Nuevo estudio muestra que el vulcanismo hace 56 millones de años liberó más metano de lo que se pensaba


Hace unos 55 millones de años nació el Océano Atlántico. Hasta entonces, Europa y América estaban conectadas. 


por la Asociación Helmholtz de Centros de Investigación Alemanes


Cuando los continentes comenzaron a separarse, la corteza terrestre entre ellos se rompió, liberando grandes volúmenes de magma. Este vulcanismo de grietas ha llevado a la formación de grandes provincias ígneas (LIP) en varios lugares del mundo.

Uno de esos LIP se formó entre Groenlandia y Europa y ahora se encuentra a varios kilómetros por debajo de la superficie del océano. Una campaña de perforación internacional dirigida por Christian Berndt del Centro GEOMAR Helmholtz para la Investigación Oceánica en Kiel, Alemania, y Sverre Planke de la Universidad de Oslo, Noruega, ha recolectado una gran cantidad de material de muestra del LIP, que ahora ha sido evaluado.

En su estudio, publicado el 3 de agosto, en la revista Nature Geoscience , los investigadores pueden demostrar que los respiraderos hidrotermales estaban activos a muy poca profundidad o incluso por encima del nivel del mar, lo que habría permitido la entrada en la atmósfera de cantidades mucho mayores de gases de efecto invernadero que previamente pensado.

“En el límite del Paleoceno-Eoceno, algunas de las erupciones volcánicas más poderosas en la historia de la Tierra tuvieron lugar durante un período de más de un millón de años”, dice Christian Berndt. Según los conocimientos actuales, este vulcanismo calentó el clima mundial en al menos 5°C y provocó una extinción masiva, el último calentamiento global dramático antes de nuestro tiempo, conocido como Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno (PETM). Los geólogos aún no han podido explicar por qué, ya que la mayoría de las erupciones volcánicas modernas causan enfriamiento al liberar aerosoles en la estratosfera.

Calentamiento climático pasado impulsado por fumarolas hidrotermales
HTVC en el margen medio de Noruega. a, Elementos estructurales. Colores púrpuras, elementos volcánicos extrusivos relacionados con la ruptura continental; colores verdes, cuencas cretácicas; puntos negros, fumarolas hidrotermales; corteza oceánica gris. Puntos amarillos, sitios de perforación del Proyecto de perforación en aguas profundas, Proyecto de perforación oceánica y Programa integrado de descubrimiento de océanos. El recuadro muestra la ubicación del área de estudio. b, Vista tridimensional de los datos de reflexión sísmica que muestran la relación entre las intrusiones volcánicas (sills) y las depresiones del paleoseabajo formadas por la ventilación hidrotermal. BVU, interpretó la disconformidad de ventilación base. Datos sísmicos 3D de la industria cortesía de TGS bajo una licencia Creative Commons CC BY 4.0. Crédito: Nature Geoscience (2023). DOI: 10.1038/s41561-023-01246-8

Estudios adicionales de la gran provincia ígnea de Karoo en Sudáfrica revelaron una gran cantidad de respiraderos hidrotermales asociados con intrusiones magmáticas en la cuenca sedimentaria. Esta observación, entre otras, condujo a la hipótesis de que grandes cantidades de dióxido de carbono y metano, gases de efecto invernadero, podrían haber ingresado a la atmósfera a través de la ventilación hidrotermal.

“Cuando nuestros colegas noruegos Henrik Svensen y Sverre Planke publicaron sus resultados en 2004, nos hubiera encantado partir de inmediato para probar la hipótesis perforando los antiguos sistemas de ventilación alrededor del Atlántico Norte”, dice Christian Berndt. Pero no fue tan fácil. “Nuestra propuesta fue bien recibida por el Programa Integrado de Perforación Oceánica (IODP), pero nunca se programó porque requería perforación ascendente, una tecnología que no estaba disponible para nosotros en ese momento”.

A medida que avanzaba la investigación, se descubrieron sistemas de ventilación hidrotermal que estaban al alcance de la perforación sin tubería vertical. Por lo tanto, se volvió a presentar la propuesta de perforación y la expedición finalmente podría comenzar en el otoño de 2021, 17 años después de que se presentó la primera propuesta.

Calentamiento climático pasado impulsado por fumarolas hidrotermales
Imagen sísmica 3D de alta resolución interpretada del Modgunn Vent que muestra la ubicación de los cinco pozos. Tenga en cuenta la discordancia que forma el reflejo de la ventilación superior, lo que indica la profundidad del agua poco profunda poco después del llenado de la ventilación. Las relaciones de superposición en el relleno de ventilación entre los horizontes de ventilación superior y base documentan la formación de cúpulas después de que se formó la discordancia. Las líneas negras indican los intervalos penetrados por los pozos IODP Expedition 396. Los marcadores de colores en los pozos indican la parte superior de la formación: naranja, parte superior del Eoceno temprano; magenta, ventilación superior; amarillo oscuro, Paleoceno superior; amarillo claro, límite aproximado del conducto de ventilación. Los datos sísmicos se convirtieron en profundidad, con 1.600 m s –1 correspondientes a la velocidad promedio de onda P medida en los pozos. Crédito: Nature Geoscience(2023). DOI: 10.1038/s41561-023-01246-8

Alrededor de 30 científicos de 12 países participaron en el crucero de investigación IODP (ahora el Programa Internacional de Descubrimiento de los Océanos) a la meseta de Vøring frente a la costa noruega a bordo del buque de perforación científica “Resolución JOIDES”. Cinco de los 20 pozos fueron perforados directamente en uno de los miles de respiraderos hidrotermales. Los núcleos obtenidos pueden ser leídos por los científicos como un diario de la historia de la Tierra. Los resultados fueron convincentes.

Los autores muestran que el respiradero estuvo activo justo antes del Máximo Térmico del Paleoceno Eoceno y que el cráter resultante se llenó en muy poco tiempo, justo cuando comenzaba el calentamiento global. De manera bastante inesperada, sus datos también muestran que el respiradero estaba activo en una profundidad de agua muy poco profunda, probablemente de menos de 100 metros. Esto tiene consecuencias de gran alcance para el impacto potencial sobre el clima.

Berndt afirma: “La mayor parte del metano que ingresa a la columna de agua desde los respiraderos hidrotermales de aguas profundas activos hoy en día se convierte rápidamente en dióxido de carbono, un gas de efecto invernadero mucho menos potente. Dado que el respiradero que estudiamos está ubicado en el medio del valle del rift, donde la profundidad del agua debería ser mayor, asumimos que otros respiraderos también estaban en aguas poco profundas o incluso por encima del nivel del mar, lo que habría permitido que cantidades mucho mayores de gases de efecto invernadero entraran en la atmósfera”.

En lo que respecta al calentamiento climático actual, se pueden extraer algunas conclusiones interesantes de los núcleos. Por un lado, no confirman que el calentamiento global en ese momento fuera causado por la disolución de los hidratos de gas, un peligro del que se ha hablado mucho en los últimos años. Por otro lado, muestran que el clima tardó muchos milenios en enfriarse nuevamente. Entonces, el sistema de la Tierra pudo regularse a sí mismo, pero no en escalas de tiempo relevantes para la crisis climática actual.

Más información: Christian Berndt et al, Ventilación hidrotermal de aguas poco profundas vinculada al Máximo Térmico del Paleoceno Eoceno, Nature Geoscience (2023). DOI: 10.1038/s41561-023-01246-8



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