Oceanógrafos de la Universidad de Hawai'i (UH) en Mānoa reconciliaron completamente las tendencias del ciclo del carbono y el clima de los últimos 50 millones de años, resolviendo una controversia debatida en la literatura científica durante décadas.
Las predicciones del cambio climático a futuro requieren una comprensión clara y matizada del clima pasado de la Tierra. En un estudio publicado en Science Advances, los oceanógrafos de la Universidad de Hawai'i (UH) en Mānoa reconciliaron completamente las tendencias del ciclo del carbono y el clima de los últimos 50 millones de años, resolviendo una controversia debatida en la literatura científica durante décadas.
A lo largo de la historia de la Tierra, el clima global y el ciclo global del carbono han experimentado cambios significativos, algunos de los cuales desafían la comprensión actual de la dinámica del ciclo del carbono.
Menos dióxido de carbono en la atmósfera enfría la Tierra y disminuye la meteorización de rocas y minerales en la tierra durante escalas de tiempo prolongadas. Menos meteorización debería conducir a una profundidad de compensación de calcita (CCD) menos profunda, que es la profundidad en el océano donde la tasa de material de carbonato que llueve es igual a la tasa de disolución de carbonato (también llamada "línea de nieve"). La profundidad del CCD se puede rastrear sobre el pasado geológico inspeccionando el contenido de carbonato de calcio de los núcleos de sedimentos del lecho marino.
La ex estudiante graduada de oceanografía Nemanja Komar y el profesor Richard Zeebe, ambos en la Escuela de Ciencias y Tecnología Oceánica y Terrestre de UH Mānoa (SOEST), aplicaron el modelo informático más completo de la química de carbonatos oceánicos y CCD hasta la fecha, lo que lo convierte en el primer estudio que une cuantitativamente todas las piezas importantes del ciclo del carbono a lo largo del Cenozoico (últimos 66 millones de años).
Contrariamente a las expectativas, los registros de carbonato de aguas profundas indican que a medida que el dióxido de carbono atmosférico (CO2) disminuyó durante los últimos 50 millones de años, la CCD global se profundizó (no se redujo), creando un enigma del ciclo del carbono.
"La posición variable del paleo-CCD a lo largo del tiempo lleva una señal de la dinámica del ciclo del carbono combinado del pasado", dijo Komar, autor principal del estudio. "Por lo tanto, rastrear la evolución de la CCD a través del Cenozoico e identificar los mecanismos responsables de sus fluctuaciones es importante para deconvolucionar los cambios pasados en el CO2 atmosférico , la meteorización y el entierro de carbonato en aguas profundas. A medida que el CO2 y la temperatura cayeron sobre el Cenozoico, la CCD debería haber sholed, pero los registros muestran que en realidad se profundizó".
El modelo informático de Komar y Zeebe les permitió investigar los posibles mecanismos responsables de las tendencias observadas a largo plazo y proporcionar un mecanismo para conciliar todas las observaciones.
"Sorprendentemente, mostramos que la respuesta CCD se desacopló de los cambios en las tasas de meteorización de silicatos y carbonatos, desafiando la hipótesis de levantamiento de larga data, que atribuye la respuesta CCD a un aumento en las tasas de meteorización debido a la formación del Himalaya y es contraria a nuestros hallazgos", dijo Komar.
Su investigación sugiere que la desconexión se desarrolló parcialmente debido a la creciente proporción de carbonato enterrado en el océano abierto en relación con la plataforma continental debido a la caída del nivel del mar a medida que la Tierra se enfrió y se formaron las capas de hielo continental. Además, las condiciones del océano provocaron la proliferación de organismos productores de carbonato en mar abierto durante ese período de tiempo.
"Nuestro trabajo proporciona una nueva perspectiva de los procesos fundamentales y la retroalimentación del sistema de la Tierra, que es fundamental para informar las predicciones futuras de los cambios en el clima y el ciclo del carbono", dijo Komar.
Los investigadores están trabajando actualmente en nuevas técnicas para restringir la cronología del clima y los cambios del ciclo del carbono durante los últimos 66 millones de años.
Más información: "Reconciling atmospheric CO2, weathering, and calcite compensation depth across the Cenozoic" Science Advances (2021). DOI: 10.1126/sciadv.abd4876
Nota original: University of Hawaii at Manoa
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