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Deciphering the tEmperature history of troPIcal oceanS: a cOccolith clumpeD isotopE approach

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Examinar la fotosíntesis de fósiles de plancton para predecir el cambio climático

Los científicos tratan de entender cómo reaccionó el mundo al cambio climático en el pasado para averiguar cómo podría responder en el futuro. Varios investigadores financiados con fondos europeos han hallado la forma de conocer con precisión las temperaturas absolutas del pasado mediante fósiles de fitoplancton.

Cambio climático y medio ambiente

Para comprender cómo responderá el clima de la Tierra a las crecientes cantidades de dióxido de carbono en la atmósfera futura, es útil mirar al pasado, cuando el mundo se enfrentó a situaciones similares. Es necesario mejorar la precisión de los indicadores tanto de los niveles de dióxido de carbono como de la temperatura de la superficie marina, en particular, en los océanos tropicales. Los científicos no solo necesitan información sobre las tendencias cambiantes de las temperaturas oceánicas, sino también estimaciones precisas de los valores absolutos alcanzados en el pasado remoto. Los indicadores paleoclimáticos actuales tienen limitaciones que reducen su fiabilidad. El objeto del proyecto EPISODE, financiado con fondos europeos, era poner a prueba un nuevo indicador paleoclimático​para determinar las temperaturas pasadas en los océanos superficiales, centrándose en el período geológico del cenozoico, que abarca los últimos sesenta y seis millones de años. La investigación se llevó a cabo con el respaldo de las Acciones Marie Skłodowska-Curie. Los cocolitóforos son una de las principales formas de fitoplancton presentes en el océano. Hoy en día, representan la mitad de la producción de carbonatos en el océano, lo que los convierte en moduladores climáticos esenciales. Fijan el dióxido de carbono en la materia orgánica mediante la fotosíntesis, proceso que necesita luz para tener lugar. En consecuencia, su hábitat se limita a la superficie del océano. «Aplicar la geoquímica a los cocolitos fósiles aporta información sobre los océanos superficiales del pasado, algo esencial para los modelos climáticos», explica Luz María Mejía, estudiante posdoctoral en la ETH Zurich e investigadora principal del proyecto EPISODE.

Exoesqueleto de calcita

Los cocolitóforos producen unas placas de calcita llamadas cocolitos como exoesqueleto. En el proyecto se analizaron estos exoesqueletos utilizando una técnica relativamente novedosa, conocida como termometría de isótopos agrupados. Dicha técnica permite a los investigadores estimar las temperaturas de los océanos superficiales a través de mediciones del exceso de uniones 13C-18O presentes en el exoesqueleto de carbonato del cocolito, en relación con una distribución aleatoria. Estas uniones son más estables a temperaturas más frías, por lo que medir la cifra de uniones presentes en los cocolitos fósiles puede revelar las temperaturas a las que estuvieron expuestos. «Es crucial el hecho de que este proceso sea totalmente independiente de la composición de isótopos y la química del agua marina, a diferencia de lo que sucede en otros indicadores de temperatura ampliamente utilizados», añade Mejía.

Resultados prometedores

«Durante este proyecto demostramos que los isótopos de cocolito agrupados tienen un potencial inmenso para reconstruir las temperaturas en la profundidad de la capa de mezcla», afirma Mejía. El equipo observó temperaturas similares entre cocolitos de diferentes tamaños, lo que aumentó la confianza en la viabilidad de la técnica aplicada. Las comparaciones entre las temperaturas derivadas de los cocolitos en el moderno mar de Islandia y las temperaturas tomadas por los satélites mostraron que el indicador es preciso. «Lo más importante es que los isótopos de cocolito agrupados sugieren que las temperaturas del Atlántico Norte hace quince millones de años eran más cálidas que las modernas, pero en absoluto tan elevadas como refieren otros indicadores. Estos datos señalan una amplificación polar más modesta durante los estados climáticos cálidos, y también que la futura respuesta de calentamiento en altas latitudes al CO2 antropogénico podría no ser tan extrema como se daba a entender en algunas estimaciones previas», señala Mejía. De ahora en adelante, Mejía continuará la investigación en la Universidad de Bremen. «Aplicar este indicador paleoclimático a los cocolitos de alta y baja latitud en tiempos aún más remotos puede proporcionar más información sobre las temperaturas de las capas de mezcla de mundos cálidos pasados, así como sobre la sensibilidad con la cual responde el clima de la Tierra al forzamiento del CO2 durante los estados climáticos más cálidos», explica.

Palabras clave

EPISODE, cocolito, exoesqueleto, isótopo, cambio climático, indicador paleoclimático

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