Reconstruyen la historia del oxígeno de los últimos 800.000 años a partir de los testigos de hielo.
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La nieve cae y se va acumulando. Los copos se depositan unos encima de otros y atrapan el aire que hay entre ellos. Conforme cae más nieve se va compactado la que hay debajo por efecto de la gravedad y se forma hielo.
A ciertas latitudes la nieve no se funde en verano, sino que se conserva. Cada año se acumula una fina capa que se preserva, a veces, durante miles de años. Pero, al pasar tanto tiempo, se pueden llegar acumular kilómetros de lo que ya es duro hielo, como en la Antártida. Pero en ese hielo todavía permanece, en forma de burbujas, el aire que una vez fue atrapado hace miles de años.
Ese hielo constituye uno de los registros del clima pasado más precisos que tenemos. Sólo tenemos que perforar hasta la profundidad deseada para saber sobre la composición atmosférica en cada época. Entonces basta con extraer el aire contenido en los testigos de hielo extraídos.
Daniel Stolper, John Higgins y colaboradores han podido reconstruir la evolución de la concentración de oxígeno en la atmósfera terrestre a lo largo de los últimos 800.000 años a partir de los datos sobre testigos de hielo extraídos en la Antártida y Groenlandia en los últimos 30 años. Ahora publican el estudio.
Estos investigadores de Princeton University han podido reconstruir esta historia del oxígeno usando la razón entre el oxígeno y el nitrógeno atrapados en las burbujas de esos testigos de hielo.
Como el oxígeno es crítico para muchas formas de vida y para los procesos geoquímicos, se han desarrollado muchos modelos para la concentración atmosférica de este gas, pero no hay consenso sobre si la concentración de oxígeno está subiendo o no durante el último millón de años (sin considerar la época industrial). Este nuevo estudio aclara esta cuestión, al menos para los últimos 800.000 años.
Según los resultados obtenidos, durante esos 800.000 años se observa un declive del 0,7% relativo (respecto a los niveles actuales) de forma suave y consistente que es compatible con el ritmo geológico natural. Sin embargo, en los últimos 100 años se ha producido una bajada brusca de un 0,1% del oxígeno debido a la quema de combustibles fósiles, proceso que consume oxígeno y genera dióxido de carbono.
En esos 800.000 años no se observa un incremento significativo del promedio de dióxido de carbono en la atmósfera, aunque sí hubo variaciones temporales debido a las glaciaciones. Para explicar este hecho los investigadores apuntan a cómo el ciclo del carbono global, el dióxido de carbono y la temperatura de la Tierra están unidos en la escala de tiempo geológico.
La Tierra tiene varios procesos conocidos que mantienen el nivel de dióxido de carbono nivelado. Los investigadores implicados en este estudio discuten en especial la meteorización de silicatos, que es cuando el dióxido de carbono reacciona con las rocas expuestas para producir minerales de carbonato cálcico que atrapan dióxido de carbono. Según se eleva la temperatura, este proceso se acelera y se retira más dióxido de carbono, lo que enfría el planeta.
Stolper sugiere que el dióxido de carbono extra emitido durante el declive en la concentración el oxígeno estimula la meteorización de silicatos, lo que estabiliza el dióxido de carbono, pero permite al oxígeno seguir declinando.
“El registro de oxígeno nos dice que hay además un cambio en la cantidad de dióxido de carbono (que fue formado cuando se quitó oxígeno) que entra a la atmósfera y los océanos. Sin embargo, los niveles de dióxido de carbono no han estado cambiando porque la Tierra ha tenido tiempo de responder gracias a vía de meteorización de silicatos”, dice Higgins. Obviamente, está excluyendo de esta afirmación la época industrial.
Según Higgins, la Tierra puede manejar un exceso de dióxido de carbono cuando hay cientos o miles de años de margen, pero la humanidad está liberando este gas tan rápidamente que la vía de meteorización de silicatos no puede responder lo suficientemente rápido. “La Tierra tiene estos procesos a largo plazo que la humanidad ha cortocircuitado”, añade.
“Comprender la historia del oxígeno en la atmósfera terrestre está íntimamente conectado a la comprensión de la evolución de vida compleja. Es una de es grandes y fundamentales cuestiones en la historia de la ciencia.”, afirma Higgins.
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Fuentes y referencias:
Artículo original. [2]
Foto: Stolper y colaboradores.