El Niño/Oscilación del Sur (ENOS) es un fenómeno climático global más famoso por la fase de El Niño caracterizada por temperaturas cálidas en la superficie del mar en el Océano Pacífico oriental, intensas tormentas invernales y altas precipitaciones. El Niño afecta a las plantas, los animales y las personas de todo el mundo al devastar las pesquerías del Pacífico, provocar sequías en algunas partes del mundo e inundaciones masivas en otras.

Muchos modelos predicen que el cambio climático impulsará eventos de El Niño más intensos y frecuentes. Sin embargo, nuestro conocimiento de ENSO y su influencia en los ecosistemas a partir de registros históricos o instrumentales solo se remonta a unos 200 años, lo que dificulta comprender lo que deparará el futuro a largo plazo para un mundo dominado por El Niño.

Un equipo de investigadores dirigido por la Universidad de Utah creó un análisis detallado del impacto de El Niño en las comunidades animales durante los últimos 12 000 años. El estudio se publicó en línea en la revista Science el 8 de septiembre de 2022.

En el nuevo estudio, los autores aprovecharon un sitio costero de refugio rocoso llamado Abrigo de los Escorpiones (Escorpiones), una de las colecciones más grandes y mejor fechadas de huesos de vertebrados depositados por humanos y aves rapaces en la costa del Pacífico de América del Norte. El sitio fue excavado por Ruth Gruhn y Alan Bryan de la Universidad de Alberta entre 2000 y 2004. Para este estudio, los autores se centraron en la fauna de peces y aves, identificando especies a partir de pequeños fragmentos de huesos. Luego compararon los conjuntos de fauna con las capas de sedimentos del lago Pallcacocha de Ecuador, uno de los registros continuos más ampliamente aplicados de eventos prehistóricos de El Niño.

Su análisis reveló un patrón sorprendente:cuando ocurrían cinco o más eventos importantes de El Niño por siglo, los ecosistemas marinos y terrestres se reestructuraban drásticamente a una fase de baja productividad marina y alta productividad terrestre. El punto de inflexión de cinco por siglo se produjo por primera vez hace unos 7000 años y continuó durante varios milenios, lo que impulsó un período de productividad marina estable pero baja.

Si los eventos fuertes de El Niño aumentan en el futuro, como muchos modelos climáticos proyectan ahora, este umbral ecológico sugiere que ENOS desempeñará un papel cada vez más importante en el control de la estructura de los futuros ecosistemas terrestres y marinos del Pacífico oriental y la biosfera de la Tierra en general.

"Nuestra ventana limitada de experiencia con El Niño nos lleva a pensar que más El Niño equivale a más variabilidad, más cambio, más cambios. Pero nuestras percepciones se basan únicamente en una ventana de tiempo muy estrecha en la era moderna que en el gran esquema de cosas, es un período en el que El Niño es muy poco común", dijo Jack Broughton, profesor de antropología en la Universidad de Utah y autor principal del estudio. "Hemos demostrado que, en general, mucho El Niño equivale a mucha estabilidad. Para las comunidades costeras del Pacífico oriental, esto significa un tramo estable de ecosistemas marinos improductivos. Y eso tiene enormes implicaciones para tantos aspectos diferentes de la vida en la Tierra". ."

En los años sin El Niño, la costa oriental del Pacífico rebosa de vida debido al agua fría y rica en nutrientes que surge a la superficie y sostiene las comunidades de plancton en las que se basa la vida marina. Durante El Niño, la superficie del mar se vuelve mucho más cálida, lo que hace que las densidades de plancton caigan en picado. Esto se propaga a través de los niveles tróficos superiores:los peces pequeños que se alimentan del plancton, los peces más grandes que se alimentan de los peces pequeños, las aves que se alimentan de los peces, los mamíferos marinos que se alimentan de las aves y los peces. En contraste, El Niño provoca fuertes lluvias en los ecosistemas terrestres de la región, produciendo una gran productividad para los recursos terrestres. Esto concuerda con un estudio de 2015 donde Broughton y colaboradores encontraron que las poblaciones de conejos estaban fuertemente controladas por la variación de El Niño, según datos de Escorpiones y el lago Pallcacocha.

Junto con las implicaciones para el futuro, los hallazgos iluminan momentos importantes de nuestro pasado, incluida la migración humana a las Américas, el uso humano variable de los hábitats costeros e interiores y la extinción del pato no volador Chendytes.

Un abrigo rocoso y el lecho de un lago:archivos extraordinarios

La lluvia y el agua de las tierras altas circundantes han fluido hacia el lago Pallcacocha durante los últimos 12.000 años. Durante las grandes tormentas que son firmas de los eventos de El Niño, un gran volumen de material se vierte en el lago y se deposita en el fondo en una capa gruesa de color claro. En los años con menos eventos de El Niño, el sedimento se deposita en capas mucho más delgadas y oscuras. Trabajos anteriores dataron con radiocarbono cada capa y las dividieron en incrementos de cien años. Las bandas gruesas se correlacionaron precisamente con registros instrumentales e históricos de fuertes eventos de El Niño durante los últimos ~200 años.

