Hace unos 12.000 años, finalizó la última Edad de Hielo, las temperaturas globales aumentaron y comenzó el Holoceno temprano, período durante el cual las sociedades humanas se asentaron cada vez más. Un nuevo estudio publicado en Nature Geoscience muestra el importante papel que desempeñó el Océano Antártico que rodea la Antártida en esta transición.
por Ilka Thomsen, Asociación Helmholtz de Centros de Investigación Alemanes
Dirigido por el Dr. Huang Huang del Laboratorio Laoshan en Qingdao, con la participación del Dr. Marcus Gutjahr, geoquímico de GEOMAR, el equipo reconstruyó la extensión espacial del agua de fondo antártica (AABW) en el Océano Austral durante los últimos 32.000 años.
«Queríamos comprender cómo cambió la influencia del agua de fondo antártica , la masa de agua más fría y densa del océano global, durante la última desglaciación, y qué papel desempeñó en el ciclo global del carbono», dice Huang, quien completó su doctorado en GEOMAR en 2019 y ahora trabaja como científico en Qingdao, China.
Los núcleos de sedimentos revelan el origen de las masas de aguas profundas
Para lograrlo, los investigadores analizaron nueve núcleos de sedimentos de los sectores Atlántico e Índico del Océano Antártico. Estos núcleos se obtuvieron a profundidades de entre 2200 y 5000 metros, y en lugares muy distantes entre sí.
Al examinar la composición isotópica del metal traza neodimio, que se incorpora a los sedimentos del agua de mar circundante, los investigadores pudieron reconstruir la extensión del agua del fondo antártico a lo largo de decenas de miles de años.
«El neodimio disuelto y su huella isotópica en el agua de mar son excelentes indicadores del origen de las masas de aguas profundas», explica el Dr. Gutjahr.
En estudios anteriores, observamos que la señal de neodimio en las profundidades del Atlántico Sur solo alcanzó su composición moderna hace unos 12.000 años. Sin embargo, los sedimentos de la última Edad de Hielo mostraron valores que no se encuentran en ningún lugar del Océano Antártico actual. Inicialmente, pensamos que el método era defectuoso o que había algún problema con el núcleo del sedimento. Pero la verdadera pregunta era: ¿qué podría generar tal señal?
Una firma isotópica tan exótica solo puede desarrollarse cuando las aguas profundas permanecen prácticamente inmóviles durante períodos prolongados. En tales circunstancias, los flujos bentónicos (aportes químicos del fondo marino) dominan la huella isotópica en los sedimentos marinos.
Dos fases de expansión y su papel en la liberación de dióxido de carbono
Durante la última Edad de Hielo, las aguas profundas, extremadamente frías y densas que se forman hoy alrededor de la Antártida se retrajeron considerablemente. En su lugar, grandes extensiones de las profundidades del Océano Antártico se llenaron de masas de agua ricas en carbono procedentes del Pacífico, un precursor glacial de las actuales Aguas Profundas Circumpolares (CDW).
El estudio describe el CDW como rico en carbono porque circula en las profundidades oceánicas durante largos periodos con ventilación limitada. En consecuencia, una mayor cantidad de carbono disuelto permanece almacenado en el océano, manteniendo bajas las concentraciones atmosféricas de CO₂ .
A medida que el planeta se calentó y las capas de hielo se derritieron, hace entre 18.000 y 10.000 años, el volumen de las aguas profundas antárticas se expandió en dos fases distintas. Estas fases coincidieron con los eventos de calentamiento conocidos en la Antártida. A medida que aumentaba la mezcla vertical en el Océano Austral, el carbono almacenado en las profundidades oceánicas pudo regresar a la atmósfera.
«La expansión del AABW está vinculada a varios procesos», explica Gutjahr. «El calentamiento alrededor de la Antártida redujo la capa de hielo marino, lo que provocó que entrara más agua de deshielo en el Océano Austral. El agua de fondo antártica formada durante este período climático de transición tuvo una menor densidad debido a la menor salinidad.
«Esta AABW tardío-glacial pudo extenderse aún más a través del Océano Austral, desestabilizando la estructura de la masa de agua existente y mejorando los intercambios entre las aguas profundas y superficiales».
Hasta ahora, muchos estudios han asumido que los cambios en el Atlántico Norte, incluida la formación de las Aguas Profundas del Atlántico Norte (AAP), fueron los principales impulsores de los cambios en la circulación de aguas profundas en el Atlántico Sur. Sin embargo, los nuevos datos indican que las influencias del norte fueron más limitadas de lo que se creía.
En cambio, se cree que el desplazamiento de una masa de agua profunda glacial rica en carbono por el agua de fondo antártica recién formada jugó un papel central en el aumento del CO2 atmosférico al final de la última Edad de Hielo.
Almacenamiento de calor en el Océano Austral y pérdida de hielo en la Antártida
«Las comparaciones con el pasado siempre son imperfectas», afirma Gutjahr, «pero en última instancia, todo se reduce a la cantidad de energía presente en el sistema. Si entendemos cómo respondió el océano al calentamiento en el pasado, podremos comprender mejor lo que está sucediendo hoy, a medida que las plataformas de hielo antárticas continúan derritiéndose».
Debido a su tamaño, el Océano Antártico desempeña un papel importante en la regulación del clima terrestre. Durante las últimas cinco décadas, las aguas de más de 1000 metros de profundidad alrededor de la Antártida se han calentado significativamente más rápido que la mayoría de las demás partes del océano global.
Para entender cómo estos cambios afectan la capacidad del océano para absorber y liberar dióxido de carbono, es necesario monitorear los procesos físicos y biogeoquímicos durante largos períodos e integrarlos en los modelos climáticos.
«Quiero comprender adecuadamente el océano moderno para interpretar las señales del pasado», dice Gutjahr. «Si podemos rastrear cómo ha cambiado el agua del fondo antártico en los últimos miles de años, podremos evaluar con mayor precisión la velocidad con la que la capa de hielo antártica podría seguir perdiendo masa en el futuro».
Los datos paleoclimáticos obtenidos a partir de núcleos de sedimentos son indispensables para ello, ya que ofrecen información sobre climas pasados que eran más cálidos que el actual y ayudan a mejorar las proyecciones del cambio climático futuro.
Más información: Huang Huang et al., Expansión del agua del fondo antártico impulsada por el calentamiento antártico en la última desglaciación, Nature Geoscience (2025). DOI: 10.1038/s41561-025-01853-7
