Evento Azolla - Azolla event

El helecho moderno Azolla filiculoides . Las floraciones de una especie relacionada pueden haber arrastrado a la Tierra al mundo actual de las casas de hielo.

El evento de Azolla es un escenario que se supone que ocurrió en la época del Eoceno medio, hace unos 49  millones de años , cuando se cree que las floraciones del helecho de agua dulce Azolla ocurrieron en el Océano Ártico . A medida que se hundían hasta el fondo marino estancado, se incorporaron al sedimento ; Se ha especulado que la reducción resultante de dióxido de carbono ayudó a transformar el planeta de un estado de " Tierra de invernadero ", lo suficientemente caliente como para que las tortugas y las palmeras prosperen en los polos, a la actual casa de hielo de la Tierra conocida como la Edad de Hielo Cenozoica Tardía. .

Evidencia geológica del evento

δ 18 O - un proxy de la temperatura - durante los últimos 65 millones de años. El evento de Azolla marca el final del óptimo del Eoceno y el comienzo de una disminución a largo plazo de las temperaturas globales.

En las capas sedimentarias de la cuenca ártica, se puede discernir una unidad que alcanza al menos 8 m de espesor (el fondo del núcleo más largo no se recuperó, pero puede haber alcanzado los 20 m +). Esta unidad consta de capas alternas; capas clásticas silíceas que representan la sedimentación de fondo de los organismos planctónicos , habituales en los sedimentos marinos, se alternan con laminaciones de un milímetro de espesor que comprenden materia azolla fosilizada . Esta materia orgánica también se puede detectar en forma de un pico de radiación gamma , que se ha observado en toda la cuenca del Ártico, lo que hace que el evento sea una ayuda útil para alinear los núcleos perforados en diferentes ubicaciones. Los controles palinológicos y la calibración con el registro de inversión geomagnética de alta resolución permiten estimar la duración del evento en 800.000 años. El evento coincide precisamente con una disminución catastrófica en los niveles de dióxido de carbono , que cayeron de 3500  ppm en el Eoceno temprano a 650 ppm durante este evento.

Azolla

Azolla se ha considerado una "superplanta", ya que puede extraer hasta una tonelada de nitrógeno por acre por año (0,25 kg / m 2 / año); esto se corresponde con 6 toneladas por acre de reducción de carbono (1,5 kg / m 2 / año). Su capacidad para utilizar el nitrógeno atmosférico para el crecimiento significa que el principal límite para su crecimiento suele ser la disponibilidad de fósforo: el carbono, el nitrógeno y el azufre son tres de los elementos clave de las proteínas, y el fósforo es necesario para el ADN, el ARN y el metabolismo energético. La planta puede crecer a gran velocidad en condiciones favorables (calor moderado y 20 horas de luz solar, las cuales se evidenciaron en los polos durante el Eoceno temprano) y puede duplicar su biomasa en dos o tres días en ese clima. Esta tasa de crecimiento empuja a las plantas profundamente lejos de la luz solar donde ocurren la muerte y el secuestro de carbono.

Condiciones que animan el evento

La configuración continental durante el Eoceno temprano resultó en una cuenca ártica aislada.

Durante el Eoceno temprano, la configuración continental era tal que el mar Ártico estaba casi completamente aislado de los océanos más amplios. Esto significó que la mezcla, proporcionada hoy por corrientes de aguas profundas como la Corriente del Golfo, no se produjo, lo que llevó a una columna de agua estratificada que se asemeja al Mar Negro de hoy . Las altas temperaturas y los vientos provocaron una alta evaporación, aumentando la densidad del océano y, a través de un aumento de las precipitaciones, una gran descarga de los ríos que alimentan la cuenca. Esta agua dulce de baja densidad formó una capa nepheloide , flotando en la superficie del mar denso. Incluso unos pocos centímetros de agua dulce serían suficientes para permitir la colonización por Azolla ; Además, el agua de este río sería rica en minerales como el fósforo, que se acumularía en el lodo y las rocas con las que interactuaría al cruzar los continentes. Para ayudar aún más al crecimiento de la planta, se sabe que las concentraciones de carbono (en forma de dióxido de carbono) en la atmósfera han sido altas en este momento.

Las floraciones por sí solas no son suficientes para tener ningún impacto geológico; Para reducir permanentemente el CO 2 y provocar el cambio climático , el carbono debe ser secuestrado por las plantas que se entierran y los restos deben volverse inaccesibles para los organismos en descomposición. El fondo anóxico de la cuenca ártica, resultado de la columna de agua estratificada, permitió precisamente esto: el ambiente anóxico inhibe la actividad de los organismos en descomposición y permite que las plantas se asienten sin pudrirse hasta que sean enterradas por sedimentos.

Efectos globales

Con 800,000 años de episodios de floración de Azolla y una cuenca de 4,000,000 km 2 (1,500,000 millas cuadradas) que cubrir, incluso según estimaciones muy conservadoras, el entierro de plantas podría secuestrar más que suficiente carbono para dar cuenta de la caída observada del 80% en CO 2 en este caso. fenómeno solo. Es casi seguro que otros factores influyeron. Esta gota inició el cambio de un invernadero a la actual casa de hielo de la Tierra ; el Ártico se enfrió de una temperatura media de la superficie del mar de 13 ° C a los −9 ° C de hoy, y el resto del mundo experimentó un cambio similar. Quizás por primera vez en su historia, el planeta tenía casquetes polares en ambos polos. Es evidente una disminución geológicamente rápida de la temperatura entre hace 49 y 47  millones de años , alrededor del evento Azolla : las piedras de caída (que se toman como evidencia de la presencia de glaciares) son comunes en los sedimentos del Ártico a partir de entonces. Esto se establece en un contexto de enfriamiento gradual a largo plazo: no es hasta hace 15  millones de años que la evidencia de una congelación polar del norte generalizada es común.

Explicaciones alternativas

Si bien un Océano Ártico verde es un modelo de trabajo viable, los científicos escépticos señalan que sería posible que las colonias de Azolla en los deltas de los ríos o lagunas de agua dulce fueran arrastradas al Océano Ártico por fuertes corrientes, eliminando la necesidad de una capa de agua dulce.

Consideraciones económicas

Gran parte del interés actual en la exploración de petróleo en las regiones árticas se dirige hacia los depósitos de Azolla . El entierro de grandes cantidades de material orgánico proporciona la roca de origen para el petróleo, por lo que, dada la historia térmica correcta, las flores de Azolla conservadas podrían haberse convertido en petróleo o gas. En los Países Bajos se ha creado un equipo de investigación dedicado a Azolla .

evento Azolla
Neoproterozoico
Paleozoico
mesozoico
Cenozoico
−600
−480
−360
−240
−120
0
Hace millones de años
Edad de la Tierra = 4.540 millones de años (a la izquierda). La vida compleja comenzó con el Paleozoico .
La "Edad de los Dinosaurios" fue el Mesozoico . Los humanos que usan herramientas solo han existido durante los últimos millones de años en la extrema derecha.

Ver también

Referencias