Fuente: Science Daily - 13 de febrero de 2019 -Fuente: Universidad de California del Sur
Los depósitos de carbono en el suelo oceánico causaron el calentamiento global antes... y podrían hacerlo de nuevo.
Resumen
Los depósitos geológicos de carbono e hidratos en el océano representan una amenaza climática más allá de los gases de efecto invernadero producidos por el hombre.
Los océanos del mundo podrían albergar una desagradable sorpresa para el calentamiento global, basada en nuevas investigaciones que muestran cómo los gases de carbono naturales atrapados en los depósitos situados en la parte superior del lecho marino escaparon para recalentar el planeta en la prehistoria.
Los científicos dicen que los eventos que comenzaron en el fondo del océano hace miles de años perturbaron de tal manera la atmósfera de la Tierra que terminó con la edad de hielo. Esos nuevos hallazgos ponen en tela de juicio un paradigma de larga data según el cual el agua del océano regulaba por sí sola el dióxido de carbono de la atmósfera durante los ciclos glaciales. En cambio, el estudio muestra que los procesos geológicos pueden alterar drásticamente el ciclo del carbono y causar un cambio global.
Para el mundo de hoy, los hallazgos podrían presagiar un desarrollo ominoso. El estudio muestra que los depósitos submarinos de carbono liberaron gases de efecto invernadero a la atmósfera a medida que los océanos se calentaban, y hoy en día el océano se está calentando de nuevo debido al calentamiento global provocado por el hombre.
Si los depósitos submarinos de carbono se alteran de nuevo, emitirían una nueva y enorme fuente de gases de efecto invernadero, exacerbando el cambio climático. El aumento de la temperatura en el océano está a punto de alcanzar ese punto de inflexión a finales de siglo. Por ejemplo, un gran depósito de carbono bajo el Pacífico occidental cerca de Taiwán ya está a unos pocos grados centígrados de desestabilizarse.
Además, el fenómeno es una amenaza que no se tiene en cuenta en las proyecciones de los modelos climáticos. Los depósitos submarinos de dióxido de carbono son descubrimientos relativamente recientes y sus características e historia sólo están empezando a comprenderse.
Esos hallazgos proceden de un nuevo documento de investigación elaborado por un equipo internacional de especialistas en ciencias de la Tierra dirigido por la USC y publicado en enero en la revista Environmental Research Letters.
"Estamos usando el pasado como una forma de anticipar el futuro", dijo Lowell Stott, profesor de ciencias de la Tierra en el Colegio de Letras, Artes y Ciencias Dornsife de la USC y autor principal del estudio. "Sabemos que hay grandes reservas de gas carbónico en el fondo de los océanos. Sabemos que cuando se interrumpieron durante el Pleistoceno calentó el planeta.
"Tenemos que saber si estos depósitos de carbono podrían desestabilizarse de nuevo. Es un comodín del que tenemos que dar cuenta", dijo Stott.
Se trata de extensiones de dióxido de carbono y metano que se acumulan bajo el agua y se dispersan por el lecho marino. Se forman a medida que la actividad volcánica libera calor y gases que pueden congelarse en hidratos líquidos y sólidos, que son compuestos pegados en un lodo helado que encapsula los depósitos.
Estos depósitos submarinos de carbono permanecen en gran parte intactos a menos que se los perturbe, pero el nuevo estudio muestra que los depósitos naturales son vulnerables en un océano que se calienta y proporciona pruebas de que el clima de la Tierra se ha visto afectado por la rápida liberación de carbono geológico.
Los científicos dicen que esto ocurrió en un pasado distante cuando la Tierra estaba mucho más caliente, y que ha ocurrido más recientemente, hace unos 17.000 años, al final de la época del Pleistoceno, cuando los glaciares avanzaron y retrocedieron, lo cual es el foco del nuevo estudio. El calentamiento fue evidente debido a los cambios en las concentraciones de gases de efecto invernadero en la atmósfera, según los núcleos de hielo y los registros marinos y continentales.
Pero, ¿cómo ocurrió eso? ¿Qué forzó un cambio tan dramático en primer lugar? Los científicos han estado buscando esa respuesta durante 40 años, centrándose en los océanos porque son un gigantesco sumidero de carbono y desempeñan un papel central en las variaciones del dióxido de carbono.
Pronto se dieron cuenta de que los procesos que regulan el carbono en el océano operaban demasiado lentamente para explicar el aumento de los gases de efecto invernadero en la atmósfera que provocó el calentamiento que puso fin a la edad de hielo. Así pues, los científicos de todo el mundo comenzaron a examinar el papel de los sistemas hidrotérmicos de la Tierra y su impacto en el carbono de los océanos profundos para ver cómo afectaba a la atmósfera.
El nuevo estudio realizado por científicos de la USC, la Universidad Nacional Australiana y la Universidad de Lund en Suecia, se centró en el Pacífico Ecuatorial Oriental (EEP) a cientos de millas de la costa de Ecuador. El EEP es un conducto primario a través del cual el océano libera carbono a la atmósfera.
Los científicos informan de pruebas de que los sistemas hidrotérmicos de las profundidades marinas liberaron gases de efecto invernadero al océano y a la atmósfera al final de la última era glacial, justo cuando los océanos comenzaban a calentarse. Midieron el aumento de la deposición de metales hidrotérmicos en los antiguos sedimentos marinos. Correlacionaron los intervalos de glaciación con las variaciones en el dióxido de carbono atmosférico con las diferencias en las edades de los microorganismos marinos. Encontraron que el zinc se cuadruplicaba en las conchas de los protozoos (foraminíferos), un signo revelador de la amplia actividad hidrotermal.
