Antiguos niveles de oxígeno oceánico asociados a cambios en el CO2 atmosférico

¿Por qué los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera crecen y disminuyen en conjunción con los períodos cálidos y fríos del pasado de la Tierra? Los científicos han estado tratando de responder a esta pregunta desde hace muchos años, y gracias a las pistas químicas dejadas en los núcleos de sedimentos extraídos de las profundidades del suelo oceánico, están empezando a juntar las piezas de ese rompecabezas.

Investigaciones recientes sugieren que hubo un mayor almacenamiento de carbono respirado en las profundidades del océano cuando los niveles de las concentraciones de dióxido de carbono atmosférico eran inferiores a los actuales. Pero las nuevas investigaciones dirigidas por un científico de la Universidad de Texas A&M han llegado aún más lejos, revelando por primera vez información sobre los niveles de dióxido de carbono atmosférico en los 50.000 años anteriores a la última edad de hielo.

"Una de las mayores incógnitas sobre el clima del pasado es la causa de la variabilidad del dióxido de carbono atmosférico en los ciclos globales de calor y frío", dijo Franco Marcantonio, autor principal del estudio y profesor en el Departamento de Geología y Geofísica de Texas A&M. "Aquí investigamos el 'cómo' de la variación del dióxido de carbono con el 'dónde', es decir, el Océano Pacífico Ecuatorial Oriental, que es una importante región del océano mundial donde, hoy en día, se exhala una importante cantidad de dióxido de carbono a la atmósfera, y donde se encuentran las mayores tasas de crecimiento de fitoplancton".

Las investigaciones, financiadas por la Fundación Nacional de la Ciencia, se publicaron recientemente en Scientific Reports, una revista de investigación de la naturaleza.

Para examinar los antiguos niveles de dióxido de carbono, Marcantonio y un equipo de investigadores analizaron un núcleo de sedimento del fondo del océano extraído de las profundidades del Océano Pacífico Ecuatorial Oriental. El núcleo de 10 metros de largo abarca unos 180.000 años, y la química de las capas de sedimento proporciona a los científicos una ventana a los climas del pasado. Las mediciones químicas que hacen sirven como una aproximación a los niveles de oxígeno de las profundidades marinas.

Los núcleos de sedimentos del fondo del océano profundo contienen pistas químicas del pasado de la Tierra. (Foto: Texas A&M University)

Midiendo diminutos rastros de isótopos de uranio y torio, el equipo pudo asociar períodos de mayor almacenamiento de carbono respirado (y bajos niveles de oxígeno en las profundidades del mar) con períodos de disminución de los niveles de dióxido de carbono atmosférico global durante los últimos 70.000 años.

"Al comparar nuestro registro de sedimentos de alta resolución de la oxigenación de las profundidades del mar en el Pacífico Ecuatorial Oriental con otras zonas del Pacífico y el Océano Austral, encontramos que el Océano Pacífico, al igual que el Océano Austral, es un lugar de almacenamiento de carbono respirado en las profundidades del océano durante períodos de disminución de las concentraciones atmosféricas globales de CO2", dijo. "de manera importante, limitamos la ubicación en la columna de agua de la extensión de la reserva de carbono almacenado respirado durante los períodos fríos. Comprender la dinámica pasada del ciclo del carbono de la Tierra es de fundamental importancia para informar y orientar la elaboración de políticas sociales en un mundo que se calienta con niveles crecientes de dióxido de carbono atmosférico".

Los coautores del estudio fueron Ryan Hostak, un antiguo estudiante de posgrado de Texas A&M que obtuvo su maestría en geología en 2019; Jennifer E. Hertzberg, que recibió su doctorado en oceanografía de Texas A&M en 2015 y ahora es investigadora posdoctoral en el Departamento de Ciencias de la Tierra, el Océano y la Atmósfera de la Universidad de Old Dominion; y Matthew W. Schmidt, profesor asociado de Ciencias del Océano, la Tierra y la Atmósfera de Old Dominion. Marcantonio y sus colegas diseñaron el estudio, él y Hostak realizaron los análisis de isótopos y el equipo interpretó los datos.

"Al realizar estudios similares en los sedimentos que cubren una franja más amplia del profundo Océano Pacífico, podremos cartografiar espacialmente la extensión de esta profunda reserva de carbono respirado en el pasado", dijo Marcantonio, con vistas a futuras investigaciones. (Fuente: NCYT Amazings)