Berndt et al, Naturaleza Geociencia 2023
Hace cincuenta y seis millones de años, billones de toneladas de carbono llegaron a la atmósfera, acidificando los océanos y provocando que el clima global, ya cálido, se calentara otros 5º C (9º F), un episodio conocido como “Paleoceno-Eoceno”. Máximo Térmico” o “PETM”.
Al igual que hoy, el calentamiento climático afectó al medio ambiente terrestre y marino, con lluvias extremas y plancton sometido a estrés térmico en la base de la red alimentaria. Los animales terrestres tuvieron una alta tasa de extinción y reemplazo por especies más pequeñas, y hubo una extinción masiva de pequeñas criaturas que fabricaban conchas y vivían en el fondo del mar. El clima más cálido sustentaba a los caimanes y los bosques de cipreses pantanosos, como los del actual sureste de los Estados Unidos, en latitudes árticas que hoy están cubiertas por hielo y tundra.
¿De dónde vino todo ese carbono?
Su origen ha sido debatido durante años, algunos científicos culpan a la desestabilización del hielo de metano en el fondo marino y otros señalan a la actividad volcánica generalizada en el Atlántico Norte en ese momento. El modelado del cambio de isótopos de carbono apunta a que el carbono se origina a partir de fuentes orgánicas y volcánicas, pero las proporciones relativas no están establecidas.
Un nuevo estudio publicado en Nature Geoscience por el profesor Christian Berndt del Centro GEOMAR Helmholtz de Investigación Oceánica en Alemania culpa al magma subterráneo que impulsó el metano y el CO2 desde sedimentos marinos a la atmósfera a través de erupciones gaseosas denominadas «ventilación hidrotermal». Berndt trabajó con un grupo internacional de 35 coautores del artículo.
Esperando 17 años por una cita
La idea de que la ventilación hidrotermal jugó un papel importante en el PETM se remonta a 2004. Las imágenes sísmicas recopiladas para la exploración de petróleo y gas mostraron que los sedimentos marinos frente a Noruega estaban llenos de miles de cráteres que tienen aproximadamente la edad del PETM, y otros estudios han encontrado similares cráteres cerca de Groenlandia. Pero las imágenes sísmicas no pudieron determinar con suficiente precisión el momento en que se formaron los cráteres para determinar si desempeñaron un papel en la activación del PETM: «Eso fue básicamente una conjetura», dijo Berndt.
Para ver si los respiraderos podrían haber activado el PETM, necesitaban recuperar muestras de ellos para fecharlos, y eso requirió perforar profundamente en el lecho marino que se encuentra debajo de 5.600 pies (1,7 km) del Océano Atlántico.
Entonces, en 2004, Berndt y varios coautores propusieron formalmente un proyecto para perforar y tomar muestras de un respiradero hidrotermal, pero tuvieron que esperar 17 años antes de que finalmente comenzaran las perforaciones en 2021 como parte del Programa Internacional de Descubrimiento de Océanos (IODP). «Hay que tener paciencia», afirmó Berndt.
Berndt y sus colegas estaban a bordo del barco de perforación científica «JOIDES Resolución» mientras perforaba cinco pozos en el «Modgunn Vent», a unas 200 millas de la costa noruega. El cráter en la parte superior del respiradero tiene aproximadamente 1,3 km (4300 pies) de ancho y aproximadamente 80 metros (260 pies) de profundidad. Debajo del cráter, las imágenes sísmicas muestran una zona de alimentación similar a una chimenea de 400 metros de profundidad que conecta el cráter con una capa de magma ahora congelada llamada «alféizar».
¿El tiempo justo?
«Esto fue un éxito al comienzo del PETM», dijo Berndt a Ars.
Las muestras recuperadas de los pozos proporcionan «evidencia concluyente de ventilación hidrotermal inmediatamente antes del inicio del PETM», lo que respalda el «papel importante» de las chimeneas en el calentamiento del PETM, dicen Berndt y sus colegas en su artículo. Basan esto en dos líneas de evidencia en el cráter: un cambio globalmente reconocido en los isótopos de carbono que marca el PETM y la presencia de una especie de plancton que solo existió durante el PETM.
«La crucial y más precisa… es la excursión de isótopos de carbono», dijo Berndt.
Pero estas líneas de evidencia sólo aparecen en los sedimentos que llenaron el cráter. después se formó inicialmente; se encuentran entre 10 y 15 metros de altura desde el suelo del cráter. Esa distancia deja cierto margen de maniobra para vincular el cráter con el inicio del PETM. «Eso significa que el respiradero se formó muy poco antes del PETM, y durante el PETM, se llenó», dijo Berndt.
«El cráter es más antiguo que el PETM», coincidió el profesor Appy Sluijs de la Universidad de Utrecht, que no participó en el estudio de Berndt. Pero Sluijs señala que las especies de plancton en estos depósitos existieron en todo el PETM. «Por lo tanto, la especie no puede distinguir entre el inicio o el cuerpo del evento», dijo Sluijs. En otras palabras, la presencia de esta especie no puede reducir el tiempo en que se formó el cráter a menos de una ventana bastante grande.
Entonces, ¿cuánto tiempo antes del PETM se formó el respiradero?