Eventos Climáticos Antiguos: Máximo Térmico del Paleoceno Eoceno
Eventos Climáticos antiguos: Máximo Térmico del Paleoceno Eoceno
El Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno (PETM) a 56 millones de años antes del presente es posiblemente el mejor análogo antiguo del cambio climático moderno. El PETM involucró más de 5oC de calentamiento en 15-20 mil años (en realidad un poco más lento que las tasas de calentamiento en los últimos 50 años), alimentado por la entrada de más de 2000 gigatoneladas (¡un gigatonelada es mil millones de toneladas!) de carbono a la atmósfera. La MEPT se asoció con el mayor evento de extinción masiva en aguas profundas en los últimos 93 millones de años y con una notable diversificación de la vida en la superficie del océano y en la tierra. Debido a su importancia potencial, los geólogos se han reunido para estudiar el evento y ha sido un tema de gran interés, y más que un poco de controversia, durante los últimos 25 años. Por esta razón, también, dedicamos considerable atención al evento aquí.
La evidencia del calentamiento proviene de una variedad de fuentes, la más convincente de las cuales son los isótopos de oxígeno de foramos planctónicos y bentónicos en núcleos de aguas profundas. Estos datos sugieren un calentamiento significativo de 6-8 Oc de las aguas superficiales del océano en una gama de latitudes, así como de las aguas profundas. No necesitamos entrar en detalles aquí, pero esto se convierte en 4-5 oC de la temperatura media de la Tierra, lo que es bastante significativo. A modo de comparación, el calentamiento global desde la revolución industrial es de aproximadamente 1,2 oC. Hoy en día, el calentamiento es el resultado de las actividades humanas, pero solo había primates muy primitivos en el momento de la PETM, y no conducían automóviles (!), entonces, ¿qué causó el calentamiento en ese entonces?
El cambio de isótopos de oxígeno es un cambio grande y negativo de 4 a 5 por mil en isótopos de carbono que se usa para definir la extensión geológica del evento. La excursión isotópica se ha identificado en sedimentos depositados en el océano y en los depositados en ambientes terrestres como lagos y ríos. Se llama una espiga dorada porque se puede correlacionar en todo el mundo y marca un horizonte de tiempo preciso, de hecho, la excursión es ahora la definición formal del límite entre las eras Paleoceno y Eoceno. Además, la excursión en sedimentos terrestres nos permite correlacionar los cambios que ocurrieron en tierra durante el PETM con los que tuvieron lugar en el océano. A continuación se muestra cómo se ve el PETM en el Big Horn Basin en Wyoming.
El contenido de CO2 en la atmósfera aumentó 3-4 veces durante el PETM. Independientemente de si proviene de automóviles, fábricas o de fuentes no humanas, el CO2 es un gas de efecto invernadero y hace que la atmósfera se caliente. Como consecuencia, las temperaturas de la superficie del océano en el pico del evento fueron extremadamente cálidas, especialmente en las latitudes altas. Frente a la costa de la Antártida, un lugar que hoy está cerca de la congelación, los océanos estaban a unos 20oC (68 oF) en el pico del PETM! ¡Imagínese saltar al océano desde la Antártida hoy! Las temperaturas del océano tropical eran muy calurosas. Un artículo reciente indica que las temperaturas frente a la costa de África Occidental fueron de 36 ° C, que es de 97 ° C! Ahora he estado nadando en Miami en agosto y se siente como una bañera a 88 de, pero 97 de es prácticamente inhabitable! El PETM también se asoció con cambios importantes en las propiedades de las profundidades oceánicas. A diferencia de hoy, cuando las aguas oceánicas profundas se caracterizan por temperaturas cercanas a la congelación, las aguas profundas de PETM eran de 10 a 15o C. Esto puede no parecer tan cálido, pero no hay duda de que causó un cambio fundamental en la forma en que funcionaba la circulación en el océano. El nivel del mar fue un poco más alto durante el PETM, y los continentes estaban en diferentes posiciones, como se muestra en el mapa a continuación.
Probablemente, la causa de estas cálidas aguas profundas fue que provenían de diferentes ubicaciones oceánicas superficiales que en la actualidad (consulte el Módulo 6 para obtener más detalles sobre las fuentes de las aguas profundas modernas), combinadas con el calentamiento que tuvo lugar en el océano superficial. Como las aguas más cálidas contienen menos oxígeno que las aguas frías, las aguas profundas de PETM en muchos lugares probablemente estaban cerca de una condición conocida como hipoxia (aprenderemos más sobre esto en el Módulo 6). La palabra hipoxia no suena demasiado angustiosa, pero imagine por un minuto que es un pez y necesita oxígeno para respirar. ¡La hipoxia habría sido realmente horrible para una criatura así! Finalmente, la entrada de tanto CO2 en el océano hizo que las aguas oceánicas se volvieran más ácidas y condujeran a una condición conocida como acidificación del océano (¡lamento seguir saltando, pero aprenderemos mucho más sobre esto en el Módulo 7!). La acidificación del océano profundo durante el PETM es bien aceptada y se observa mediante la disolución completa de todas las conchas de CaCO3 que llovieron sobre el fondo marino. Para las criaturas que requieren un caparazón para protegerse de los depredadores y para proteger las partes celulares blandas del áspero océano, la acidificación habría sido desastrosa. En comparación, el océano poco profundo experimentó una disminución mucho más leve en su acidez y las criaturas cubiertas continuaron prosperando allí.