El Océano Ártico pudo haberse llenado de agua dulce durante las eras glaciales

La región ártica está experimentando rápidos cambios climáticos y ambientales1Por lo tanto, conocer sus fluctuaciones pasadas es crucial para comprender las tendencias recientes y predecir las tendencias futuras. Las condiciones paleoclimáticas y el comportamiento de los océanos a menudo se reconstruyen mediante el análisis de sedimentos marinos. Pero los sedimentos del Ártico pueden ser difíciles de explicar, y todavía se desconoce mucho sobre cómo ha cambiado el Océano Ártico durante ciertos períodos glaciares y períodos interglaciares en los últimos millones de años.2Y el3. Escritura naturaleza, Gebert Et al.4 El informe analiza el isótopo del elemento torio en los sedimentos del fondo marino, lo que indica que el Océano Ártico oscila entre estar lleno de agua salada y agua dulce durante los períodos de los dos glaciares más recientes.

Los autores basan su argumento en registros de torio-230, resultado de la desintegración del uranio disuelto naturalmente presente en el agua de mar. El torio es altamente insoluble y se une a partículas sólidas como granos de polvo o materiales biológicos, que se hunden en el fondo del mar y quedan enterrados en sedimentos.5. El torio que se deriva de la columna de agua de esta manera se conoce como exceso de torio-230 (230El décimopor ejemplo). Por lo general, se encuentran en sedimentos que se han depositado durante los últimos 450.000 años y, a menudo, se miden para determinar las tasas de deposición de sedimentos.5Y el6. En cambio, la innovación de Geibert y sus colegas fue utilizar estas medidas para reconstruir la magnitud 230El décimopor ejemplo Se produjo en el Océano Ártico a lo largo del tiempo, lo que determina cómo ha cambiado la salinidad.

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Los autores examinaron muestras de sedimentos en los mares Ártico y del Norte y encontraron que 230El décimopor ejemplo Está ausente en varias capas de sedimentos que se han depositado durante los últimos 200.000 años. Los núcleos indican que no 230Se produjo en el agua sobre los sitios de estudio entre hace unos 150.000 y 131.000 años (durante la última edad de hielo siguiente), hace 70.000 y 62.000 años (durante las primeras porciones del último glaciar) y posiblemente incluso tan recientemente como hace unos 15.000 años ( al final del último glaciar).

El torio-230 producido en el agua de mar se elimina muy rápidamente al hundir las partículas, de modo que el transporte horizontal neto a través del océano suele ser bajo.5, Incluso en el Ártico pobre en partículas. Periodos de ausencia 230El décimopor ejemplo En los núcleos de los sedimentos indica que la concentración de uranio era baja o inexistente en el agua sobre los sitios de estudio cuando se depositaron esos sedimentos. Esto, a su vez, indicó que toda la columna de agua era principalmente fresca para el fondo del mar: no había sales disueltas de ningún tipo.

Gruesas plataformas de hielo cubrieron las regiones árticas durante los antiguos glaciares7. Gebert Et al. Se planteó la hipótesis de que tales plataformas de hielo podrían extenderse hacia los mares del Norte y posiblemente echar raíces en Groenlandia, la cordillera de Escocia, la larga característica submarina que separa los mares del norte del resto de la cuenca atlántica (Figura 1). De hecho, las plataformas de hielo pueden haber bloqueado las presas en el Ártico y el Mar del Norte, aislándolos de los flujos salados del Atlántico. Los bajos niveles del mar en ese momento impidieron el intercambio de agua con el Océano Pacífico a través del Estrecho de Bering. En consecuencia, el agua dulce del derretimiento del hielo terrestre y la precipitación podrían haber ingresado y eventualmente llenar las aisladas cuencas del norte.

