En apenas 20.000 años, la temperatura media terrestre aumentó en 6 ºC, con un correspondiente aumento del nivel del mar, así como un calentamiento de los océanos.[2] A pesar de que el calentamiento pudo haber sido desencadenado por multitud de causas, se cree que las causas principales fueron la fuerte actividad volcánica y la emisión de gas metano que se encontraba almacenado en los clatratos de los sedimentos oceánicos, y que pudieron haber intensificado el calentamiento. Además, las concentraciones de CO2 en la atmósfera aumentaron de forma significativa, perturbando su ciclo y causando la elevación de la lisoclina, y el escaso oxígeno en las profundidades océnicas provocó la mayoría de las extinciones marinas.
Evidencias
La prueba más sólida para ratificar la existencia del cambio climático nos la proporciona la variación en el registro del Carbono-13 (δ13C), el isótopo más común del carbono, con una excursión negativa, súbita y pronunciada de -2-3‰.[13] Esta inyección masiva de carbono empobrecido en 13C implica la liberación de grandes cantidades de 12C, como mínimo 6.800 Pg C, sobre la atmósfera y los océanos.[18]
La cronología de la excursión del 13C en el MTPE se ha calculado de dos maneras distintas, complementarias entre sí. La más importante de ellas es la ODP Core 690 (realizada en el Mar de Weddell), pues el período está casi exclusivamente basado en este registro, aunque inicialmente fue calculado mediante una aproximación tomando el cuenta una tasa constante de sedimentación.[19] Más tarde surgió otro modelo distinto, asumiendo que el flujo del 3He es constante, pues este isótopo del Helio es producido por el Sol constantemente, y no hay razones para creer que se produjeron grandes cambios en las fluctuaciones del viento solar durante aquel breve período de tiempo.[20] Ambos modelos tienen sus carencias, pero coinciden en algunas cuestiones. Entre los puntos en los que coinciden, cabe destacar que ambos están de acuerdo en que la liberación del carbono se produjo en dos etapas, cada una con una duración aproximada de 1.000 años, separadas por un período de unos 20.000 años. Los modelos divergen, sobre todo, en las estimaciones del tiempo de recuperación, que oscilan entre los 150.000 para el primero,[19] y 30.000 años para el segundo modelo.[20] Otras teorías sugieren que el calentamiento tuvo lugar 3.000 años antes de la excursión negativa del isótopo del carbono, aunque las causas iniciales continuarían siendo inciertas.[21] Se han realizado estudios en el Pirineo español que confirman el aumento de CO2.[22]
Efectos
La temperatura media del planeta aumentó en 6 ºC en un período de 20.000 años. Este cálculo se basa en los valores de Mg/Ca y en la concentración del isótopo 18O, que es el recurso más utilizado para calcular temperaturas en el Eoceno, ya que debido al escaso hielo los cálculos ganan en seguridad, pues la concentración de 18O oceánico es constante.[23] Otros análisis, centrados en la composición de la flora, así como de la forma y tamaño de sus hojas, arrojaron un resultado similar: 5 ºC, además de revelar que al inicio del MTPE, las precipitaciones fueron escasas, pero que con el tiempo fueron aumentando progresivamente.[24] Debido al ascenso de las temperaturas, los hielos comenzaron a derretirse, provocando la reducción del albedo, lo que provocó a su vez un ascenso de las temperaturas en un proceso de retroalimentación positiva. Esto causó que el incremento de temperatura fuera mayor en los polos, alcanzando temperaturas medias anuales de 10-20 ºC.[25] El calentamiento del agua de la superficie del Océano Ártico fue tal, que llegó a albergar formas de vida propias de los trópicos, como el Dinoflagellata, alcanzando temperaturas mayores a 22 ºC.[26]
No sólo aumentó la temperatura, sino que también lo hizo la humedad, debido al incremento de la tasa de evaporación, más acusada en los trópicos. Un isótopo del hidrógeno, el deuterio, reveló que estas humedades fueron transportadas en su mayoría hacia los polos, explicando así las intensas lluvias que tuvieron lugar en el Océano Ártico.[27]
A pesar del escaso hielo, el nivel del mar ascendió significativamente debido al incremento de la temperatura. Prueba de ello es el desplazamiento de los palinomorfos (partículas del tamaño de un grano de polen) del Océano Ártico, que reflejan una disminución de la materia orgánica terrestre en comparación con la materia orgánica marina.[26]