El refugio rocoso de Escorpiones, ubicado en la costa noroeste de Baja California, México, contiene un depósito de 26 pies (8 metros) de profundidad de conchas desechadas, huesos de animales y artefactos arqueológicos, con 97 fechas de radiocarbono que revelan una antigüedad de 12,000 años. Historia cronológica de la deposición humana y de rapaces. Este estudio identificó 18.623 ejemplares de peces marinos y aves marinas y terrestres que representaban 132 especies, un arduo trabajo que se llevó a cabo durante los últimos 14 años. Los investigadores organizaron los especímenes en incrementos de 100 años para alinearlos con el registro paleo-ENSO.

Pallcacocha reveló una casi ausencia de ENOS entre hace 11.000 y 7.000 años con la frecuencia de El Niño aumentando dramáticamente entre hace 7.000 y 5.000 años. En el registro de Escorpiones, las especies de aves y peces eran extremadamente variables antes de que emergiera el ENOS. Cuando El Niño entró en la fase de alta frecuencia, las comunidades animales se reestructuraron drásticamente y luego se mantuvieron relativamente estables. Las aves marinas, como el arao común y la pardela, y las especies de peces asociadas con aguas frías, como el róbalo y la lubina, eran muy abundantes cuando los eventos de El Niño eran raros, pero disminuyeron drásticamente después de que comenzó la fase de alta frecuencia. Además, las especies de aves terrestres explotaron durante los años fuertes de El Niño.

"Este número mágico es cinco eventos fuertes de El Niño por siglo, no solo lo observamos a simple vista. Se basa en pruebas estadísticas que nos muestran que las faunas enteras están cambiando de esta manera, no solo unas pocas especies aisladas", dijo Broughton.

Migración humana, uso del suelo y extinción de patos no voladores

Este punto de inflexión ecológico tiene amplias implicaciones, incluso para nuestra comprensión de la colonización humana de las Américas. Los hallazgos respaldan la "hipótesis de la autopista Kelp" que afirma que los primeros colonos habrían seguido bosques de algas saludables desde el noreste de Asia, a través del estrecho de Bering y hacia las Américas. Según el registro de Escorpiones, la costa oriental del Pacífico tenía bosques de algas marinas libres de El Niño y ricos en nutrientes hace unos 12.000 años, cuando se supone que los humanos hicieron el viaje.

El estudio también muestra que los pueblos del pasado fueron sensibles a estos cambios, pasando mucho más tiempo en la costa, en Escorpiones, durante aquellos períodos en los que El Niño era poco frecuente y el ambiente marino era altamente productivo. Se alejaron del sitio, presumiblemente hacia el interior, durante los años de El Niño cuando florecieron los hábitats terrestres.

"Este registro brinda una idea de cómo las poblaciones del pasado se adaptaron a los desafíos específicos causados ​​por el cambio climático, en este caso al migrar a entornos más productivos cuando los ecosistemas costeros declinaron", dijo Brian Codding, profesor de antropología en la U y coautor del estudio. estudiar. El registro de la frecuencia de uso de sitios humanos se basó en las tendencias en las frecuencias de los artefactos recuperados por siglo.

Los hallazgos también sugieren que El Niño desempeñó un papel en la extinción de Chendytes , un pato no volador del tamaño de un ganso que se suponía que había sido cazado en exceso por los humanos. Escorpiones ha brindado el relato más detallado de la historia del pato y sugiere que, si bien la gente lo había estado comiendo durante al menos 6000 años, solo desapareció alrededor del período en que las frecuencias de El Niño aumentaron dramáticamente y cuando hubo muchos otros cambios en la ecología marina, incluidas las depresiones de otras aves marinas.

"El registro detallado de Escorpiones ilustra la importancia del cambio ambiental para impulsar la extinción de Chendytes , que soportó milenios de depredación humana solo para desaparecer después de que los eventos de El Niño se hicieron más frecuentes", dijo Tyler Faith, profesor asociado de antropología en la U, curador del Museo de Historia Natural de Utah y coautor del estudio.

Próximos pasos

Existen algunas limitaciones en el estudio. El lago solo registra eventos de El Niño moderados o fuertes, por lo que los autores no pudieron evaluar si los eventos de El Niño débiles impactaron a las faunas. El trabajo adicional que evalúe los patrones entre eventos de El Niño débiles y fuertes puede aclarar este tema. Para comprender mejor estos patrones, los investigadores están analizando actualmente cómo mamíferos como focas, nutrias marinas y leones marinos se vieron afectados por El Niño y si pueden estar presentes efectos de umbral adicionales de El Niño a escala milenaria.

Hay muchos otros factores que influyen en los ecosistemas marinos y terrestres en el área de estudio, incluidos otros sistemas y procesos climáticos. Los autores enfatizan esto, pero parece que El Niño controla los ecosistemas marinos/terrestres cuando ocurre con mucha frecuencia. Durante las fases en las que ENSO está tranquilo, otros sistemas oceanográficos o climáticos (como la Oscilación Decadal del Pacífico, el Monzón de América del Norte) tienen efectos importantes.

"Los eventos de El Niño tienen el mayor efecto de control sobre estos ecosistemas cuando ocurren más allá del umbral crítico de cinco veces por siglo", dijo Broughton. "Si los eventos fuertes de El Niño aumentan en el futuro, nuestro análisis sugiere que la productividad terrestre aumentará, pero los ecosistemas marinos del Pacífico oriental se verán obligados a regresar a un estado más estable pero menos productivo".

Otros coautores del estudio son Joan Coltrain e Isaac Hart de la Universidad de Utah, Kathryn Mohlenhoff de Paleowest y Ruth Gruhn de la Universidad de Alberta. + Explora más

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