Un equipo internacional de científicos dirigido por el Centro Helmholtz del Instituto Alfred Wegener para la Investigación Polar y Marina AWI ha logrado abrir una nueva ventana a la historia climática del Océano Ártico. Utilizando muestras únicas de sedimentos de la Cordillera de Lomonosov, los investigadoresdescubrió que hace seis o diez millones de años, el Ártico central estaba completamente libre de hielo durante el verano y la temperatura de la superficie del mar alcanzaba valores de 4 a 9 grados centígrados. En primavera, otoño e invierno, sin embargo, el océano estaba cubierto por hielo marino de variablemedida, explican los científicos en la edición actual de la revista Comunicaciones de la naturaleza . Estos nuevos hallazgos de la región del Ártico proporcionan nuevos puntos de referencia para la reconstrucción y modelación climática global.
Los investigadores habían recuperado estas muestras de sedimento únicas durante una expedición con el rompehielos de investigación RV Polarstern de Alemania en el verano de 2014. "El hielo marino del Ártico es un componente muy crítico y sensible en el sistema climático global. Por lo tanto, es importante comprender mejor elprocesos que controlan los cambios presentes y pasados en el hielo marino. En este contexto, uno de los objetivos de nuestra expedición fue recuperar largos núcleos de sedimentos del Ártico central, que pueden usarse para reconstruir la historia de la capa de hielo marino del océano durante los últimos 50 millones de años.Hasta hace poco, solo unos pocos núcleos que representaban sedimentos tan viejos estaban disponibles, y, por lo tanto, nuestro conocimiento del clima ártico y la capa de hielo marino hace varios millones de años todavía es muy limitado ", dijo el Dr. Ruediger Stein, geólogo de AWI., líder de la expedición y autor principal del estudio, explica.
Los científicos encontraron un lugar ideal para recuperar los núcleos de sedimentos en la ladera occidental de la Cordillera de Lomonosov, una gran cadena de montañas submarinas en el Ártico central. "Esta pendiente debe haber experimentado deslizamientos de tierra gigantescos recurrentes en el pasado, lo que resultó en la exhumaciónde sedimentos antiguos y formaciones rocosas de más de 500 metros de espesor. También nos sorprendió la aparición generalizada de estas cicatrices de deslizamiento, que se extienden a lo largo de más de 300 kilómetros, casi desde el Polo Norte hasta el extremo sur delcresta en el lado siberiano ", explica Ruediger Stein.
El núcleo de sedimentos surge como un archivo climático único
En una acción de extracción de muestras de dos días, él y su equipo tomaron 18 núcleos de sedimentos de esta área angosta en Lomonosov Ridge a bordo del buque de investigación Polarstern. Aunque los núcleos de sedimentos recuperados tenían solo cuatro a ocho metros de largo, uno de ellos resultópara ser precisamente uno de esos archivos climáticos que los científicos habían estado buscando durante mucho tiempo ". Con la ayuda de ciertos microfósiles, llamados dinoflagelados, pudimos establecer sin ambigüedades que la parte inferior de este núcleo consta de aproximadamente seissedimentos de ocho millones de años de antigüedad, que remontan su historia geológica hasta el Mioceno tardío. Con la ayuda de los llamados "indicadores o indicadores climáticos", esto nos dio la oportunidad única de reconstruir las condiciones climáticas en el Océano Ártico central paraun período de tiempo para el cual solo se disponía de información muy vaga y contradictoria ", dice Stein.
Algunos científicos opinaron que el Océano Ártico central ya estaba cubierto de denso hielo marino durante todo el año hace seis o diez millones de años, aproximadamente en la misma medida que hoy. Los nuevos resultados de la investigación contradicen esta suposición ". Nuestros datosIndique claramente que hace seis o diez millones de años, el Polo Norte y todo el Océano Ártico central deben haber estado libres de hielo en el verano ", dice Stein.
