Un foraminífero vivo, un tipo de plancton marino, que los investigadores crecieron en cultivo de laboratorio. Para reconstruir el clima pasado, Se recolectan especímenes fosilizados de sedimentos de aguas profundas. Crédito:Bärbel Hönisch / Observatorio de la Tierra Lamont-Doherty
Un nuevo estudio de un período antiguo que se considera el análogo natural más cercano a la era de las emisiones de carbono humanas modernas ha encontrado que el vulcanismo masivo envió grandes olas de carbono a los océanos durante miles de años, pero que la naturaleza no se acercó a igualar lo que los humanos estamos haciendo hoy. El estudio estima que los humanos ahora están introduciendo el elemento de tres a ocho veces más rápido, o posiblemente incluso más. Las consecuencias para la vida tanto en el agua como en la tierra son potencialmente catastróficas. Los hallazgos aparecen esta semana en la revista. procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias .
Investigadores del Observatorio Terrestre Lamont-Doherty de la Universidad de Columbia examinaron las condiciones del océano hace 55,6 millones de años, un tiempo conocido como Máximo Térmico Paleoceno-Eoceno (PETM). Antes de esto, el planeta ya era considerablemente más cálido de lo que es hoy, y el altísimo CO 2 Los niveles de PETM elevaron las temperaturas de 5 a 8 grados C (9 a 14 grados F). Los océanos absorbieron grandes cantidades de carbono, estimular reacciones químicas que hicieron que las aguas se volvieran muy ácidas, y matar o dañar muchas especies marinas.
Los científicos conocen desde hace años el aumento de carbono del PETM, pero hasta ahora han sido inestables sobre lo que lo causó. Aparte del vulcanismo, Las hipótesis han incluido la disolución repentina del metano congelado (que contiene carbono) de los lodos del fondo del océano, o incluso una colisión con un cometa. Los investigadores también han estado inseguros acerca de la cantidad de dióxido de carbono presente en el aire, y por lo tanto cuánto absorbieron los océanos. El nuevo estudio solidifica tanto la teoría del volcán, y la cantidad de carbono que se liberó al aire.
La investigación es directamente relevante para la actualidad, dijo la autora principal, Laura Haynes, quien hizo la investigación como estudiante de posgrado en Lamont-Doherty. "Queremos entender cómo el sistema terrestre va a responder a la rápida CO 2 emisiones ahora, ", dijo." El PETM no es el análogo perfecto, pero es lo más parecido que tenemos. Hoy dia, las cosas se están moviendo mucho más rápido ". Haynes es ahora profesor asistente en Vassar College.
El coautor del estudio Bärbel Hönisch captura foraminíferos a ocho millas de Puerto Rico, cerca de la superficie del océano. Las muestras se llevaron al laboratorio para incubarlas en condiciones controladas. Crédito:Laura Haynes / Observatorio de la Tierra Lamont-Doherty
Hasta ahora, Los estudios marinos del PETM se han basado en escasos datos químicos de los océanos, y supuestos basados en cierto grado de conjeturas que los investigadores introdujeron en modelos informáticos.
Los autores del nuevo estudio abordaron las preguntas de forma más directa. Lo hicieron cultivando pequeños organismos marinos con caparazón llamados foraminíferos en agua de mar que formularon para parecerse a las condiciones altamente ácidas del PETM. Registraron cómo los organismos absorbieron el elemento boro en sus caparazones durante el crecimiento. Luego compararon estos datos con análisis de boro de foraminíferos fosilizados en núcleos del fondo del océano Pacífico y Atlántico que abarcan el PETM. Esto les permitió identificar firmas de isótopos de carbono asociadas con fuentes de carbono específicas. Esto indicó que los volcanes eran la fuente principal, probablemente de erupciones masivas centradas alrededor de lo que ahora es Islandia. a medida que se abría el océano Atlántico norte, y el norte de América del Norte y Groenlandia se separaron del norte de Europa.
Los investigadores dicen que los pulsos de carbono, que otros estiman que duró al menos 4, 000 a 5, 000 años, agregó hasta 14,9 billones de toneladas métricas de carbono a los océanos, un aumento de dos tercios con respecto a su contenido anterior. El carbono habría venido del CO 2 emitidos directamente por las erupciones, la combustión de las rocas sedimentarias circundantes, y algo de metano brotando de las profundidades. A medida que los océanos absorbieron carbono del aire, las aguas se volvieron muy ácidas, y permaneció así durante decenas de miles de años. Hay evidencia de que esto mató a gran parte de la vida de las profundidades marinas, y probablemente también otras criaturas marinas.
Hoy dia, las emisiones humanas están provocando que el dióxido de carbono en la atmósfera se dispare, y los océanos vuelven a absorber gran parte de ella. La diferencia es que lo estamos introduciendo mucho más rápido que los volcanes, en décadas en lugar de milenios. Los niveles atmosféricos se han disparado de aproximadamente 280 partes por millón en el siglo XVIII a aproximadamente 415 en la actualidad. y están en camino de seguir aumentando rápidamente. Los niveles atmosféricos ya serían mucho más altos si los océanos no absorbieran tanto. Como ellos, La rápida acidificación está empezando a estresar la vida marina.
"Si agrega carbón lentamente, los seres vivos pueden adaptarse. Si lo haces muy rápido ese es un gran problema, "dijo el coautor del estudio, Bärbel Hönisch, un geoquímico en Lamont-Doherty. Señaló que incluso al ritmo mucho más lento del PETM, la vida marina sufrió importantes muertes. "El pasado vio algunas consecuencias realmente nefastas, y eso no augura nada bueno para el futuro, ", dijo." Estamos superando al pasado, y las consecuencias probablemente serán muy graves ".
