Cambios en la circulación atmosférica impulsaron la diversidad de herbívoros en Sudamérica hace 6 millones de años

Los mamíferos herbívoros, incluidos armadillos tan grandes como un coche de tamaño pequeño, se volvieron más diversos en América del Sur hace unos 6 millones de años porque los cambios en la circulación atmosférica provocaron modificaciones en el clima y la vegetación, según un equipo de investigación dirigido por la Universidad de Arizona (UA), en Estados Unidos.

Los geocientíficos ya sabían que la Tierra se estaba enfriando hace entre 7 y 5,5 millones de años, un periodo de tiempo conocido como el Mioceno tardío. Sin embargo, los cambios en el clima oceánico durante ese tiempo se han comprendido mejor que los cambios en el clima continental, dice la autora principal Barbara Carrapa, profesora y jefa del Departamento de Geociencias de la UA. La nueva investigación muestra que hace entre unos 7 a 6 millones de años, se intensificó la circulación atmosférica tropical global conocida como la circulación de Hadley.

Cambios en la circulación atmosférica impulsaron la diversidad de herbívoros en Sudamérica hace 6 millones de años

Como resultado, el clima de América del Sur se volvió más seco, las praderas subtropicales se expandieron y aumentó el número de especies de mamíferos que eran buenas para comer pastos aumentó. Carrapa y sus colegas utilizaron un modelo de ordenador para darse cuenta de que la circulación de Hadley se había fortalecido a finales del Mioceno, alterando el clima. Entonces, compararon las predicciones del modelo del clima pasado con los archivos naturales de lluvia y vegetación almacenados en suelos antiguos. Las predicciones del modelo coincidieron con los archivos naturales.

"Encontramos una fuerte correlación entre este gran cambio en el clima y la circulación del Mioceno tardío que afectó a la ecología, las plantas y los animales --señala--. Tiene implicaciones para la evolución del ecosistema". Carrapa dice que la nueva investigación, una mezcla inusual de paleontología de mamíferos, geoquímica de los suelos antiguos y modelos informáticos del clima global, proporciona una nueva comprensión del Mioceno tardío, una época en que se establecieron ecosistemas casi modernos.

El documento realizado por Carrapa, Mark Clementz, de la Universidad de Wyoming, en Laramie, Estados Unidos, y Ran Feng, de la Universidad de Connecticut en Storrs, se publica este lunes en 'Proceedings of the National Academy of Sciences'. La Fundación Nacional de Ciencias financió la investigación. Los geocientíficos utilizan la geoquímica de los suelos antiguos, específicamente las formas de los elementos oxígeno y carbono, para inferir la precipitación y la vegetación del pasado. Los investigadores pensaron que la precipitación en el momento en que se formó el suelo iba principalmente en función de la topografía y elevación del sitio.

Los geocientíficos ya sabían que la Tierra se estaba enfriando hace entre 7 y 5,5 millones de años, un periodo de tiempo conocido como el Mioceno tardío.

Cambios en el oxígeno aportan información sobre precipitación pasada

Carrapa quería probar esa idea al observar la geoquímica de los suelos antiguos a escala continental. Se vinculó con su antiguo colega Clementz, un paleontólogo. Los investigadores recopilaron los datos publicados de la relación oxígeno-18/oxígeno-16 y la relación carbono-13/carbono-12 de suelos antiguos que cubren una amplia franja de América del Sur, desde 15 grados de latitud sur hasta 35 grados de latitud sur, o aproximadamente el cambio de La Paz, en Bolivia, a Buenos Aires, en Argentina.

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Los cambios en la proporción de oxígeno proporcionan información sobre la precipitación pasada, mientras que las modificaciones en la proporción de carbono indican qué plantas estaban creciendo en ese momento. Clementz revisó la literatura publicada e hizo lo que Carrapa llamó "un trabajo increíble de reunir todos los datos para que podamos verlos de manera integral". Los resultados fueron sorprendentes, según Carrapa. Los cambios en la geoquímica del suelo durante el Mioceno tardío cambiaron en las bandas latitudinales de norte a sur, lo que indica una causa subyacente que abarca gran parte de América del Sur, no solo los cambios locales en la elevación o la topografía.

Los dos científicos pensaron que los cambios sistemáticos en la geoquímica del suelo estaban relacionados con los cambios en el clima, por lo que le pidieron a Feng que les ayudara aplicando el modelo de clima global que utilizó para la investigación. Feng cargó la información conocida sobre el clima del Mioceno-Mioceno tardío, incluidas las concentraciones de dióxido de carbono en la atmósfera y la temperatura del océano, en el modelo de ordenador y luego le pidió que simulara tres versiones diferentes del clima del Mioceno tardío: no mucho más frío, más fresco y mucho más fresco que antes. En cada caso, la simulación indicó qué geoquímica del suelo habría ocurrido bajo ese régimen climático.

El equipo encontró que la geoquímica de los suelos antiguos de América del Sur que predice el modelo coincide con la geoquímica de las muestras de suelo reales. Feng descubrió que la circulación de Hadley en la Tierra se intensificó de hace 7 a 6 millones de años. "Los registros recopilados por Barbaray Mark podrían explicarse por un cambio significativo en la fuerza de la circulación de Hadley", dice. El trabajo de Feng con el modelo climático global muestra cómo el clima anterior podría haber creado los patrones que el equipo estaba viendo en la geoquímica del suelo, según Clementz. La relación de carbono de los suelos antiguos refleja la vegetación de la época e indica que, en el Mioceno tardío, los pastizales se expandían a medida que el clima cambiaba.

"Durante el Mioceno tardío, las cosas estaban empezando a secarse, especialmente en la zona sur de 25-30 grados --detalla--. También hay un incremento en el número de animales con dientes de amplia corona o en constante crecimiento". Los pastos contienen sílice, una sustancia abrasiva, por lo que los herbívoros tienen dientes de corona amplia o dientes que continúan creciendo. Los mamíferos que se hicieron más frecuentes en el Mioceno tardío incluían armadillos gigantes y animales parecidos a los rinocerontes y también mamíferos más pequeños, según este experto.

Carrapa concluye: "Mirar los pasados geológicos es como mirar diferentes planetas. El estado de la Tierra que vemos hoy es muy diferente al de la Tierra de hace 10 millones de años, hace 6 millones de años, es un planeta diferente. Tienes la posibilidad de mirar un planeta diferente a través de la lente del tiempo, y con el registro geológico podemos hacer eso".

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