Se perforaron cuatro núcleos de hielo de la Antártida continental en la Antártida oriental, incluyendo dos como parte de la Travesía Científica Antártica del Año Polar Internacional Noruego-Americano. Crédito:Stein Tronstad
Muchos años atrás, al analizar muestras de núcleos de hielo de la isla James Ross de la Antártida, los científicos Joe McConnell, Doctor., y Nathan Chellman, Doctor., de DRI, y Robert Mulvaney, Doctor., del British Antarctic Survey notó algo inusual:un aumento sustancial en los niveles de carbono negro que comenzó alrededor del año 1300 y continuó hasta la actualidad.
Carbono negro, comúnmente conocido como hollín, es una partícula absorbente de luz que proviene de fuentes de combustión como la quema de biomasa (por ejemplo, incendios forestales) y, más recientemente, Combustión de combustibles fósiles. Trabajando en colaboración con un equipo internacional de científicos del Reino Unido, Austria, Noruega, Alemania, Australia, Argentina y los EE. UU., McConnell, Chellman, y Mulvaney se propuso descubrir los orígenes del aumento inesperado del carbono negro capturado en el hielo antártico.
Los hallazgos del equipo, que publicó esta semana en Naturaleza , apuntan a una fuente poco probable:las antiguas prácticas de quema de tierras maoríes en Nueva Zelanda, realizado a una escala que impactó la atmósfera en gran parte del hemisferio sur y eclipsó otras emisiones preindustriales en la región durante los últimos 2 años, 000 años.
"La idea de que los humanos en este momento de la historia causaron un cambio tan significativo en el carbono negro atmosférico a través de sus actividades de desmonte es bastante sorprendente, "dijo McConnell, profesor de investigación de hidrología en DRI que diseñó y dirigió el estudio. "Solíamos pensar que si retrocedías unos cientos de años, estarías mirando un prístino, mundo preindustrial, pero de este estudio queda claro que los seres humanos han estado impactando el medio ambiente sobre el Océano Austral y la Península Antártica durante al menos los últimos 700 años ".
El núcleo de la isla James Ross perforado hasta el lecho de roca en 2008 por el British Antarctic Survey proporcionó un registro sin precedentes de deposición de hollín en el norte de la Península Antártica durante los últimos 2000 años y reveló los sorprendentes impactos de la quema de los maoríes en Nueva Zelanda a partir de finales del siglo XIII. Robert Mulvaney, Doctor., en la foto aquí llevada colección del núcleo. Crédito:Jack Triest
Rastreando el carbón negro hasta su origen
Para identificar la fuente del carbón negro, El equipo de estudio analizó una serie de seis núcleos de hielo recolectados de la isla James Ross y la Antártida continental utilizando el exclusivo sistema analítico continuo de núcleos de hielo de DRI. El método utilizado para analizar el carbono negro en el hielo se desarrolló por primera vez en el laboratorio de McConnell en 2007.
Si bien el núcleo de hielo de la isla James Ross mostró un aumento notable en el carbono negro a partir del año 1300, con niveles que se triplicaron durante los 700 años que siguieron y alcanzaron su punto máximo durante los 16 th y 17 th siglos, Los niveles de carbono negro en sitios de la Antártida continental durante el mismo período de tiempo se mantuvieron relativamente estables.
Andreas Stohl, Doctor., de la Universidad de Viena dirigió simulaciones de modelos atmosféricos del transporte y la deposición de carbono negro alrededor del hemisferio sur que respaldaron los hallazgos.
"Según nuestros modelos y el patrón de deposición sobre la Antártida visto en el hielo, está claro que la Patagonia, Tasmania, y Nueva Zelanda fueron los puntos de origen más probables del aumento de las emisiones de carbono negro a partir de 1300, "dijo Stohl.
