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Un equipo internacional de científicos sostiene haber identificado uno de los factores clave que impulsaron la transición de la Tierra desde un invernadero tropical, con un clima más cálido, hasta el planeta con zonas cubiertas de hielo que conocemos hoy.
Se trata de un enigma que la ciencia ha intentado resolver para explicar los cambios climáticos del planeta durante la primera mitad del Cenozoico, el periodo que comenzó tras la extinción de los dinosaurios, hace unos 66 millones de años. La respuesta a este cambio sería clave para entender las dinámicas que rigen el clima en la Tierra, en particular en relación con el efecto invernadero.
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Según argumentan los autores del estudio, publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences, estos cambios en la temperatura del planeta habrían sido causados por una considerable disminución de los niveles de calcio en el océano.
“Determinar los cambios pasados en la composición del agua de mar es importante, ya que la química del agua de mar puede considerarse un registro integrado de los procesos geológicos que impulsan el ciclo del carbono”, precisan los autores del estudio.
¿Qué implican océanos con menos calcio?
Uno de los hallazgos principales del estudio es que la química de los océanos hace miles de años era profundamente diferente a la que tenemos hoy en día. En particular, investigadores del Reino Unido, China, Estados Unidos, Dinamarca, Alemania y Países Bajos concluyeron que las concentraciones de calcio en el mar se redujeron a más de la mitad en los últimos 66 millones de años.
“Nuestros resultados muestran que los niveles de calcio disuelto eran dos veces más altos al comienzo de la era Cenozoica, poco después de que los dinosaurios vagaran por el planeta, en comparación con los niveles actuales”, indicó David Evans, investigador de la U. de Southampton y autor principal del estudio, a través de un comunicado. “Cuando estos niveles eran altos, los océanos funcionaban de manera diferente, almacenando menos carbono en el agua marina y liberando dióxido de carbono al aire”.
Esto último es clave pues, como indican los investigadores, el calcio afecta la capacidad de absorción de CO₂ de los océanos. Por lo que, al disminuir su concentración, los océanos empezaron a absorber más dióxido de carbono de la atmósfera.
“A medida que esos niveles disminuyeron, el CO₂ fue absorbido de la atmósfera y la temperatura de la Tierra siguió el mismo patrón, provocando un descenso de entre 15 y 20 grados en nuestro clima”, precisó Evans.
Una pregunta que surge en este punto es cómo los investigadores lograron determinar los niveles de calcio en los océanos hace miles de años. Para esto, los investigadores analizaron los restos fosilizados de organismos marinos extraídos de sedimentos del fondo oceánico con el objetivo de reconstruir el registro más detallado hasta ahora de la química de los océanos. Estos fósiles, conocidos como foraminíferos, son útiles, pues sus caparazones revelan pistas de la composición del agua en la que vivieron.
“Mediante modelos generados por ordenador, el equipo demostró que los altos niveles de calcio modifican la cantidad de carbono que ‘fijan’ los organismos marinos, como los corales y el plancton. Esto lo aisló eficazmente del océano y la atmósfera al almacenarlo en sedimentos en el fondo marino”, explicó la Universidad de Southampton. “A medida que los niveles de calcio disuelto disminuyeron, a lo largo de millones de años, se alteró la forma en que estos organismos producían y enterraban carbonato cálcico en el fondo marino”.
El rol de las placas tectónicas en el clima
Los autores del estudio señalan que el movimiento de las placas tectónicas también desempeñó un papel clave en la reducción de los niveles de calcio en los océanos y, en consecuencia, en el enfriamiento global.
En particular, explican que hace unos 66 millones de años se ralentizó la expansión del fondo oceánico, un proceso impulsado por la actividad volcánica en el interior de la Tierra. Durante este fenómeno se produce un intercambio químico entre las piedras y el agua de mar que genera calcio como subproducto. Así, la desaceleración de ese proceso habría provocado una disminución gradual de las concentraciones de calcio disuelto en los océanos.
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“El modelo del ciclo del carbono demuestra que el CO₂ puede estar causalmente impulsado por este aspecto de la química del agua de mar. Si es correcto, identificamos un factor adicional que puede ser un importante impulsor del ciclo del carbono a largo plazo”, indican los autores del estudio.
“La química del agua marina suele considerarse como algo que responde a otros factores que provocan cambios en nuestro clima, más que como la causa en sí misma. Pero nuestras nuevas pruebas sugieren que debemos fijarnos en los cambios químicos del agua del mar para comprender la historia climática de nuestro planeta”, concluye Yair Rosenthal de la Universidad Rutgers (Estados Unidos). “Es posible que los cambios en estos procesos profundos de la Tierra sean, en última instancia, los responsables de gran parte de los grandes cambios climáticos que se han producido a lo largo del tiempo geológico”.
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