La actividad volcánica del Atlántico Norte fue un factor determinante del cambio climático hace 56 millones de años, según revela un estudio.

21 de agosto de 2023 característica

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por Hannah Bird, Phys.org

El Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno (PETM) es un período de calentamiento global que ocurrió hace aproximadamente 56 millones de años, y duró aproximadamente 200,000 años, cuando la Tierra experimentó elevaciones de temperatura superficial globales de aproximadamente 5°C.

Hipótesis sobre la causa de este evento hipertermal (calentamiento a corto plazo) han incluido la desestabilización de hidratos de metano (sólidos similares a hielo de metano y agua) debido a la forzación orbital (cambios en la radiación solar entrante debido a la variación en la inclinación del eje y la órbita de la Tierra) y el levantamiento de la tierra que causa la meteorización de rocas marinas.

Sin embargo, una nueva investigación en Climate of the Past ha sugerido que la actividad volcánica en el Atlántico Norte contribuyó cantidades significativas de gases de efecto invernadero a la atmósfera (estuvo activo hace 63-54 millones de años pero experimentó un pico volcánico hace 56-54 millones de años). El aumento de emisiones de carbono coincide con un pico prominente de carbono más ligero (12C) registrado en las conchas de microorganismos fósiles que vivían en los océanos en ese momento, foraminíferos. Esto mejora el efecto invernadero al atrapar y absorber el calor que irradia desde la superficie de la Tierra, causando un ciclo de retroalimentación positiva de temperaturas cada vez más altas.

Este volcanismo abarca una vasta Provincia Ígnea del Atlántico Norte (NAIP) ubicada entre Groenlandia, al norte del Reino Unido y al oeste de Noruega, y se estima que el volumen total de magma emplazado fue de hasta 1,000,000 km3, lo que equivale a un depósito de carbono de 35,000 gigatones.

Para determinar la contribución del NAIP al cambio climático del PETM, el Dr. Morgan Jones de la Universidad de Oslo y sus colegas recurrieron al registro sedimentario preservado en la isla de Fur, Dinamarca, donde se encuentra una sección completa que precede al PETM y continúa después del evento, habiéndose levantado desde el fondo del mar durante milenios.

Allí, se pueden encontrar cientos de capas de cenizas (>1 cm de espesor) derivadas del NAIP, que los científicos analizaron en busca de elementos particulares para determinar la actividad volcánica, los cambios en los regímenes hidrológicos y la meteorización. Estas mediciones se denominan indicadores, y proporcionan una indicación de las condiciones ambientales pasadas cuando no están disponibles las mediciones directas, a diferencia de hoy, cuando podemos usar instrumentos para medir las emisiones en tiempo real.

Los indicadores volcánicos incluyen mercurio y osmio que se liberan durante las erupciones y se depositan junto con la materia orgánica. Su enriquecimiento progresivo a lo largo de la sucesión indica una actividad del NAIP elevada antes del PETM, antes de una disminución bastante rápida durante la fase de recuperación posterior al evento. Esto habría estado compuesto de erupciones basálticas y degasificación termogénica (remoción de gases disueltos de líquidos) debido al contacto con intrusiones de magma.

En el último caso, niveles altos de metano contribuyeron significativamente al calentamiento global, ya que es un potente gas de efecto invernadero, 28 veces más potente que el dióxido de carbono para atrapar el calor durante un período de 100 años. El Dr. Jones sugiere un cambio distinto en la actividad del NAIP, pasando de ser efusiva (derrame de lava sobre el terreno) a ser explosiva (incluyendo nubes de ceniza y bombas volcánicas, por ejemplo) durante este período.

Los indicadores de paleoclima incluyen carbono, litio y osmio, siendo los dos últimos trazadores de meteorización de silicatos. Las abundancias de litio y osmio aumentan durante el pico y luego del PETM, destacando una meteorización y erosión de silicatos mejorada como resultado de un ciclo hidrológico más intenso debido al calentamiento global. Sin embargo, las mediciones de litio no corresponden completamente a la temperatura paleo de ese tiempo, con el Dr. Jones y sus colegas sugiriendo que el levantamiento del NAIP habría contribuido a proporcionar más rocas expuestas para que ocurriera la meteorización y erosión.

La meteorización posterior al PETM de las coladas de lava basálticas ricas en sílice utilizaba dióxido de carbono de la atmósfera para formar compuestos de carbonato y bicarbonato que almacenarían este gas de efecto invernadero en la roca, ayudando a reducir el dióxido de carbono y, por lo tanto, a recuperarse del evento climático. Además, un ciclo hidrológico mejorado transportaba cenizas al mar para su entierro, lo que habría ayudado a crear un ciclo de retroalimentación negativo mediante el cual se eliminó más carbono de la atmósfera y la hidrosfera; así, la fuerza del efecto invernadero se redujo y las temperaturas globales disminuyeron.

It is worth noting that not all of the volcanic record is preserved here, as only the most explosive eruptions would have had ash reach from the North Atlantic to Denmark to be preserved and discovered by scientists millions of years later. While there is still much more work to be conducted on climate change events over geological timescales, they are important to study as they offer a window into future global warming, understanding how both natural and anthropogenic-induced carbon dioxide will impact our world.

Journal information: Climate of the Past

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