La sorprendente conexión entre los patrones orbitales de la Tierra y un antiguo evento de calentamiento

Un equipo internacional de científicos descubrió que los cambios en la órbita de la Tierra que han favorecido condiciones más cálidas pueden haber ayudado a desencadenar un rápido evento de calentamiento global hace 56 millones de años conocido como Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno (PETM).

Un equipo internacional de científicos ha sugerido que los cambios en la órbita de la Tierra que conducen a condiciones más cálidas pueden haber jugado un papel en el desencadenamiento de un evento de calentamiento global rápido que ocurrió hace 56 millones de años. Este evento, conocido como Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno (PETM), se considera un análogo del cambio climático moderno.

«El Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno es lo más cercano que tenemos en el registro geológico a algo como lo que estamos experimentando ahora y podríamos experimentar en el futuro con el cambio climático», dijo Lee Kump, profesor de geociencias en Universidad Estatal de Pensilvania. «Ha habido mucho interés en resolver mejor esa historia, y nuestro trabajo aborda preguntas importantes sobre qué desencadenó el evento y la tasa de emisiones de carbono».

El equipo de científicos estudió muestras de núcleos de un registro PETM bien conservado cerca de la costa de Maryland utilizando astrocronología, un método para datar capas sedimentarias basado en patrones orbitales que ocurren durante largos períodos de tiempo, conocidos como ciclos de Milankovitch.

Penn State trabaja en una muestra básica

Victoria Fortiz (derecha), entonces estudiante de posgrado en Penn State, y Jean Self-Trail, geóloga investigadora del Servicio Geológico de EE. UU., trabajan en una muestra tomada del sitio de Howards Tract en Maryland. Crédito: Penn State

Encontraron que la forma de la órbita de la Tierra, o excentricidad, y el bamboleo en su rotación, o precesión, favorecieron condiciones más cálidas al principio del PETM y que estas configuraciones orbitales juntas pueden haber jugado un papel en desencadenar el evento.

«Un desencadenante orbital puede haber llevado a la liberación de carbono que causó varios grados de calentamiento global durante el PETM, en contraste con lo que es una interpretación más popular en el momento en que el vulcanismo masivo liberó el carbono y desencadenó el evento», dijo Kump, John Leone, decano de la Facultad de Ciencias Minerales y de la Tierra.

Los resultados, publicados en la revista

“Those rates are close to an order of magnitude slower than the rate of carbon emissions today, so that is cause for some concern,” Kump said. “We are now emitting carbon at a rate that’s 5 to 10 times higher than our estimates of emissions during this geological event that left an indelible imprint on the planet 56 million years ago.”

The scientists conducted a time series analysis of calcium content and magnetic susceptibility found in the cores, which are proxies for changes in orbital cycles, and used that information to estimate the pacing of the PETM.

Earth’s orbit varies in predictable, calculable ways due to gravitational interactions with the sun and other planets in the solar system. These changes impact how much sunlight reaches Earth and its geographic distribution and therefore influence the climate.

“The reason there’s an expression in the geologic record of these orbital changes is because they affect climate,” Kump said. “And that affects how productive marine and terrestrial organisms are, how much rainfall there is, how much erosion there is on the continents, and therefore how much sediment is carried into the ocean environment.”

Erosion from the paleo Potomac and Susquehanna rivers, which at the onset of the PETM may have rivaled the discharge of the Amazon River, carried sediments to the ocean where they were deposited on the continental shelf. This formation, called the Marlboro Clay, is now inland and offers one of the best-preserved examples of the PETM.

“We can develop histories by coring down through the layers of sediment and extracting specific cycles that are creating this story, just like you could extract each note from a song,” Kump said. “Of course, some of the records are distorted and there are gaps — but we can use the same types of statistical methods that are used in apps that can determine what song you are trying to sing. You can sing a song and if you forget half the words and skip a chorus, it will still be able to determine the song, and we can use that same approach to reconstruct these records.”

Reference: “Astrochronology of the Paleocene-Eocene Thermal Maximum on the Atlantic Coastal Plain” by Mingsong Li, Timothy J. Bralower, Lee R. Kump, Jean M. Self-Trail, James C. Zachos, William D. Rush and Marci M. Robinson, 24 September 2022, Nature Communications.
DOI: 10.1038/s41467-022-33390-x

The study was funded by the National Key R&D Program of China and the Heising-Simons Foundation.

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