CO2 de las profundidades del océano provocó glaciaciones más intensas

Hace un millón de años, un patrón alterno de larga duración de glaciaciones y periodos cálidos cambió dramáticamente, cuando las edades de hielo de repente se hicieron más largas e intensas. Los científicos han sospechado durante mucho tiempo que esto estaba relacionado con la desaceleración de un sistema clave de la corriente del Océano Atlántico que hoy nuevamente está desacelerándose.

Un nuevo estudio de los sedimentos del fondo del Atlántico vincula directamente esta desaceleración con una acumulación masiva de carbono arrastrado desde el aire hacia el abismo. Con el sistema funcionando a toda velocidad, este carbono se habría filtrado al aire con bastante rapidez, pero durante este periodo simplemente se estancó en las profundidades.

CO2 de las profundidades del océano provocó glaciaciones más intensas

Esto sugiere que la reducción de carbono enfrió el planeta, lo opuesto al efecto invernadero que estamos viendo ahora, cuando los humanos bombean carbono a la atmósfera. Pero si la corriente continúa desacelerándose ahora, no debemos esperar que nos ayude al almacenar nuestras emisiones; posiblemente, al contrario, señalan los autores. El estudio, dirigido por investigadores del Observatorio de la Tierra Lamont-Doherty de la Universidad de Columbia, en Estados Unidos, aparece esta semana en la revista 'Nature Geoscience'.

Los científicos se centraron en un sistema de corrientes llamado circulación de vuelco meridional del Atlántico (AMOC), fluyendo hacia el norte cerca de la superficie, que transporta agua cálida y salada desde el ecuador hasta las latitudes cercanas a Groenlandia y el norte de Europa. Aquí, golpea el agua más fría del Ártico, se vuelve más densa y se hunde en el abismo, llevando consigo grandes cantidades de carbono absorbido de la atmósfera. Las aguas profundas luego vuelven en círculos hacia el sur, donde gran parte de ellas se vuelven a fusionar en el Océano Austral para liberar el carbono al aire. El viaje tiene lugar durante décadas a siglos.

Un estudio realizado en 2014 por el geoquímico de Lamont-Doherty Steven Goldstein y su entonces estudiante Leopoldo Peña, quienes también son coautores del nuevo trabajo, mostró que esta corriente se desaceleraron abruptamente hace unos 950.000 años. El nuevo estudio muestra que esta desaceleración se correlacionó directamente con una enorme acumulación de carbono en las profundidades del Atlántico y la correspondiente disminución de carbono en el aire.

Un nuevo estudio de los sedimentos del fondo del Atlántico vincula directamente esta desaceleración con una acumulación masiva de carbono arrastrado desde el aire hacia el abismo.

Este evento fue el aparente desencadenante de una serie de edades de hielo que se producían cada 100.000 años, en comparación con las anteriores que se generaban cada 40.000 años, y que acumulaban menos hielo que las que tenían lugar posteriormente. Los científicos llaman a este punto de inflexión la Transición del Pleistoceno Medio, y el nuevo patrón ha persistido hasta la última era glacial, que terminó hace unos 15,000 años.

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Nadie sabe exactamente por qué el patrón ha continuado, pero el estudio demuestra claramente que el carbono que falta en el aire terminó en el océano y tuvo un efecto poderoso en el clima. "Es una relación de uno a uno. Fue como activar un interruptor --subraya el autor principal Jesse Farmer, quien hizo el trabajo mientras era estudiante de doctorado en Lamont-Doherty--. Nos muestra que existe una relación íntima entre la cantidad de carbono almacenado en el océano y lo que hace el clima".

Debilitamiento inusual de la circulación del atlántico

Los investigadores llegaron a sus hallazgos al analizar los núcleos de sedimentos de aguas profundas capturados en el Atlántico sur y norte, donde las antiguas aguas profundas pasaban y dejaban pistas químicas sobre su contenido en las conchas de criaturas microscópicas. Su análisis confirmó que el estudio de 2014 demostró que la AMOC se debilitó en una medida nunca antes vista, hace unos 950.000 años, y durante un tiempo inusualmente largo.