En conjunto, los nuevos datos muestran que hubo importantes emisiones de carbono de origen natural del EEP, que contribuyeron a un dramático cambio en la temperatura de la Tierra a medida que la edad de hielo iba terminando, dice el estudio.
En otras partes del mundo, se están descubriendo cada vez más depósitos de carbono en las profundidades de los océanos. En su mayoría se encuentran cerca de respiraderos hidrotermales, de los cuales se han identificado hasta ahora decenas, especialmente en los océanos Pacífico, Atlántico e Índico. Ocurren donde la corteza terrestre se extiende o colisiona, creando condiciones ideales para la formación de depósitos de dióxido de carbono en aguas profundas. Sólo se ha estudiado alrededor de un tercio de las regiones volcánicas del océano.
Uno de esos depósitos de dióxido de carbono submarino, que se ve en el vídeo adjunto, se descubrió a unos 4.000 pies de profundidad frente a la costa de Taiwán. Se han hecho descubrimientos similares de depósitos de gas carbónico frente a la costa de Okinawa, en el Mar Egeo, en el Golfo de California y frente a la costa occidental del Canadá.
"El gran desafío es que no tenemos estimaciones del tamaño de estos o cuáles son particularmente vulnerables a la desestabilización", dijo Stott. "Es algo que necesita ser determinado".
En muchos casos, los depósitos de carbono son embotellados por sus tapas de hidratos. Pero esas tapas son sensibles a los cambios de temperatura. A medida que los océanos se calientan, las tapas pueden derretirse, un desarrollo que, según advierte el documento, llevaría a un doble golpe para el cambio climático, una nueva fuente de carbono geológico además de los gases de efecto invernadero producidos por el hombre.
Los océanos absorben casi todo el exceso de energía de la atmósfera de la Tierra y, como resultado, se han estado calentando rápidamente en las últimas décadas. Durante el último cuarto de siglo, los océanos de la Tierra han retenido un 60 por ciento más de calor cada año de lo que los científicos habían pensado anteriormente, según han demostrado otros estudios. A lo largo de la columna de agua marina, el calor de los océanos ha aumentado en los últimos 50 años. El Informe Especial sobre la Ciencia del Clima del gobierno federal proyectó un aumento global de las temperaturas medias de la superficie del mar de hasta 5 grados Fahrenheit para finales de siglo, dados los índices actuales de emisiones. Aumentos de temperatura de esa magnitud en todo el océano podrían eventualmente desestabilizar las reservas geológicas de hidratos, dijo Stott.
"La última vez que ocurrió, el cambio climático fue tan grande que causó el fin de la edad de hielo. Una vez que ese proceso geológico comienza, no podemos apagarlo", dijo Stott.
Además, otros eventos similares han ocurrido en el pasado lejano, ayudando a moldear el ambiente de la Tierra una y otra vez. En una investigación anterior, Stott descubrió una gran anomalía del carbono que ocurrió hace 55 millones de años. Esta anomalía alteró la química del océano, causando una amplia disolución de los carbonatos marinos y la extinción de muchos organismos marinos. Los cambios en el océano fueron acompañados por un rápido aumento de las temperaturas mundiales, un acontecimiento denominado Máximo Térmico Paleoceno-Eoceno (PETM), un período que duró menos de 20.000 años durante el cual se liberó tanto carbono a la atmósfera que las temperaturas de la Tierra aumentaron hasta unos 8 grados centígrados más que en la actualidad.
"Hasta hace muy poco, no teníamos ni idea de que estos eventos ocurrían. El evento del PETM (máximo térmico del Paleoceno-Eoceno (MTPE, PETM en inglés)) es un buen análogo de lo que puede suceder cuando el carbono submarino escapa a través de la columna de agua a la atmósfera. Y ahora sabemos que el evento PETM no fue un evento único, que esto ha ocurrido más recientemente", dijo Stott.
El estudio viene con algunas advertencias. Gran parte del suelo oceánico está inexplorado, por lo que los científicos no conocen la extensión total de los depósitos de dióxido de carbono. No existe un inventario de los gases de efecto invernadero de estas fuentes geológicas. Y el calentamiento del océano no es uniforme, lo que hace difícil predecir cuándo y dónde se verán afectados los depósitos de carbono submarinos. Se necesitaría mucho más estudio para responder a esas preguntas.
Sin embargo, el estudio deja claro que los depósitos submarinos de carbono son vulnerables al calentamiento del océano.
"Los depósitos geológicos de carbono como éstos no están incluidos explícitamente en los actuales presupuestos de carbono marino" utilizados para modelar los impactos del cambio climático, dice el estudio. Sin embargo, "aunque sólo un pequeño porcentaje de los sistemas hidrotérmicos no muestreados contenga fases de dióxido de carbono gaseoso o líquido separadas, podría cambiar sustancialmente el presupuesto mundial de carbono marino".
Dijo Stott: "Los descubrimientos de acumulaciones de dióxido de carbono líquido, hidratado y gaseoso en el océano no se han contabilizado porque no sabíamos que estos depósitos existían hasta hace poco, y no sabíamos que afectaban al cambio mundial de manera significativa".
"Este estudio muestra que nos ha faltado un componente crítico del presupuesto de carbono marino. Muestra que estos depósitos geológicos pueden liberar grandes cantidades de carbono de los océanos. Nuestro documento argumenta que este proceso ha ocurrido antes y podría ocurrir de nuevo."
Los autores del estudio son Lowell Stott de la USC, Kathleen M. Harazin de la Universidad Nacional Australiana y Nadine B. Quintana Krupinski de la Universidad de Lund, Suecia. La financiación de los Estados Unidos para el estudio proviene de una beca de la Fundación Nacional de Ciencias para la Geología y Geofísica Marinas (1