Investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia han terminado de investigar cómo el debilitamiento prehistórico de una importante corriente oceánica provocó una disminución de los nutrientes del océano y efectos negativos en la vida oceánica del Atlántico Norte. Los resultados respaldan las predicciones sobre cómo podrían reaccionar nuestros océanos ante un clima cambiante y qué significa eso para la vida oceánica.
El océano Atlántico Norte es un centro de actividad biológica, debido en gran parte a la Corriente del Golfo, que suministra una rica corriente de nutrientes. Los científicos han especulado que nuestro clima cambiante puede provocar una disminución de los nutrientes y la actividad biológica en el Atlántico Norte debido a un debilitamiento de la circulación oceánica, pero hasta ahora esta teoría solo había sido respaldada por modelos.
Ahora, al estudiar los sedimentos enterrados en el origen de la Corriente del Golfo, el equipo ha llevado a cabo una investigación, la primera de su tipo, sobre el impacto de un declive similar inducido por el clima hace casi 13.000 años, cuando la Tierra salió de la última edad de hielo. P>
El artículo, "Una disminución del flujo de nutrientes del Atlántico norte durante la reversión climática del Dryas más joven" se publicó en Science esta semana. Dirigido por Jean Lynch-Stieglitz, profesor de la Escuela de Ciencias Atmosféricas de la Tierra en Georgia Tech, el equipo también incluyó a antiguos alumnos de Lynch-Stieglitz:Tyler Vollmer, Shannon Valley y Eric Blackmon, junto con Sifan Gu (Escuela de la Universidad Jiao Tong). de Oceanografía) y Thomas Marchitto (Universidad de Colorado, Boulder).
"La investigación pone a prueba un concepto que hasta ahora sólo se había explorado en teoría y modelos", dice Lynch-Stieglitz. "La circulación de retorno del Atlántico a gran escala proporciona los nutrientes que sustentan la productividad biológica en el Atlántico Norte."
Dado que se espera que la corriente siga debilitándose durante el próximo siglo como resultado de las emisiones de gases de efecto invernadero, los investigadores anticipan que el Atlántico Norte recibirá cada vez menos nutrientes.
"Este concepto tiene implicaciones en el mundo real para la salud futura de los océanos y las pesquerías", explica Lynch-Stieglitz. Los impactos van desde una disminución en las poblaciones de peces hasta un impacto potencial en la cantidad de CO2 el océano puede absorber.
"Los dramáticos cambios climáticos que la Tierra ha experimentado en el pasado pueden ayudarnos a comprender qué partes del sistema terrestre son vulnerables al cambio y ayudarnos a evaluar ideas sobre los impactos del cambio climático en curso", añade.
Un misterio improbable
El equipo estudió el Dryas más joven, un período de tiempo durante la transición de la última edad de hielo cuando hubo un debilitamiento de la circulación atlántica. Al examinar cómo cambió el flujo de nutrientes cuando la circulación se debilitó en el pasado, los investigadores esperaban comprender mejor qué podemos esperar del calentamiento actual de los océanos.
Sin embargo, el equipo inicialmente no se propuso este objetivo en mente:el trabajo comenzó como un proyecto de investigación de pregrado con un misterio intrigante. Eric Blackmon, entonces estudiante en el laboratorio de Lynch-Stieglitz, estaba interesado en investigar la desaparición de una especie de plancton del Océano Atlántico Norte durante la última edad de hielo.
"El resultado de este estudio fue desconcertante", recuerda Lynch-Stieglitz. El equipo decidió utilizar una técnica poco utilizada para comprender mejor los resultados. El método de reconstrucción de la concentración de oxígeno en el agua de mar produjo un registro inusualmente claro de cómo la concentración de oxígeno en el agua de mar había cambiado a lo largo del tiempo.
"Nuestro equipo se dio cuenta de que, cuando se combinaba con una reconstrucción anterior de la química del agua de mar, la técnica proporcionaba información clave sobre la historia y los mecanismos del suministro de nutrientes al Océano Atlántico Norte", dice Lynch-Stieglitz. "Nos propusimos responder una pequeña pregunta y, en el camino, descubrimos que nuestros datos tienen implicaciones más amplias de las que anticipábamos".
Con esta nueva técnica, el equipo analizó capas de sedimentos en el Estrecho de Florida, un estrecho paso entre los Cayos de Florida y Cuba, donde se encuentran el Golfo de México y el Océano Atlántico. Al extraer muestras de estas capas y tomar una muestra cilíndrica, "las capas de sedimentos acumulados proporcionan una historia ambiental en el sitio", explica Lynch-Stieglitz. En este caso, "observamos cómo las conchas de organismos unicelulares llamados foraminíferos cambiado con el tiempo." Porque foraminíferos Viven en el fondo del océano, sus caparazones se acumulan dentro de cada capa de sedimento, preservando importantes firmas químicas que pueden usarse para reconstruir la química del océano en el que residían.
"Es bastante sorprendente que la química oceánica del pasado pueda reconstruirse con tanto detalle utilizando hermosas y diminutas conchas", afirma Lynch-Stieglitz.
La investigación demostró que durante el Dryas Reciente, a medida que la circulación invertida se debilitaba, los nutrientes en la Corriente del Golfo disminuyeron y la cantidad de oxígeno en el Estrecho de Florida aumentó. El equipo también descubrió que a medida que disminuía el flujo de nutrientes, también disminuía la cantidad de productividad biológica en el Atlántico Norte.
"El estudio representa un avance importante del indicador basado en isótopos de carbono para las concentraciones pasadas de oxígeno", dice Lynch-Stieglitz. "El registro es muy limpio y la magnitud y el momento de los cambios en el oxígeno disuelto se reflejan en un grado sorprendente en la reconstrucción del fosfato."
Más allá de estos hallazgos sobre cómo funciona el océano, el estudio del equipo sobre los foraminíferos También proporciona nuevas formas de comprender cómo circulan los nutrientes alrededor del océano y cómo investigamos esto. Estas ventanas a cómo cambiaron los océanos de la Tierra en el pasado proporcionan una herramienta fundamental para probar modelos, lo que nos permite predecir mejor cómo nuestros océanos y los recursos que proporcionan pueden responder al cambio climático en el futuro.
"Los cambios físicos en el sistema terrestre pueden tener cambios profundos en la vida en el océano e impactos de gran alcance", señala Lynch-Stieglitz. "El cambio climático es algo más que el clima."
Más información: Jean Lynch-Stieglitz et al, Una disminución del flujo de nutrientes del Atlántico norte durante la reversión climática del Younger Dryas, Ciencia (2024). DOI:10.1126/ciencia.adi5543
Información de la revista: Ciencia
Proporcionado por el Instituto de Tecnología de Georgia
