Los océanos son el depósito más importante del planeta para el dióxido de carbono atmosférico en escalas de tiempo de décadas a milenios. Pero el proceso de encerrar los gases de efecto invernadero se debilita por la actividad del Océano Austral, por lo que un aumento en su actividad podría explicar el misterioso calorde los últimos 11,000 años, un equipo internacional de investigadores informa.
El calor de ese período se estabilizó por un aumento gradual en los niveles globales de dióxido de carbono, por lo que comprender la razón de ese aumento es de gran interés, dijo Daniel Sigman, profesor de Ciencias Geológicas y Geofísicas de Dusenbury en Princeton.
Los científicos han propuesto varias hipótesis para ese aumento de dióxido de carbono, pero su causa final sigue siendo desconocida. Ahora, una colaboración internacional liderada por científicos de Princeton y el Instituto Max Planck de Química apunta a un aumento en la surgencia del Océano Austral. Su investigación pareceen la edición actual de la revista Geociencia de la naturaleza .
"Creemos que podríamos haber encontrado la respuesta", dijo Sigman. "El aumento de la circulación en el Océano Austral permitió que el dióxido de carbono se filtre a la atmósfera, trabajando para calentar el planeta".
Sus hallazgos sobre los cambios oceánicos también podrían tener implicaciones para predecir cómo el calentamiento global afectará la circulación oceánica y cuánto aumentará el dióxido de carbono atmosférico debido a la quema de combustibles fósiles.
Durante años, los investigadores han sabido que el crecimiento y el hundimiento del fitoplancton bombea dióxido de carbono en las profundidades del océano, un proceso a menudo denominado "bomba biológica". La bomba biológica es impulsada principalmente por el océano de baja latitud, pero se deshace más cerca deLos polos, donde el dióxido de carbono se ventea a la atmósfera por la rápida exposición de las aguas profundas a la superficie, dijo Sigman. El peor delincuente es el Océano Austral, que rodea la Antártida. "A menudo nos referimos al Océano Austral como una fuga enla bomba biológica ", dijo Sigman.
Sigman y sus colegas han descubierto que un aumento en la corriente ascendente del Océano Austral podría ser responsable de estabilizar el clima del Holoceno, el período que se extiende más de 10,000 años antes de la Revolución Industrial.
La mayoría de los científicos están de acuerdo en que el calor del Holoceno fue crítico para el desarrollo de la civilización humana. El Holoceno fue un "período interglacial", uno de los raros intervalos de clima cálido que se han producido durante los ciclos de la era de hielo de los últimos millones de años.La retirada de los glaciares abrió un paisaje más expansivo para los humanos, y las mayores concentraciones de dióxido de carbono en la atmósfera generaron una agricultura más productiva, lo que permitió a las personas reducir sus actividades de recolección de cazadores y construir asentamientos permanentes.
El Holoceno difiere de otros períodos interglaciales en varias formas clave, dicen los investigadores. Por un lado, su clima era inusualmente estable, sin la tendencia de enfriamiento principal que es típica de los otros interglaciales. En segundo lugar, la concentración de dióxido de carbono en la atmósferaaumentó alrededor de 20 partes por millón ppm, de 260 ppm en el Holoceno temprano a 280 ppm en el Holoceno tardío, mientras que el dióxido de carbono fue típicamente estable o disminuyó durante otros períodos interglaciales.
En comparación, desde el comienzo de la industrialización hasta ahora, la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera ha aumentado de 280 a más de 400 ppm como consecuencia de la quema de combustibles fósiles.
"En este contexto, el aumento de 20 ppm observado durante el Holoceno puede parecer pequeño", dijo Sigman. "Sin embargo, los científicos creen que este pequeño pero significativo aumento desempeñó un papel clave en la prevención del enfriamiento progresivo sobre el Holoceno, lo que puede haber facilitadoel desarrollo de civilizaciones humanas complejas "
Para estudiar las posibles causas del aumento del dióxido de carbono del Holoceno, los investigadores investigaron tres tipos de fósiles de varias áreas diferentes del Océano Austral: diatomeas y foraminíferos, ambos microorganismos sin cáscara encontrados en los océanos y corales de aguas profundas.
A partir de las proporciones de isótopos de nitrógeno de la materia orgánica traza atrapada en las paredes minerales de estos fósiles, los científicos pudieron reconstruir la evolución de las concentraciones de nutrientes en las aguas superficiales del Océano Austral en los últimos 10,000 años.
"El método que utilizamos para analizar los fósiles es único y proporciona una nueva forma de estudiar los cambios pasados en las condiciones del océano", dice Anja Studer, primera autora del estudio, quien realizó la investigación mientras era una estudiante graduada que trabajaba en el laboratorio de Sigman.
Las mediciones de isótopos de nitrógeno unidos a fósiles indican que durante el Holoceno, cantidades crecientes de agua, ricas en nutrientes y dióxido de carbono, brotaron del océano profundo a la superficie del Océano Austral. Si bien la causa del aumento de la surgencia no espero claro, el proceso más probable parece ser un cambio en los "Roaring 40s", un cinturón de vientos que soplan hacia el este que rodean la Antártida.
Debido a la mejora de la corriente ascendente del Océano Austral, la bomba biológica se debilitó sobre el Holoceno, permitiendo que se filtre más dióxido de carbono del océano profundo a la atmósfera y, posiblemente, explicando el aumento de 20 ppm en el dióxido de carbono atmosférico.
"Este proceso está permitiendo que parte del dióxido de carbono profundamente almacenado invada de regreso a la atmósfera", dijo Sigman. "Estamos esencialmente perforando agujeros en la membrana de la bomba biológica".
El aumento en los niveles de dióxido de carbono atmosférico sobre el Holoceno trabajó para contrarrestar la tendencia al enfriamiento gradual que dominó la mayoría de los interglaciales anteriores. Por lo tanto, los nuevos resultados sugieren que el océano pudo haber sido responsable de la "estabilidad especial" del clima del Holoceno.
Los mismos procesos están funcionando hoy: la absorción de carbono por el océano está ralentizando el aumento del dióxido de carbono atmosférico producido por la quema de combustibles fósiles, y la corriente ascendente del Océano Austral todavía permite que parte de ese dióxido de carbono se ventile nuevamentela atmósfera.
"Si los hallazgos del Holoceno pueden usarse para predecir cómo cambiará la surgencia del Océano Austral en el futuro, mejorará nuestra capacidad de pronosticar cambios en el dióxido de carbono atmosférico y, por lo tanto, en el clima global", dijo Sigman.
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Materiales proporcionado por Universidad de Princeton . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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