según los científicos.

Sin embargo, las proyecciones del nivel medio global del mar a largo plazo en escalas de tiempo de cientos a miles de años a menudo no incluyen las contribuciones del almacenamiento de agua terrestre, dijeron los científicos. El Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático, por ejemplo, considera que el almacenamiento de agua en la tierra contribuye al aumento del nivel del mar como pequeño.

"Esta investigación abre una nueva forma de evaluar el control climático en las actividades de las aguas subterráneas vinculadas a los ciclos globales del agua, "Dijo Li." Esta es la primera evidencia directa que muestra las actividades de las aguas subterráneas en el pasado profundo ".