La desaceleración de la circulación oceánica en la antigüedad señala los riesgos climáticos futuros
Las circulaciones oceánicas globales regulan el clima de la Tierra llevando calor sobrante desde los trópicos hacia los polos. Si estas circulaciones cambiaran o se ralentizaran, entonces nuestro clima sería completamente diferente al que conocemos
Un estudio de UC Riverside muestra que los episodios de calor extremo en el pasado de la Tierra provocaron una disminución en el intercambio de aguas superficiales y profundas del océano. Este sistema, a menudo descrito como la "cinta transportadora global", redistribuye el calor globalmente, haciendo habitables grandes áreas del planeta.
La cambiante circulación oceánica global en el pasado y sus implicaciones para el futuro
Un estudio, publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences, PNAS, utilizó conchas fosilizadas de antiguos sedimentos de aguas profundas para demostrar cómo funcionaba la cinta transportadora hace unos 50 millones de años. El clima de este período se asemeja a las condiciones previstas para finales de este siglo si no se realizan reducciones significativas de las emisiones de carbono.
Los océanos regulan el clima de la Tierra moviendo agua cálida desde el ecuador a los polos, equilibrando las temperaturas. Sin esta circulación, los trópicos serían mucho más calientes y los polos mucho más fríos, lo que provocaría cambios climáticos abruptos. Los océanos también eliminan dióxido de carbono antropogénico de la atmósfera. Los océanos son, con mucho, la mayor reserva de carbono existente en la superficie de la Tierra en la actualidad, dijo Sandra Kirtland Turner, vicepresidenta del Departamento de Ciencias Planetarias y Terrestres de la UCR y primera autora del estudio.
Hoy en día, los océanos contienen casi 40 billones de toneladas de carbono, más de 40 veces la cantidad de carbono de la atmósfera. Los océanos también absorben alrededor de una cuarta parte de las emisiones antropogénicas de CO2, afirmó Kirtland Turner.
Eventos hipertermales
El equipo de investigación estudió la época del Eoceno temprano, hace entre 49 y 53 millones de años, cuando la Tierra era mucho más cálida. Durante las hipertermales, picos de CO2 y temperatura, las profundidades del océano se calentaron hasta 12 ºC, con un calentamiento adicional de 3 ºC. Aunque se debate la causa exacta de los eventos hipertermales, y ocurrieron mucho antes de la existencia de los humanos, estos eventos hipertermales son los mejores análogos que tenemos para el cambio climático futuro, dijo Kirtland Turner.
Los investigadores reconstruyeron los patrones de circulación de los océanos profundos durante estas hipertermales analizando pequeñas conchas fósiles de foraminíferos, microorganismos que se encuentran en los océanos. A medida que las criaturas construyen sus caparazones, incorporan elementos de los océanos, y podemos medir las diferencias en la química de estos caparazones para reconstruir ampliamente información sobre las temperaturas y los patrones de circulación de los océanos antiguos, dijo Kirtland Turner.
Los isótopos de carbono en las conchas muestran la edad del agua, reflejando cuánto tiempo ha estado aislada de la superficie. Este método ayuda a reconstruir los patrones de movimiento del agua de los océanos profundos.
Las conchas de foraminíferos reflejan la actividad fotosintética cercana, lo que indica la presencia reciente de agua superficial. La fotosíntesis ocurre sólo en la superficie del océano, por lo que el agua que ha estado recientemente en la superficie tiene una señal rica en carbono-13 que se refleja en las conchas cuando esa agua se hunde en las profundidades del océano, dijo Kirtland Turner. Por el contrario, el agua que ha estado aislada de la superficie durante mucho tiempo ha acumulado relativamente más carbono-12 a medida que los restos de organismos fotosintéticos se hunden y se descomponen. Por lo tanto, el agua más vieja tiene relativamente más carbono-12 en comparación con el agua "joven".
Resultados del estudio
El equipo utilizó modelos climáticos para simular la respuesta del antiguo océano al calentamiento, validando los resultados con análisis de conchas de foraminíferos. Durante el Eoceno, el CO2 atmosférico era de aproximadamente 1.000 partes por millón (ppm), lo que contribuía a las altas temperaturas.
Hoy, la atmósfera contiene alrededor de 425 ppm. Las emisiones humanas actuales de casi 37 mil millones de toneladas de CO2 al año podrían conducir a condiciones similares a las del Eoceno temprano para finales de este siglo.
Kirtland Turner enfatiza la necesidad de reducir las emisiones. No es una situación de todo o nada, afirmó. Cada pequeño cambio incremental es importante cuando se trata de emisiones de carbono. Incluso pequeñas reducciones de CO2 se correlacionan con menos impactos, menos pérdida de vidas y menos cambios en el mundo natural.
Referencia
Sandra Kirtland Turner et al, Sensitivity of ocean circulation to warming during the Early Eocene greenhouse. PNAS 2024. https://doi.org/10.1073/pnas.2311980121