A comienzos del MTPE, el patrón de la circulación oceánica cambió radicalmente en un período inferior a 5.000 años. La dirección de la circulación se revirtió, causando por ejemplo que en el Océano Atlántico la corriente del fondo fluyera desde el norte hacia el sur, cuando siempre había ocurrido a la inversa. Estos efectos perduraron, al menos, durante 40.000 años. Este cambio en el flujo de agua caliente a las profundidades oceánicas agravó el calentamiento. La composición química de los océanos también se vio alterada enormemente.[28]
En varias partes de la mayoría de los océanos, especialmente en el norte del Océano Atlántico, la bioturbación (la reexposición de material, generalmente tóxico, que se encuentra almacenado bajo los sedimentos) resultaba ser casi inexistente. Esto podría deberse al cambio de la circulación oceánica, que causó que el fondo oceánico aumentase su temperatura, y con ello que apenas albergara oxígeno (anoxia). Sin embargo, en algunos lugares de los océanos la bioturbación no cesó.[29]
Otro efecto del MTPE sobre el medio oceánico fue la elevación del límite de la lisoclina. La lisoclina indica la profundidad a la cual se disuelve espontáneamente el carbonato en los océanos. Hoy en día, dicho límite se encuentra a 4 km por debajo de la superficie oceánica, cifra muy similar a la media de profundidad de los océanos. Esta profundidad depende, entre otros factores, de la temperatura y de la cantidad de CO2 disuelto, por lo que añadiendo CO2 se elevará la lisoclina cada vez más hacia la superficie oceánica, lo que provocará la disolución de los carbonatos de las aguas profundas.[30] Esta acidificación de las aguas profundas se puede observar en los estratos del suelo oceánico (si la bioturbación no ha sido especialmente activa, ya que en ese caso destruiría las pruebas), pues muestra un cambio bastante acusado, pasando desde carbonatos con un color grisáceo, a carbonatos rojizos y arcillosos, para después volver de nuevo a los grisáceos.[31] Estas evidencias se muestran mucho más claras en el norte del Océano Atlántico que en cualquier otro, de lo que se deduce que la acidificación fue mucho más acusada allí. En algunas zonas del sureste del Atlántico, la lisoclina llegó a elevarse 2 km en tan sólo unos miles de años
El MTPE produjo la extinción del 35-50% de los foraminíferos bentónicos en un lapso de tiempo de 1.000 años, quedando peor parados que en la extinción masiva del Cretácico-Terciario acontecida unos 10 millones de años atrás. En contraposición, los foraminíferos planctónicos se diversificaron, y los Dinoflagellata prosperaron, como también lo hicieron los mamíferos, que disfrutaban de un buen momento en este período.
Es difícil dar una explicación de las extinciones de los organismos del fondo marino, ya que muchas de ellas fueron solamente regionales, afectando principalmente al norte del Océano Atlántico. Esto significa que, al contrario que la temperatura, no podemos formular hipótesis generales de la reducción del oxígeno, o de la corrosividad del carbono debido a los carbonatos insaturados de las profundidades oceánicas. El único factor global es el aumento de la temperatura, y parece que toda la culpa recae sobre este elemento. Las extinciones regionales del norte Atlántico son atribuidas, en general, al alto nivel de anoxia en las profundidades de sus aguas.[18] [32]
En las aguas superficiales, el incremento de los niveles de CO2 produjo un descenso en el pH oceánico, acidificándolo, lo que resultaba extremadamente nocivo para los corales.[33] Se ha demostrado mediante experimentos que también resulta muy perjudicial para el plancton calcáreo.[34] Sin embargo, los ácidos usados en el laboratorio para simular el aumento natural de la acidez que resultarían del aumento de las concentraciones de CO2 podrían haber arrojado resultados engañosos. Prueba de ello son los cocolitóforos (al menos Emiliania huxleyi), quienes se volvieron más abundantes en aguas acidificadas.[35] Curiosamente, al nanoplancton calcáreo no se le puede atribuir ningún cambio en su distribución por la acidificación durante el MTPE, como sí ocurrió con los cocolitóforos.[35] La acidificación, en cambio, dio lugar a un importante aumento de algas calcificadas,[36] y también, aunque en menor medida, de foraminíferos calcáreos.[37]
El aumento de los mamíferos es otra cuestión insidiosa. No se han hallado pruebas de ningún aumento en la tasa de extinción entre los organismos terrestres. Muchos de los principales órdenes de mamíferos, incluyendo el Artiodactyla, los caballos y los primates, aparecieron de la nada, y se propagaron por todo el planeta entre 13.000 y 22.000 años después del inicio del MTPE.[38] [39] Esta diversificación y dispersión de los primates fue un aspecto clave para la evolución humana.
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