Un análisis de los núcleos de sedimentos del Mar de Bering ha revelado una relación recurrente entre climas más cálidos y episodios abruptos de "zonas muertas" de bajo oxígeno en el Océano Pacífico Norte subártico durante los últimos 1,2 millones de años.

El nuevo estudio, dirigido por investigadores de la UC Santa Cruz, fue publicado el 2 de junio en Avances de la ciencia . Los hallazgos proporcionan información crucial para comprender las causas de la falta de oxígeno o "hipoxia" en el Pacífico Norte y para predecir la aparición de condiciones hipóxicas en el futuro.

"Es esencial comprender si el cambio climático está empujando a los océanos hacia un 'punto de inflexión' para una hipoxia abrupta y severa que destruiría los ecosistemas, fuentes de comida, y economías, "dijo la primera autora Karla Knudson, quien dirigió el estudio como estudiante de posgrado en Ciencias de la Tierra en UCSC.

Los investigadores basaron sus hallazgos en un análisis de núcleos de sedimentos profundos de un sitio en el mar de Bering. Durante largos períodos de tiempo, los sedimentos se depositan y se acumulan en el fondo marino. La actividad de los organismos que viven en los sedimentos del lecho marino generalmente los interrumpe y los mezcla a medida que se acumulan. pero si la hipoxia ha matado a esos organismos, se conserva un patrón ordenado de capas. Por lo tanto, Los científicos pueden encontrar un registro de eventos hipóxicos pasados ​​en la forma de estos sedimentos estratificados o "laminados" en núcleos extraídos del lecho marino.

Los científicos saben desde hace mucho tiempo acerca de un episodio importante de hipoxia generalizada en el Pacífico Norte al final de la última edad de hielo. cuando el derretimiento de las capas de hielo envió una afluencia masiva de agua dulce al océano. El nuevo estudio proporciona los primeros registros de eventos anteriores de bajo nivel de oxígeno, y muestra que la ocurrencia más reciente no fue representativa de la mayoría de estos eventos en términos de mecanismos o tiempo.

"No se necesita una gran perturbación como el derretimiento de las capas de hielo para que esto suceda, "dijo la autora correspondiente Ana Christina Ravelo, profesor de ciencias oceánicas en UC Santa Cruz. "Estos eventos hipóxicos abruptos son en realidad comunes en el registro geológico, y no suelen estar asociados con la desglaciación. Casi siempre ocurren durante los períodos interglaciares cálidos, como en el que estamos ahora ".

La hipoxia se produce después de un intenso crecimiento de fitoplancton (algas marinas) en las aguas superficiales. Cuando muera el fitoplancton, se hunden más profundamente en el océano y se descomponen, que agota el oxígeno y libera dióxido de carbono en el agua debajo de la superficie. ¿Qué desencadena estos eventos? sin embargo, aún no está claro. Calentamiento del océano, altos niveles del mar, y la disponibilidad de hierro (un factor limitante para el crecimiento del fitoplancton) parecen jugar un papel.

"Nuestro estudio muestra que los niveles altos del mar, que ocurren durante climas interglaciales cálidos, contribuido a estos eventos hipóxicos, ", Dijo Knudson." Durante los niveles altos del mar, El hierro disuelto de las plataformas continentales inundadas se puede transferir al océano abierto y promover un intenso crecimiento de fitoplancton en las aguas superficiales ".

Aunque el nivel del mar alto es una condición de fondo importante, no es suficiente para desencadenar un evento hipóxico por sí solo. Cambios en la circulación oceánica, incluyendo afloramientos intensificados para traer más nutrientes a las aguas superficiales y corrientes más fuertes que podrían transferir hierro de la plataforma continental al océano abierto, puede desempeñar un papel fundamental, Dijo Knudson.

En la actualidad, Las zonas muertas regionales se producen en las zonas costeras de todo el mundo debido a los efectos de la temperatura del calentamiento climático. así como el enriquecimiento de nutrientes de las aguas costeras a partir de fertilizantes agrícolas. Pero incluso la enorme zona muerta en la desembocadura del río Mississippi palidece en comparación con la hipoxia generalizada que se produjo en todo el Océano Pacífico Norte al final de la última edad de hielo.

Debido a que el nuevo estudio se basa en núcleos de sedimentos de un solo sitio, los investigadores no conocen la extensión de las zonas muertas que registra, si estaban confinadas al mar de Bering o extendidas a través del borde del Pacífico norte como lo hizo el evento más reciente.

"No sabemos qué tan extensos fueron, pero sabemos que fueron muy intensos y duraron más que el evento de desglaciación que ha sido tan bien estudiado, "dijo Ravelo, quien fue codirector científico de la Expedición 323 del Programa Integrado de Perforación Oceánica, que recuperó los núcleos del mar de Bering en 2009.

Knudson dijo que los núcleos registran múltiples eventos durante cada período interglacial a lo largo del Pleistoceno, con transiciones abruptas donde aparecen y desaparecen sedimentos laminados en el núcleo.

Los nuevos hallazgos plantean preocupaciones sobre si el cambio climático y el calentamiento de los océanos conducirán a un punto de inflexión que desencadenaría una hipoxia generalizada en el Océano Pacífico Norte.

"El sistema está preparado para este tipo de eventos, ", Dijo Ravelo." Necesitamos saber qué tan extensos eran, y debemos repensar cómo se desencadenan estos eventos, porque ahora sabemos que no se necesita una gran perturbación. Este estudio prepara el escenario para una gran cantidad de trabajo de seguimiento ".