Los biomarcadores conservados en el fondo del mar permiten conocer el pasado del clima
Esta declaración se basa en estudios de compuestos orgánicos llamados biomarcadores que fueron producidos por ciertos organismos que vivían en el Océano Ártico en ese momento y que se han conservado en los depósitos de sedimentos. Los investigadores pudieron extraer dos detales grupos marcadores de los sedimentos :
"El primer grupo de biomarcadores se deriva de algas carbonáceas que viven en aguas superficiales, es decir, necesitan aguas abiertas y, al ser plantas, dependen de la luz. Dado que en el Océano Ártico central la luz solar solo está disponible durante los meses de primavera y verano yestá completamente oscuro en todos los demás momentos, los datos derivados de estas algas carbonáceas nos proporcionan información sobre las condiciones de las aguas superficiales durante el período de verano ", dice Stein.
Además, estas algas carbonáceas producen diferentes compuestos de biomarcadores dependiendo de la temperatura del agua. "Estas moléculas nos permitieron estimar que la temperatura del agua superficial del Océano Ártico era de aproximadamente 4 a 9 grados centígrados en el Mioceno tardío. Debido a que estos valores están bienpor encima de cero, esta es una clara indicación de que existían condiciones sin hielo en el verano ", dice el científico.
Sin embargo, como muestra el segundo grupo de biomarcadores, el Océano Ártico no estuvo libre de hielo durante todo el año. Está formado por diatomeas específicas que viven en el hielo marino del Ártico. Ruediger Stein: "Al combinar nuestros registros de datos sobre aguas superficialestemperatura y hielo marino, ahora podemos demostrar por primera vez que hace seis o diez millones de años, el Océano Ártico central estaba libre de hielo en el verano. En la primavera y el invierno anterior, por otro lado, elel océano estaba cubierto por hielo marino. La capa de hielo estacional alrededor del Polo Norte debe haber sido similar a la de los mares marginales del Ártico hoy ".
Nuevos datos climáticos ayudan a mejorar los modelos climáticos
Estos nuevos hallazgos de la historia climática del Océano Ártico reconstruidos a partir de datos de sedimentos, se corroboran aún más mediante simulaciones climáticas, como lo demostraron los modeladores de AWI que participaron en este estudio. Sin embargo, esto solo se aplica si asumimos un dióxido de carbono relativamente altocontenido en la atmósfera de 450 ppm. Si los modelos climáticos se ejecutaron utilizando un contenido de dióxido de carbono significativamente menor de aproximadamente 280 ppm, como algunos estudios postulan para el Mioceno tardío, entonces no se puede simular un Ártico sin hielo.en el Mioceno era de hecho relativamente alto o si la sensibilidad del modelo es demasiado débil para simular la magnitud del calentamiento a altas latitudes en un clima más cálido que el moderno, actualmente está sujeto a una mayor investigación internacional. Uno de los objetivos generales aquí es mejorarla capacidad predictiva de los modelos climáticos. Ruediger Stein: "Una vez que nuestros modelos climáticos son capaces de reproducir de manera confiable la temperatura de las aguas superficiales y la capa de hielo marino del oídoEn otros períodos, también podremos mejorar aún más los modelos climáticos para una mejor predicción del futuro cambio climático y las condiciones del hielo marino en el Océano Ártico central, un gran desafío para todos nosotros en los próximos años ".
Más perforaciones científicas planificadas en la Cordillera de Lomonosov
A pesar de los resultados sobresalientes y la euforia que lo acompaña, los científicos participantes coinciden en que este fue simplemente el primer paso y que otros pasos importantes deben seguir ". Si bien nuestros nuevos núcleos de sedimentos nos brindan una visión inicial no soñada de la historia climática temprana deEn el Ártico, estos registros climáticos aún son muy incompletos. Para desentrañar por completo el gran misterio de la historia del clima ártico en los últimos 20 a 60 millones de años, necesitamos secuencias de sedimentos continuas mucho más largas, que solo pueden obtenerse mediante perforación.La expedición de perforación del Ártico que sigue siendo un gran desafío científico y técnico para las geociencias marinas ahora está planificada para 2018 en nuestra área de estudio en la Cordillera de Lomonosov, y se llevará a cabo como parte del programa internacional de perforación IODP International Ocean Discovery.Programa. Las investigaciones preliminares llevadas a cabo por nuestra expedición Polarstern han jugado un papel importante en la selección de las ubicaciones precisas de perforación, "RueDiger Stein, quien será uno de los líderes de expedición de la campaña de IODP en 2018, explica.
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Materiales proporcionado por Instituto Alfred Wegener, Centro Helmholtz de Investigación Polar y Marina . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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