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Figura 1

Figura 1 | Aislamiento de aguas dulces del Océano Ártico durante los períodos glaciares. Al analizar los sedimentos marinos, Gibert Et al.4 Conclusión de que el Océano Ártico se llenó de agua dulce durante los períodos de los dos glaciares más recientes. Sugieren que las gruesas plataformas de hielo que cubrían la región se extendían hacia los mares del norte, anclando la cordillera Groenlandia-Escocia, como se muestra en esta sección. Esto habría bloqueado efectivamente el Océano Ártico y el Mar del Norte, aislándolos de los flujos de sal del Atlántico. La caída del nivel del mar en ese momento también habría impedido el intercambio de agua con el Océano Pacífico a través del Estrecho de Bering. En consecuencia, el agua dulce del derretimiento del hielo subterráneo y la precipitación podrían haber ingresado y eventualmente llenar las cuencas aisladas debajo de las capas de hielo. (Adaptado de la Figura 5 de datos extendidos de la referencia 4.)

Característica de Geibert y colegas 230El décimopor ejemplo El método consiste en que, a diferencia de muchas otras técnicas utilizadas en paleobiología, no se requiere material biológicamente productivo para el análisis. Por lo tanto, se puede utilizar para explorar entornos que han tenido una productividad biológica baja o nula, como el agua dulce en el Océano Ártico bajo las plataformas de hielo. De hecho, diminutos fósiles están en 230El décimopor ejemploLas capas de sedimentos libres están ausentes o son extremadamente raras, o se derivan de depósitos antiguos en lugar de coincidir con 230El décimopor ejemplo mínimo.

Esta nueva interpretación de 230El décimopor ejemplo También puede proporcionar una forma interesante de reconciliar los resultados contrastantes obtenidos previamente de varios métodos para estimar los niveles del mar en el pasado. La abundancia relativa de isótopos de oxígeno en el agua de mar mundial se registra en microfósiles y refleja en parte el aislamiento del agua oceánica evaporada en capas de hielo u otros depósitos de agua dulce, que pueden afectar el nivel del mar. En ciertos momentos durante las edades de hielo modernas, los registros del nivel del mar obtenidos de análisis isotópicos de fósiles finos eran inconsistentes con los registros derivados de los arrecifes de coral.8. Gebert Et al. Sugiere que estas discrepancias podrían explicarse por el almacenamiento propuesto de grandes cantidades de agua dulce en el Océano Ártico.

Por supuesto, las diversas complejidades del análisis plantearán preguntas. Se sabe que los sedimentos árticos son difíciles de fechar debido a la falta de fósiles precisos y a las variaciones en las tasas de sedimentación.2Y el3. Por tanto, no se sabe si 230El décimopor ejemploSe produjeron núcleos de períodos cortos exactamente en los mismos momentos en todos los lugares de las cuencas oceánicas. Además, los autores tuvieron que corregir sus datos para interpretarlos. 230Esto fue causado por la descomposición del uranio en los granos de sedimento y no en la columna de agua.5, Y esto contribuyó a la incertidumbre en la medición 230El décimopor ejemplo. Estas correcciones se vuelven relativamente más importantes para los depósitos antiguos debido a 230El décimopor ejemplo La desintegración del torio en sí misma también limita el período de tiempo durante el cual el método se puede utilizar para examinar la salinidad del Ártico. Finalmente, no se han identificado animales de agua dulce en los sedimentos en cuestión, por lo que aún no se ha encontrado evidencia directa de la intrusión de agua dulce en las cuencas árticas profundas.

Sin embargo, varias ausencias – desde 230El décimopor ejemplo, A partir de microfósiles y productividad biológica, y elementos como el azufre, que en parte se derivan de la salinidad de los sedimentos marinos.9 Sugerir formas interesantes de investigar en el futuro. Se necesitará un modelo computacional de la rotación del Océano Ártico y el comportamiento de las capas de hielo para determinar estimaciones realistas de la rotación y el escurrimiento de agua dulce de la Tierra que podría producir una cuenca llena de agua dulce. Los análisis geoquímicos y fósiles adicionales pueden ayudar a respaldar o desafiar la afirmación de que el Océano Ártico puede ser fresco. El uso innovador de Geibert y colegas de 230Esto podría impulsar una reevaluación de lo que es posible en el Océano Ártico y cómo esta región podría cambiar drásticamente.

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