La deposición de carbono negro durante los últimos 2000 años medida en núcleos de hielo de la Tierra Dronning Maud en la Antártida continental y la Isla James Ross en el extremo norte de la Península Antártica. Los modelos atmosféricos y los registros de quema locales indican que el pronunciado aumento de la deposición en el norte de la Península Antártica a partir de finales del siglo XIII se relacionó con el asentamiento maorí de Nueva Zelanda a casi 4000 millas de distancia y su uso del fuego para la limpieza y gestión de tierras. El recuadro muestra las ubicaciones de Nueva Zelanda y los sitios de perforación de núcleos de hielo en la Antártida. Crédito:DRI
Después de consultar los registros de paleofire de cada una de las tres regiones, solo quedaba una posibilidad viable:Nueva Zelanda, donde los registros de carbón vegetal mostraron un aumento importante en la actividad de incendios a partir del año 1300. Esta fecha también coincidió con la llegada estimada, colonización, y la posterior quema de gran parte de las áreas boscosas de Nueva Zelanda por parte del pueblo maorí.
Esta fue una conclusión sorprendente, dada la superficie relativamente pequeña de Nueva Zelanda y la distancia (casi 4, 500 millas), ese humo habría viajado para llegar al sitio del núcleo de hielo en la isla James Ross.
"En comparación con la quema natural en lugares como el Amazonas, o África del Sur, o Australia, no se esperaría que la quema de maoríes en Nueva Zelanda tuviera un gran impacto, pero lo hace sobre el Océano Austral y la Península Antártica, "dijo Chellman, becario postdoctoral en DRI. "Ser capaz de utilizar registros de núcleos de hielo para mostrar los impactos en la química atmosférica que se extendieron por todo el Océano Austral, y poder atribuir eso a la llegada y el asentamiento de los maoríes en Nueva Zelanda hace 700 años fue realmente asombroso ".
Impactos de la investigación
Los hallazgos del estudio son importantes por varias razones. Primero, los resultados tienen importantes implicaciones para nuestra comprensión de la atmósfera y el clima de la Tierra. Los modelos climáticos modernos se basan en información precisa sobre el clima pasado para hacer proyecciones para el futuro, especialmente en las emisiones y concentraciones de carbono negro absorbente de luz relacionado con el equilibrio radiativo de la Tierra. Aunque a menudo se asume que los impactos humanos durante la época preindustrial fueron insignificantes en comparación con el fondo o la quema natural, este estudio proporciona nueva evidencia de que las emisiones de la quema relacionada con los humanos han impactado la atmósfera de la Tierra y posiblemente su clima mucho antes, y a escalas mucho mayores, de lo que se imaginaba anteriormente.
Campamento de perforación en la isla James Ross, norte de la Península Antártica. Crédito:Jack Triest
Segundo, las consecuencias de la quema de biomasa son ricas en micronutrientes como el hierro. El crecimiento de fitoplancton en gran parte del Océano Austral está limitado por nutrientes, por lo que el aumento de las consecuencias de la quema de los maoríes probablemente resultó en siglos de aumento del crecimiento de fitoplancton en grandes áreas del hemisferio sur.
Tercera, los resultados refinan lo que se sabe sobre el momento de la llegada de los maoríes a Nueva Zelanda, uno de los últimos lugares habitables en la tierra colonizados por humanos. Las fechas de llegada de los maoríes basadas en fechas de radiocarbono varían de 13 th hasta 14 th siglo, pero la datación más precisa posible gracias a los registros del núcleo de hielo señala el inicio de la quema a gran escala por parte de los primeros maoríes en Nueva Zelanda hasta 1297, con una incertidumbre de 30 años.
Medición de la química en una muestra longitudinal de un núcleo de hielo en el exclusivo sistema analítico de núcleos de hielo de DRI. Crédito:Joe McConnell / DRI
"A partir de este estudio y otros trabajos previos que ha realizado nuestro equipo, como el 2, Contaminación por plomo de miles de años en el Ártico desde la antigua Roma, Está claro que los registros de testigos de hielo son muy valiosos para conocer los impactos humanos pasados en el medio ambiente. "Dijo McConnell." Incluso las partes más remotas de la Tierra no eran necesariamente prístinas en tiempos preindustriales ".
