El Pacífico Sur incide en la fluctuación global natural del CO2

El aumento en los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera al final de la última edad de hielo fue provocado por cambios en el Océano Antártico. Así lo ha verificado un equipo dirigido por la geoquímica Katharina Pahnke, de la Universidad de Oldenburg, que ha podido demostrar que el profundo Pacífico Sur estuvo fuertemente estratificado durante la última Edad de Hielo y, por lo tanto, pudo haber facilitado el almacenamiento a largo plazo en aguas profundas del gas de efecto invernadero dióxido de carbono (CO2).

El estudio, publicado en la revista 'Science', también indica que en el curso del calentamiento que siguió al final de la última edad de hielo aumentó la mezcla de las masas de agua profundas, liberando CO2 almacenado y mejorando el calentamiento global.

El Pacífico Sur incide en la fluctuación global natural del CO2

El Océano Austral juega un papel importante en los eventos climáticos porque el CO2 puede absorberse desde la atmósfera hacia el océano. Cuando se depositan cantidades crecientes de polvo en el agua de mar, las algas microscópicas se multiplican porque el hierro contenido en el polvo actúa como un fertilizante. Cuando estas algas unicelulares mueren, se hunden en el fondo del océano, llevándose consigo el dióxido de carbono secuestrado. Sin embargo, para asegurar la eliminación a largo plazo del CO2 de la atmósfera, debe almacenarse en condiciones estables en aguas profundas durante largos periodos de tiempo.

Para descubrir cómo se han desarrollado masas de agua en el profundo Pacífico Sur en los últimos 30.000 años, el equipo recuperó núcleos de sedimentos desde profundidades de agua de entre 3.000 y más de 4.000 metros durante una expedición del buque de investigación "Polarstern" hacia el Pacífico Sur. Los geoquímicos Chandranath Basak y Henning Fröllje, de ICBM, --los dos autores principales del estudio-- extrajeron dientes diminutos y otros restos esqueléticos de peces fósiles del sedimento para analizar su contenido de isótopos del neodimio de tierras raras.

"El neodimio es particularmente útil para identificar masas de agua de diferentes orígenes", explica Pahnke, jefe del Grupo de Investigación Max Planck para Geoquímica de Isótopos Marinos en el ICBM y el Instituto Max Planck de Microbiología Marina en Bremen, explicando que cada capa de agua tiene su propia firma característica de neodimio. Las proporciones de isótopos de este elemento varían según la cuenca oceánica de donde proviene el agua.

El estudio, publicado en la revista 'Science', también indica que en el curso del calentamiento que siguió al final de la última edad de hielo aumentó la mezcla de las masas de agua profundas, liberando CO2 almacenado y mejorando el calentamiento global.

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Por ejemplo, la masa de agua más fría y, por lo tanto, más profunda en el Pacífico meridional se forma en la plataforma continental de la Antártida y tiene una marca distintiva de neodimio. Sobre esta masa se encuentra una capa que combina agua del Atlántico Norte, el Pacífico Sur y el Pacífico Norte y, por lo tanto, está marcada por una firma diferente.

Aguas estratificadas en el periodo glacial

Usando restos de peces en sedimentos de aguas profundas, los investigadores pudieron rastrear las variaciones en las concentraciones de neodimio a diferentes profundidades a lo largo del tiempo. El resultado fue que en el pico de la última glaciación hace aproximadamente 20.000 años, la firma de neodimio de muestras tomadas de profundidades por debajo de 4.000 metros fue significativamente menor que a profundidades más bajas.

"La única explicación para una diferencia tan pronunciada es que no hubo mezcla de las masas de agua en ese momento", dice Fröllje, quien actualmente trabaja en la Universidad de Bremen. Él y sus colegas concluyeron a partir de esto que las aguas profundas estaban fuertemente estratificadas durante el periodo glacial.

A medida que el clima en el hemisferio sur se hizo más cálido hacia el final de la última Edad de Hielo hace unos 18.000 años, se rompió la estratificación de las masas de agua y convergieron los valores de neodimio a diferentes profundidades. "Probablemente, hubo más mezcla porque la densidad del agua disminuyó como resultado del calentamiento", explica Pahnke. Esto condujo a la liberación del dióxido de carbono almacenado en aguas profundas.

Desde hace algún tiempo, los investigadores del clima han estado especulando sobre por qué las fluctuaciones en los niveles de CO2 atmosférico siguieron el mismo patrón que la temperatura en el hemisferio sur, mientras que la temperatura en el norte a veces se oponía a estas fluctuaciones. Una teoría es que ciertos procesos en el Océano Austral jugaron un papel importante.

"Con nuestros análisis, por primera vez hemos proporcionado pruebas concretas que respaldan la teoría de que existe una conexión entre las fluctuaciones de CO2 y la estratificación en el Océano Austral", señala el coautor del estudio, Frank Lamy, del AWI, en Bremerhaven. Este estudio respalda la hipótesis de que el calentamiento del hemisferio sur disolvió la estratificación estable en el Océano Antártico, lo que dio como resultado la liberación del dióxido que se almacenó en estas aguas.

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