Mensajes de los antiguos océanos advierten un caos climático futuro

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Cuando se trata de la respuesta de los océanos al calentamiento global, no nos encontramos en aguas completamente inexploradas. Un estudio de la Universidad de California Riverside muestra que en el pasado de la Tierra episodios de calor extremo causaron que disminuyera el intercambio de agua desde la superficie hasta las profundidades del océano.

Sandra Kirtland Turner sosteniendo una muestra de sedimento central. (International Ocean Drilling Program)

Este sistema ha sido descrito como la “cinta transportadora global”, porque redistribuye el calor alrededor del mundo a través del movimiento de las aguas del océano, haciendo habitables grandes porciones del planeta.

Utilizando pequeñas conchas fosilizadas recuperadas de antiguos sedimentos provenientes de aguas profundas, el estudio publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences demuestra cómo respondió la cinta transportadora unos 50 millones de años atrás. En aquel momento, el clima de la Tierra se parecía a las condiciones previstas para finales de este siglo, si no se toman medidas significativas para reducir las emisiones de carbono.

Los océanos desempeñan un papel crucial en la regulación del clima de la Tierra. Mueven agua cálida desde el ecuador hacia los polos norte y sur, equilibrando las temperaturas del planeta. Sin este sistema de circulación, los trópicos serían mucho más calientes y los polos mucho más fríos. Los cambios en este sistema están vinculados a un cambio climático significativo y abrupto.

Además, los océanos desempeñan un papel fundamental en la eliminación del dióxido de carbono antropogénico de la atmósfera. “Los océanos son, por mucho, la mayor reserva de carbono existente en la superficie de la Tierra en la actualidad”, expresó Sandra Kirtland Turner, vicepresidenta del Departamento de Ciencias Planetarias y de la Tierra de la Universidad de California Riverside y autora principal del estudio.

“Hoy en día, los océanos contienen casi 40 billones de toneladas de carbono, más de 40 veces la cantidad de carbono de la atmósfera. Los océanos también absorben alrededor de una cuarta parte de las emisiones antropogénicas de CO2”, detalló Kirtland Turner. “Si la circulación oceánica se desacelera, la absorción de carbono en el océano también puede disminuir, amplificando la cantidad de CO2 que permanece en la atmósfera”.

Estudios anteriores han medido cambios en la circulación oceánica en el pasado geológico más reciente de la Tierra, como la salida de la última edad de hielo; sin embargo, la cantidad de entonces no se aproxima a los niveles de CO2 atmosférico o al calentamiento que sufre el planeta hoy en día. Otros estudios proporcionan la primera evidencia de que la circulación oceánica profunda, particularmente en el Atlántico Norte, ya está comenzando a disminuir.

Para predecir mejor cómo responde la circulación oceánica al calentamiento global provocado por los gases de efecto invernadero, el equipo de investigación se centró en la época del Eoceno temprano, unos aproximadamente 49 a 53 millones de años atrás. Entonces la Tierra era mucho más cálida que hoy, y esa línea de base de alto calor estuvo marcada por picos de CO2 y temperatura llamados hipertermales.

Durante aquel período, las profundidades del océano eran hasta 12 grados centígrados más cálidas que hoy. Durante los hipertermales, los océanos se calentaron 3 grados centígrados adicionales.

Según Kirtland Turner, “aunque se debate la causa exacta de los eventos hipertermales, y ocurrieron mucho antes de la existencia de los humanos, estos eventos hipertermales son los mejores análogos que tenemos para el cambio climático futuro”.

Foraminíferos
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**Las conchas de foraminíferos ayudaron a los científicos a reconstruir una imagen del movimiento de los océanos durante el período Eoceno, cuando los altos niveles de carbono atmosférico provocaron que el intercambio de aguas del océano se ralentizara. Crédito de la imagen: Marci Robinson, United States Geological Service

Al analizar pequeñas conchas fósiles de diferentes ubicaciones del fondo marino en todo el mundo, los investigadores reconstruyeron patrones de circulación oceánica profunda durante estos eventos hipertermales. Las conchas provienen de microorganismos llamados foraminíferos, que se pueden encontrar viviendo en todos los océanos del mundo, tanto en la superficie como en el fondo del mar. Tienen aproximadamente el tamaño de un punto al final de una oración.

“A medida que estas criaturas construyen sus caparazones, incorporan elementos de los océanos, y podemos medir las diferencias en la química de estos caparazones para reconstruir ampliamente información sobre las temperaturas y los patrones de circulación de los océanos antiguos”, explicó Kirtland Turner.

Las propias conchas están hechas de carbonato de calcio. Los isótopos de oxígeno en el carbonato de calcio son indicadores de la temperatura del agua en la que crecieron los organismos y de la cantidad de hielo que había en el planeta en ese momento.

Los investigadores también examinaron los isótopos de carbono en las conchas, que reflejan la edad del agua donde fueron recolectadas, o cuánto tiempo estuvo aislada el agua de la superficie del océano. De esta manera, pueden reconstruir patrones de movimiento de las aguas profundas del océano.

Los foraminíferos no pueden realizar la fotosíntesis, pero sus caparazones indican el impacto de la fotosíntesis en otros organismos cercanos, como el fitoplancton. “La fotosíntesis ocurre sólo en la superficie del océano, por lo que el agua que ha estado recientemente en la superficie tiene una señal rica en carbono 13 que se refleja en las conchas cuando esa agua se hunde en las profundidades del océano”, detalló la investigadora.

“Por el contrario, el agua que ha estado aislada de la superficie durante mucho tiempo ha acumulado relativamente más carbono-11 a medida que los restos de organismos fotosintéticos se hunden y se descomponen. Por lo tanto, el agua más vieja tiene relativamente más carbono-12 en comparación con el agua ‘joven’".

Hoy en día, los científicos suelen hacer predicciones sobre la circulación oceánica utilizando modelos climáticos informáticos. Utilizan estos modelos para responder a la pregunta: “¿cómo va a cambiar el océano a medida que el planeta sigue calentándose?”. El equipo involucrado en la investigación mencionada aquí, utilizó de manera similar modelos para simular la respuesta del antiguo océano al calentamiento. Luego utilizaron el análisis de la caparazón de los foraminíferos para ayudar a probar los resultados de sus modelos climáticos.

Durante el Eoceno, había alrededor de 1.000 partes por millón (ppm) de dióxido de carbono en la atmósfera, lo que contribuyó a las altas temperaturas de esa época. Hoy, la atmósfera tiene alrededor de 425 ppm.

Sin embargo, los seres humanos emitimos casi 37 mil millones de toneladas de CO2 a la atmósfera cada año; si estos niveles de emisión continúan, a finales de este siglo podríamos afrontar condiciones similares a las del Eoceno temprano.
Por lo mencionado, Kirtland Turner sostiene que es imperativo hacer todos los esfuerzos posibles para reducir las emisiones.

“No es una situación a todo o nada. Cada pequeño cambio incremental es importante cuando se trata de emisiones de carbono. Incluso pequeñas reducciones de CO2 se correlacionan con menos impactos, menos pérdida de vidas y menos cambios en el mundo natural”, concluyó.

Importante
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El artículo Sensitivity of ocean circulation to warming during the Early Eocene greenhouse fue publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences

El artículo Ancient ocean slowdown warns of future climate chaos, publicado el pasado 13 de junio con la firma de Jules Bernstein. Many thanks Jules!