Los cambios en la órbita de la Tierra que favorecieron condiciones más cálidas pueden haber ayudado a desencadenar un evento de calentamiento global rápido hace 56 millones de años que se considera un análogo del cambio climático moderno, según un equipo internacional de científicos.
«El Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno es lo más cercano que tenemos en el registro geológico a algo parecido a lo que estamos experimentando ahora y podemos experimentar en el futuro con el cambio climático», dijo Lee Kump, profesor de geociencias en Penn State. «Ha habido mucho interés en resolver mejor esa historia, y nuestro trabajo aborda preguntas importantes sobre qué desencadenó el evento y la tasa de emisiones de carbono».
Los científicos analizaron muestras de núcleos de un registro bien conservado del PETM cerca de la costa de Maryland usando astrocronología, una técnica para fechar sedimentos contra patrones orbitales que ocurren durante decenas a cientos de miles de años, conocidos como ciclos de Milankovitch.
Descubrieron que la forma de la órbita de la Tierra, o excentricidad, y el bamboleo en su rotación, o precesión, favorecieron condiciones más cálidas al inicio del PETM y que estas configuraciones orbitales juntas pueden haber jugado un papel en desencadenar el evento.
«Un desencadenante orbital puede haber conducido a la liberación de carbono que causó varios grados de calentamiento global durante el PETM, a diferencia de lo que es una interpretación más popular en el momento en que el vulcanismo masivo liberó el carbono y desencadenó el evento», dijo Kump, John Leone. Decano de la Facultad de Ciencias Minerales y de la Tierra.
Los hallazgos, publicados en la revista Comunicaciones de la naturaleza, también indicó que el inicio del PETM duró unos 6.000 años. Las estimaciones anteriores han oscilado entre varios años y decenas de miles de años. El momento es importante para comprender la velocidad a la que se liberó el carbono a la atmósfera, dijeron los científicos.
«Este estudio nos permite refinar nuestros modelos del ciclo del carbono para comprender mejor cómo reacciona el planeta a una inyección de carbono en estas escalas de tiempo y reducir las posibilidades de la fuente del carbono que impulsó el PETM», dijo Mingsong Li, profesor asistente. en la Escuela de Ciencias de la Tierra y el Espacio de la Universidad de Pekín y ex profesor asistente de investigación de geociencias en Penn State, quien es el autor principal del estudio.
Un inicio de 6.000 años, junto con las estimaciones de que se inyectaron 10.000 gigatoneladas de carbono a la atmósfera como gases de efecto invernadero, dióxido de carbono o metano, indica que se liberaron alrededor de una gigatonelada y media de carbono por año.
“Esas tasas son casi un orden de magnitud más lentas que la tasa de emisiones de carbono actual, por lo que es motivo de cierta preocupación”, dijo Kump. «Ahora estamos emitiendo carbono a una tasa que es de 5 a 10 veces más alta que nuestras estimaciones de emisiones durante este evento geológico que dejó una huella indeleble en el planeta hace 56 millones de años».
Los científicos realizaron un análisis de series temporales del contenido de calcio y la susceptibilidad magnética que se encuentran en los núcleos, que son indicadores de los cambios en los ciclos orbitales, y utilizaron esa información para estimar el ritmo del PETM.
La órbita de la Tierra varía de manera predecible y calculable debido a las interacciones gravitatorias con el sol y otros planetas del sistema solar. Estos cambios afectan la cantidad de luz solar que llega a la Tierra y su distribución geográfica y, por lo tanto, influyen en el clima.
«La razón por la que hay una expresión en el registro geológico de estos cambios orbitales es porque afectan el clima», dijo Kump. «Y eso afecta cuán productivos son los organismos marinos y terrestres, cuánta lluvia hay, cuánta erosión hay en los continentes y, por lo tanto, cuánto sedimento se transporta al medio ambiente oceánico».
La erosión de los ríos paleo Potomac y Susquehanna, que al inicio del PETM puede haber rivalizado con la descarga del río Amazonas, llevó sedimentos al océano donde se depositaron en la plataforma continental. Esta formación, llamada Marlboro Clay, ahora está tierra adentro y ofrece uno de los ejemplos mejor conservados del PETM.
«Podemos desarrollar historias analizando las capas de sedimento y extrayendo ciclos específicos que están creando esta historia, al igual que podrías extraer cada nota de una canción», dijo Kump. «Por supuesto, algunos de los registros están distorsionados y hay lagunas, pero podemos usar los mismos tipos de métodos estadísticos que se usan en las aplicaciones que pueden determinar qué canción estás tratando de cantar. Puedes cantar una canción y si te olvidas la mitad de las palabras y omitir un estribillo, aún podrá determinar la canción, y podemos usar ese mismo enfoque para reconstruir estos registros».
Timothy Bralower, profesor de geociencias en Penn State, también contribuyó a esta investigación.
Otros colaboradores fueron James Zachos, distinguido profesor de la Universidad de California Santa Cruz; William Rush, asociado postdoctoral en la Universidad de Yale y el Instituto Cooperativo para la Investigación en Ciencias Ambientales de la Universidad de Colorado Boulder; y Jean Self-Trail y Marci Robinson, geólogos investigadores del Centro de Geociencias Florence Bascom, Servicio Geológico de los Estados Unidos.
El Programa Nacional de Investigación y Desarrollo Clave de China y la Fundación Heising-Simons proporcionaron fondos para este trabajo.
