Una ‘fuga’ de carbono a la atmósfera resultado de un cambio de la circulación en el Océano Antártico fue capaz de calentar el planeta durante 11.000 años, alentando de paso la civilización humana.
Los océanos son el depósito más importante del planeta para el dióxido de carbono atmosférico en escalas de tiempo de décadas a milenios. Pero el proceso de bloqueo de los gases de efecto invernadero se ve debilitado por la actividad del Océano Antártico, por lo que un aumento en su actividad podría explicar la misteriosa calidez de los últimos 11.000 años, informa un equipo internacional de investigadores.
La calidez de ese período se estabilizó por un aumento gradual en los niveles mundiales de dióxido de carbono, por lo que es de gran interés comprender la razón de ese aumento, dijo en un comunicado Daniel Sigman, profesor de ciencias geológicas y geofísicas en la Universidad de Princeton.
Los científicos han propuesto varias hipótesis para el aumento de dióxido de carbono, pero su causa final sigue siendo desconocida. Ahora, una colaboración internacional dirigida por científicos de Princeton y el Instituto Max Planck de Química apunta a un aumento en la surgencia del Océano Antártico. Su investigación aparece en el número actual de la revista Nature Geoscience.
«Creemos que podemos haber encontrado la respuesta», dijo Sigman. «El aumento de la circulación en el Océano Antártico permitió que el dióxido de carbono se filtrara a la atmósfera, trabajando para calentar el planeta».
Sus hallazgos sobre los cambios oceánicos también podrían tener implicaciones para predecir cómo el calentamiento global afectará la circulación oceánica y cuánto aumentará el dióxido de carbono atmosférico debido a la quema de combustibles fósiles.
Durante años, los investigadores han sabido que el crecimiento y el hundimiento del fitoplancton bombean dióxido de carbono al fondo del océano, un proceso que a menudo se conoce como la «bomba biológica».
La bomba biológica es impulsada principalmente por el océano de baja latitud, pero se deshace más cerca de los polos, donde el dióxido de carbono es expulsado a la atmósfera por la rápida exposición de las aguas profundas a la superficie, dijo Sigman. ESte fenómeno se agrava en el Océano Antártico, que rodea la Antártida. «A menudo nos referimos al Océano Antártico como una fuga en la bomba biológica», dijo Sigman.
Sigman y sus colegas han descubierto que un aumento en la corriente ascendente del Océano Antártico podría ser responsable de estabilizar el clima del Holoceno, el período que se extendió más de 10.000 años antes de la Revolución Industrial.
La mayoría de los científicos coinciden en que el calor del Holoceno fue fundamental para el desarrollo de la civilización humana. El Holoceno fue un «período interglacial», uno de los raros intervalos de clima cálido que se han producido durante los ciclos de la edad de hielo de los últimos millones de años. La retirada de los glaciares abrió un paisaje más extenso para los humanos, y las mayores concentraciones de dióxido de carbono en la atmósfera contribuyeron a una agricultura más productiva, lo que permitió a las personas reducir sus actividades de recolección de cazadores y construir asentamientos permanentes.
El Holoceno difería de otros periodos interglaciares en varias formas clave, dicen los investigadores. Por un lado, su clima era inusualmente estable, sin la mayor tendencia de enfriamiento que es típica de los otros interglaciales. En segundo lugar, la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera aumentó alrededor de 20 partes por millón (ppm), de 260 ppm en el Holoceno temprano a 280 ppm en el Holoceno tardío, mientras que el dióxido de carbono fue típicamente estable o disminuyó en otros períodos interglaciares.
A modo de comparación, desde el comienzo de la industrialización hasta ahora, la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera ha aumentado de 280 a más de 400 ppm como consecuencia de la quema de combustibles fósiles.
«En este contexto, el aumento de 20 ppm observado durante el Holoceno puede parecer pequeño», dijo Sigman. «Sin embargo, los científicos piensan que este aumento pequeño pero significativo jugó un papel clave en la prevención del enfriamiento progresivo durante el Holoceno, lo que puede haber facilitado el desarrollo de civilizaciones humanas complejas».
Para estudiar las posibles causas del aumento de dióxido de carbono en el Holoceno, los investigadores investigaron tres tipos de fósiles de varias áreas diferentes del Océano Antártico: diatomeas y foraminíferos, microorganismos desgranados encontrados en los océanos y corales de aguas profundas.
A partir de las proporciones de isótopos de nitrógeno de la traza de materia orgánica atrapada en las paredes minerales de estos fósiles, los científicos pudieron reconstruir la evolución de las concentraciones de nutrientes en las aguas superficiales del Océano Antártico en los últimos 10.000 años.
«El método que utilizamos para analizar los fósiles es único y proporciona una nueva forma de estudiar los cambios pasados en las condiciones oceánicas», dice Anja Studer, primer autor del estudio, que realizó la investigación mientras era un estudiante graduado que trabajaba con el laboratorio de Sigman.
Las mediciones de isótopos de nitrógeno con fósiles indican que durante el Holoceno, cantidades crecientes de agua, rica en nutrientes y dióxido de carbono, brotaron desde las profundidades oceánicas hasta la superficie del Océano Antártico. Si bien la causa del aumento de afloramiento aún no está clara, el proceso más probable parece ser un cambio en los ‘Roaring 40s’, un cinturón de vientos que soplan hacia el este y que rodean a la Antártida.
Debido a la afloración mejorada del Océano Antártico, la bomba biológica se debilitó durante el Holoceno, permitiendo que más dióxido de carbono se filtre desde las profundidades oceánicas hacia la atmósfera y, por lo tanto, explicando posiblemente el aumento de 20 ppm del dióxido de carbono en la atmósfera.
«Si los hallazgos del Holoceno se pueden utilizar para predecir cómo cambiará la surgencia del Océano Antártico en el futuro, mejorará nuestra capacidad para predecir los cambios en el dióxido de carbono atmosférico y, por lo tanto, en el clima mundial», dijo Sigman.
«Este proceso permite que parte del dióxido de carbono profundamente almacenado invada de nuevo a la atmósfera», dijo Sigman. «Estamos perforando agujeros en la membrana de la bomba biológica».
El aumento en los niveles atmosféricos de dióxido de carbono durante el Holoceno funcionó para contrarrestar la tendencia al enfriamiento gradual que predominó en la mayoría de los interglaciales anteriores. Por lo tanto, los nuevos resultados sugieren que el océano puede haber sido responsable de la «estabilidad especial» del clima del Holoceno.
Hoy en día funcionan los mismos procesos: la absorción de carbono por el océano está desacelerando el aumento del dióxido de carbono atmosférico producido por la quema de combustibles fósiles, y el afloramiento del Océano Antártico sigue permitiendo que parte del dióxido de carbono vuelva a la atmósfera. .
«Si los hallazgos del Holoceno se pueden utilizar para predecir cómo cambiará la surgencia del Océano Antártico en el futuro, mejorará nuestra capacidad para predecir los cambios en el dióxido de carbono atmosférico y, por lo tanto, en el clima mundial», dijo Sigman.
Fuente: europapress.es