Los científicos que estudian las hojas de un bosque de 23 millones de años han vinculado por primera vez los altos niveles de dióxido de carbono atmosférico con un mayor crecimiento de las plantas y el clima cálido de esa época. El hallazgo ayuda a comprender cómo el aumento de CO 2 calienta la Tierra y cómo la dinámica de la vida vegetal podría cambiar en décadas, cuando el CO 2 los niveles pueden reflejar de cerca los del pasado distante.
Los científicos recuperaron las hojas de un lecho único de un lago de Nueva Zelanda que contiene los restos de plantas, algas, arañas, escarabajos, moscas, hongos y otros seres vivos de un período cálido conocido como el Mioceno temprano. Los científicos han postulado durante mucho tiempo que el CO 2 era alto entonces, y algunas plantas podrían cosecharlo de manera más eficiente para la fotosíntesis. Este es el primer estudio que muestra que esas cosas realmente sucedieron en conjunto. Los hallazgos se publicaron esta semana en la revista Clima del pasado .
"Lo sorprendente es que estas hojas están básicamente momificadas, por lo que tenemos sus composiciones químicas originales y podemos ver todas sus características finas bajo un microscopio", dijo el autor principal Tammo Reichgelt, científico adjunto en Lamont-Doherty Earth de la Universidad de Columbia.Observatorio y profesor asistente de geociencias en la Universidad de Connecticut. "Se han ido acumulando pruebas de que CO 2 era alto entonces, pero ha habido paradojas ".
El llamado "efecto de fertilización con carbono" tiene vastas implicaciones. Los experimentos de laboratorio y de campo han demostrado que cuando el CO 2 los niveles aumentan, muchas plantas aumentan su tasa de fotosíntesis, porque pueden eliminar el carbono del aire de manera más eficiente y conservar el agua mientras lo hacen. De hecho, un estudio de 2016 basado en datos satelitales de la NASA muestra un efecto de "ecologización global" debido principalmentea niveles crecientes de CO producido por el hombre 2 en las últimas décadas; una cuarta parte a la mitad de las tierras con vegetación del planeta han experimentado aumentos en el volumen de hojas en árboles y plantas desde aproximadamente 1980. Se espera que el efecto continúe como CO 2 los niveles suben.
Esto puede parecer una buena noticia, pero la realidad es más compleja. Aumento de CO 2 la absorción no se acercará a compensar lo que los humanos están vertiendo en el aire. No todas las plantas pueden aprovechar, y entre las que lo hacen, los resultados pueden variar según la temperatura y la disponibilidad de agua o nutrientes. Y hay evidenciaque cuando algunos cultivos importantes realizan la fotosíntesis más rápidamente, absorben relativamente menos calcio, hierro, zinc y otros minerales vitales para la nutrición humana. Debido a que gran parte de la vida vegetal actual evolucionó en un ambiente templado y bajo en CO 2 mundo, algunos ecosistemas naturales y agrícolas podrían verse alterados por un mayor CO 2 los niveles, junto con el aumento de las temperaturas y los cambios en las precipitaciones que traen consigo. "Cualquiera puede adivinar cómo se desarrollará", dijo Reichgelt. "Es otra capa de estrés para las plantas. Podría ser excelente para algunas y horrible para otras."
El depósito está ubicado en un pequeño cráter volcánico extinto hace mucho tiempo que ahora se encuentra en una granja cerca de la ciudad de Dunedin, en el sur de Nueva Zelanda. El cráter, de aproximadamente un kilómetro de ancho, una vez tuvo un lago aislado donde se acumularon capas sucesivas de sedimentosLa característica fue reconocida solo en los últimos 15 años; los científicos la llamaron Foulden Maar. Reconociéndola como una mina de oro científica, la han estado estudiando desde entonces. Algunos también han estado luchando contra una empresa minera real que quieredespojar el depósito para la alimentación del ganado
En el nuevo estudio, los investigadores tomaron muestras de un testigo de perforación de 2009 que penetró 100 metros hasta cerca del fondo del lecho del lago ahora seco. Guardado entre capas anuales blanquecinas de algas ricas en sílice que florecieron cada primavera durante 120.000 añosson capas alternas negruzcas de materia orgánica que cayeron durante otras estaciones. Estas incluyen innumerables hojas de un bosque subtropical siempre verde. Se conservan tan perfectamente que los científicos pueden ver las venas microscópicas y los estomas, los poros por los que las hojas absorben el aire y liberan agua al mismo tiempo.durante la fotosíntesis. A diferencia de la mayoría de los fósiles, las hojas también conservan su composición química original. Es el único depósito conocido en el hemisferio sur, y está mucho mejor conservado que los pocos similares conocidos del norte.