Debido a esto, las aguas profundas recolectaron alrededor de 50.000 millones de toneladas más de carbono que durante las glaciaciones anteriores, el equivalente a aproximadamente un tercio de las emisiones humanas que todos los océanos del mundo han absorbido hasta el momento. Para ponerlo en contexto, los océanos de hoy absorben aproximadamente una cuarta parte de lo que emitimos; la tierra y la vegetación se ocupan de un tercio. El resto permanece en el aire.

En el cálido periodo que condujo a este evento, la atmósfera había contenido aproximadamente 280 partes por millón de carbono; con la desaceleración, el dióxido de carbono en el aire bajó a 180 ppm, según lo medido en los núcleos de hielo. El carbono atmosférico también se había hundido durante las glaciaciones previas, pero desde 280 ppm hasta solo 210 ppm. Debido a las emisiones humanas durante los últimos dos siglos, esta cifra de 280 ppm en la era cálida que se repite normalmente se ha vuelto obsoleta; el carbono atmosférico ahora llega a aproximadamente 410 ppm.

En algún momento, la corriente se despertó de nuevo, y las cosas se calentaron durante un tiempo antes de volver a caer en otra era de hielo extremadamente similar, después de 100.000 años. "Hay muchas ideas sobre qué causó estos cambios, pero es difícil decir cuál fue el desencadenante --afirma el coautor del estudio Bärbel Hönisch, asesor de Farmer--. Hay varios tornillos diferentes que podríamos imaginar girando, y muchos tornillos sueltos".

Una idea, expuesta por el grupo de Goldstein entre otros, es que en el norte, las acumulaciones repetidas de glaciares en última instancia raspan todo en la tierra hasta la roca de fondo. Los glaciares subsiguientes son capaces de adherirse rápidamente al lecho de roca y crecer aún más, antes de descargar los icebergs en el océano. Esto introduce más agua dulce que se mezcla con la AMOC, haciéndola menos densa y eventualmente incapaz de hundirse.

En el otro extremo, el hielo también crecería en la Antártida y descargaría más icebergs, lo que haría que las aguas del océano sean más frías y menos saladas, lo que fomentaría el crecimiento de más hielo marino. Esto, en teoría, taparía la superficie y evitaría que las aguas profundas se elevaran y liberaran su carbono. Pero si así es como funciona, no está claro qué comienza o termina ninguno de los procesos; es una pregunta tipo la del huevo y la gallina.

Se cree que la fuerza de la AMOC fluctúa naturalmente, pero parece haberse debilitado en un inusual 15% desde mediados del siglo XX. Nadie está seguro de qué hay detrás de eso, o qué efectos podría producir si la desaceleración continúa. Otro estudio de Lamont-Doherty lanzado el mes pasado mostró que una desaceleración hace unos 13.000 años, al final de la última era glacial, fue seguida 400 años más tarde por un brote de frío intenso que duró siglos. "Tenemos que tener cuidado al dibujar paralelismos con eso --advierte en un comunicado Farmer, ahora investigador postdoctoral en la Universidad de Princeton, Estados Unidos"

Farmer dice que, si la AMOC continúa debilitándose ahora, es probable que se hunda menos agua cargada de carbono en el norte; al mismo tiempo, en el Océano Austral, cualquier carbono que ya llegue a las aguas profundas probablemente continuará burbujeando sin ningún problema. El resultado es que el carbono continuará acumulándose en el aire, no en el océano.

Los investigadores señalan que la AMOC es solo una parte de un sistema mucho mayor de circulación global que conecta todos los océanos: el llamado Gran Transportador Oceánico, un término acuñado por el fallecido científico de Lamont-Doherty Wallace Broecker, quien sentó las bases para gran parte de la investigación actual. Se sabe mucho menos acerca de la dinámica del carbono en la India y el Pacífico, que juntos empequeñecen la del Atlántico, por lo que faltan muchas piezas en el rompecabezas. La investigación en curso en Lamont-Doherty está dirigida a construir cronologías del carbono en esas otras aguas en los próximos años.

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