Los científicos encuentran procesos globales desconocidos al analizar el clima del pasado en los registros geológicos

Según los modelos convencionales más citados, el enfriamiento y una importante caída del nivel del mar hace unos 34 millones de años deberían haber provocado una erosión continental generalizada y haber depositado cantidades gigantescas de material arenoso en el fondo del océano. Al fin y al cabo, se trató de una de las transiciones climáticas más drásticas de la Tierra desde la desaparición de los dinosaurios.

Sin embargo, una nueva revisión de Stanford de cientos de estudios que se remontan a décadas atrás informa, en contraste, que en los márgenes de los siete continentes, se ha encontrado poco o ningún sedimento que se remonte a esta transición. El descubrimiento de esta brecha de alcance global en el registro geológico se publicó esta semana en Earth-Science Reviews.

"Los resultados nos han dejado preguntándonos: '¿Adónde fue a parar todo el sedimento?'", dijo el autor principal del estudio, Stephan Graham, profesor Welton Joseph y Maud L'Anphere Crook en la Escuela de Sostenibilidad Doerr de Stanford. "Responder a esa pregunta nos ayudará a comprender mejor el funcionamiento de los sistemas sedimentarios y cómo los cambios climáticos influyen en el registro sedimentario marino profundo".

La brecha geológica ofrece nuevos conocimientos sobre los procesos de deposición de sedimentos y erosión, así como sobre las señales ambientales más amplias del dramático cambio climático, que podrían ayudar a los investigadores a comprender mejor la enormidad global del clima cambiante actual.

"Por primera vez, hemos analizado a nivel global una respuesta poco estudiada de los sistemas de movimiento de masas de sedimentos más grandes del planeta durante la transición extrema del Eoceno al Oligoceno", dijo el autor principal del estudio, Zack Burton, Ph.D. '20, quien ahora es profesor adjunto de Ciencias de la Tierra en la Universidad Estatal de Montana.

Tim McHargue, profesor adjunto de ciencias terrestres y planetarias en Stanford, también es coautor del estudio.

De invernadero a congelador

Durante el período Eoceno-Oligoceno, la Tierra sufrió un profundo enfriamiento planetario. Aparecieron gigantescas capas de hielo en la Antártida, que anteriormente no tenía hielo, el nivel global del mar se desplomó y la vida terrestre y marina sufrió graves mortandades.

Antes de eso, a principios del Eoceno, que duró desde hace unos 56 millones a 34 millones de años, la Tierra tuvo las temperaturas más cálidas y los niveles del mar más elevados desde que los dinosaurios caminaron sobre la Tierra hace más de 66 millones de años, según registros indicadores del clima.

Burton y sus colegas se centraron inicialmente en explorar los efectos de las condiciones del Eoceno temprano en los sistemas de sedimentación de las profundidades marinas. El estudio resultante, publicado en Scientific Reports en 2023, encontró abundantes depósitos ricos en arena en las cuencas oceánicas a lo largo de los márgenes continentales de la Tierra.

El equipo de investigación atribuyó este aumento de la deposición principalmente a la intensificación de las condiciones climáticas y meteorológicas que impulsaron la erosión de la tierra. Despertó su curiosidad y Burton y sus colegas ampliaron la investigación al final del Eoceno y al principio del Oligoceno, cuando la Tierra pasó repentinamente de un clima de "invernadero" a lo opuesto.

Para el nuevo estudio, los investigadores analizaron minuciosamente la literatura científica y técnica que documenta sedimentos antiguos hasta varios kilómetros por debajo del fondo marino, examinando estudios publicados en la última década y hace más de un siglo. La literatura incluía estudios de perforaciones de petróleo y gas en alta mar, estudios de afloramientos rocosos en tierra e incluso interpretaciones de datos sísmicos para inferir características de los sedimentos del Eoceno-Oligoceno. En total, se incluyeron poco más de cien sitios geográficos en todo el mundo, describiendo cada masa continental.

"El proceso de reevaluar, reinvestigar y reanalizar la literatura que en algunos casos ha estado publicada durante décadas es un desafío, pero puede ser muy fructífero", dijo Burton. "El método puede conducir a hallazgos emocionantes e inesperados, como los que pudimos hacer aquí".

Descubrimiento totalmente inesperado

A medida que Burton y sus colegas revisaban el inventario de datos compilado, estaban cada vez más perplejos por la aparente falta de sedimentos.

"No vimos una abundante deposición rica en arena, como en nuestro estudio de los climas cálidos del Eoceno temprano", dijo Burton. "En cambio, vimos que se habían desarrollado discordancias erosivas prominentes y generalizadas, en otras palabras, lagunas en el registro de rocas, durante el enfriamiento climático extremo y el cambio oceanográfico del Eoceno-Oligoceno".

Los investigadores ofrecen algunas teorías sobre por qué se produjo esta falta de sedimentación. Las vigorosas corrientes del fondo oceánico, impulsadas por la temperatura y la salinidad de las aguas, pueden haber sido desencadenadas o magnificadas por el importante cambio climático, erosionando potencialmente el fondo oceánico y arrastrando sedimentos que se desprendieron de los continentes.

Mientras tanto, los mecanismos de las plataformas continentales expuestas por la caída del nivel del mar podrían haber permitido que los sedimentos pasaran por alto por completo las cuencas sedimentarias más cercanas, enviando los depósitos mucho más lejos, hacia la llanura abisal del fondo del océano. Es probable que también hayan influido procesos más restringidos a nivel regional, como la erosión glacial alrededor de la Antártida.

Cualquiera que hayan sido los mecanismos que intervinieron, en conjunto crearon escenas similares de erosión en las cuencas oceánicas de todos los continentes. Esa ubicuidad apunta a lo que los investigadores denominaron controles globales, es decir, que el profundo cambio climático se sintió en todas partes, desde las masas de tierra más altas hasta las aguas más profundas.

De esta manera, el abrupto evento climático en el límite Eoceno-Oligoceno y sus efectos sustanciales recientemente observados a lo largo de los márgenes continentales podrían ayudar a los investigadores a comprender mejor la enormidad global del cambio climático que se está desarrollando actualmente. Aunque el cambio climático causado por el hombre en los últimos dos siglos es actualmente mucho menor en magnitud general en comparación con la transición Eoceno-Oligoceno, está sucediendo a un ritmo alarmantemente más rápido, dijeron los investigadores de Stanford.

"Nuestros hallazgos pueden ayudarnos a conocer los tipos de cambios radicales que pueden ocurrir en la superficie de la Tierra ante el rápido cambio climático", afirmó Graham. "El pasado geológico informa el presente y, en particular, el futuro".

Referencia

Zachary F.M. Burton et al, Global Eocene-Oligocene unconformity in clastic sedimentary basins, Earth-Science Reviews (2024). DOI: 10.1016/j.earscirev.2024.104912