El Mioceno ha sido durante mucho tiempo una fuente de confusión para los investigadores del paleoclima. Se cree que las temperaturas globales promedio fueron de 3 a 7 grados C más altas que en la actualidad, y el hielo desapareció en gran parte en los polos. Sin embargo, muchos proxies, principalmente derivados de organismos marinos,han sugerido CO 2 los niveles eran solo alrededor de 300 partes por millón, similares a los de la época humana preindustrial, y no lo suficiente como para explicar tal calentamiento. Con evidencia de alto CO 2 escurridizo, los científicos han especulado que las mediciones proxy anteriores deben estar apagadas.
Basado en el nuevo estudio y uno anterior relacionado también en Foulden Maar, los investigadores pudieron llegar a este enigma. Analizaron los isótopos de carbono dentro de las hojas de media docena de especies de árboles que se encuentran en varios niveles en el depósito.les ayudó a concentrarse en el contenido de carbono de la atmósfera en ese momento. También analizaron la geometría de los estomas de las hojas y otras características anatómicas, y las compararon con las hojas modernas. Al combinar todos los datos en un modelo, encontraron queCO 2 no fue de 300 ppm, pero de aproximadamente 450; una buena coincidencia para los datos de temperatura. En segundo lugar, demostraron que los árboles eran muy eficientes para absorber carbono a través de los estomas, sin perder mucha agua por la misma ruta, un factor que todosLas plantas deben tener en cuenta. Esto les permitió crecer en áreas marginales que de otro modo habrían sido demasiado secas para los bosques. Los investigadores dicen que esta mayor eficiencia probablemente se reflejó en los bosques de las latitudes templadas del norte, con sus masas de tierra mucho mayores.
Las emisiones humanas ahora han impulsado el CO 2 niveles de alrededor de 415 partes por millón, y casi con certeza llegarán a 450 para 2040, idénticos a los experimentados por el bosque de Foulden Maar. Las estimaciones de los aumentos de temperatura resultantes durante décadas y siglos varían, pero el nuevo estudio sugiere que la mayoríaestán en el estadio.
"Todo encaja, todo tiene sentido", dijo el coautor del estudio William D'Andrea, científico del paleoclima en Lamont-Doherty. Además de mostrar cómo las plantas pueden reaccionar directamente al CO 2 , "esto debería darnos más confianza sobre cómo cambiarán las temperaturas con el CO 2 niveles ", dijo.
La coautora del estudio, Daphne Lee, paleontóloga de la Universidad de Otago de Nueva Zelanda, encabezó la tarea de estudiar el rico ecosistema de Foulden Maar después de que salió a la luz. Más recientemente, se convirtió en una defensora inesperada del maar, cuando una empresa con propietarios en Malasiay el Reino Unido anunció planes para extraer el depósito para utilizarlo como aditivo alimentario para cerdos, patos y otros animales de cría intensiva. Con muchos más descubrimientos probablemente por hacer, los científicos se horrorizaron y se aliaron con los lugareños que temían el ruidoy polvo. El ayuntamiento de Dunedin ahora está considerando comprar el terreno para protegerlo.
El estudio también fue coautor de Ailín del Valdivia-McCarthy, una ex pasante en Lamont-Doherty; Bethany Fox de la Universidad de Huddersfield; Jennifer Bannister de la Universidad de Otago; John Conran de la Universidad de Adelaide; y William Lee dela Universidad de Auckland.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de la Tierra en la Universidad de Columbia . Original escrito por Kevin Krajick. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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