Durante la mayor parte de la historia geológica de la Tierra, su paleoclima ha permanecido propicio para la vida, en gran medida gracias a la erosión continental por silicatos, que actúa como un termostato planetario a largo plazo.
por Li Yali, Academia China de Ciencias
Un equipo de investigación dirigido por el profesor Chen Jitao del Instituto de Geología y Paleontología de Nanjing de la Academia China de Ciencias (NIGPAS), ha desarrollado un registro de 60 millones de años del Índice Químico de Alteración (CIA) a partir de una secuencia de pendiente del Carbonífero al Pérmico Temprano depositada continuamente en el sur de China.
El estudio, que utilizó análisis de composición mineral geoquímica y arcillosa para medir la intensidad de la meteorización química regional, se publica en Geophysical Research Letters .
La meteorización por silicatos es un proceso crucial en la evolución del sistema terrestre: modifica la composición atmosférica mediante la absorción de gases de efecto invernadero y el aporte de nutrientes terrestres al agua marina. Estos efectos alteran la química oceánica e impulsan la productividad primaria marina. Por esta razón, los científicos han estudiado exhaustivamente la meteorización por silicatos en diferentes eventos geológicos para comprender su papel en la alteración o el mantenimiento del equilibrio del sistema terrestre.
La Edad de Hielo del Paleozoico Tardío (EIPT) se erige como el evento climático más largo y extremo del Fanerozoico. Investigaciones previas han confirmado dos desencadenantes clave de la EIPT: la orogenia hercínica de baja latitud (evento de formación de montañas) y la expansión evolutiva de las plantas terrestres.
Ambos procesos incrementaron los flujos continentales de meteorización de silicatos, lo que redujo los niveles de dióxido de carbono atmosférico (pCO₂ ) . Sin embargo, distinguir sus contribuciones relativas ha resultado difícil, ya que los indicadores de meteorización global no pueden distinguir fácilmente su efecto común de intensificar los flujos de meteorización.
Los investigadores observaron un contraste teórico entre el impacto de ambos factores en la intensidad de la meteorización (IEM). En condiciones de fondo estables, la orogenia hercínica probablemente reduciría la IEM media global al acelerar las tasas de denudación física (erosión), especialmente durante los nadires climáticos fríos y secos del LPIA, donde la erosión física supera a la meteorización química.
Por el contrario, los sistemas de plantas terrestres bien desarrollados (por ejemplo, las selvas tropicales extensas) aumentarían la resistencia al agua: las plantas aceleran la erosión química y retardan la denudación a través de su efecto de «escudo» protector sobre el suelo y las rocas.
Esta influencia opuesta crea una oportunidad para desentrañar los roles de los impulsores, en particular comparando los registros de meteorización regional (moldeados por el paleoclima y la evolución de las plantas) con datos a escala global.
El sur de China, un bloque aislado cerca del paleoecuador durante el LPIA, ofreció condiciones ideales para el estudio: se mantuvo tectónicamente estable, con mínima exposición al levantamiento hercínico y baja sensibilidad a los ciclos glaciales-interglaciales. Al combinarse con conjuntos de datos isotópicos de estroncio (Sr) y litio (Li) en agua de mar publicados previamente, el entorno geológico de la región permitió al equipo aislar los impactos de la evolución vegetal y el paleoclima en la meteorización.
El registro de la CIA del sur de China reveló un patrón de cuatro fases en la intensidad de la meteorización continental regional. Fase I (333–316 Ma): El aumento de la intensidad de la meteorización se debió principalmente a la rápida expansión de los bosques paleotropicales (probablemente acompañada de un mayor nivel de precipitaciones), no a cambios en la pCO₂ atmosférica . Fases II–IV (316–275 Ma): La intensidad de la meteorización mostró una fuerte correlación con la pCO₂ atmosférica, lo que indica que el clima (y no las plantas) se convirtió en el factor de control dominante.
Al integrar sus datos con registros previamente publicados de 87Sr / 86Sr y δ7Li , el equipo también estableció una trayectoria de cuatro etapas de meteorización continental global durante el Paleozoico Tardío. Fase I: La intensidad de la meteorización global mostró una tendencia opuesta a la del sur de China.
Esto sugiere que el levantamiento orogénico hercínico impulsó la mayor parte del aumento en los flujos de meteorización de silicatos globales, y que la expansión de los bosques tropicales contribuyó de manera secundaria.
Fases II-III: La intensidad de la meteorización global y del sur de China se desarrolló en paralelo, vinculada por la dinámica de la pCO₂: la meteorización intensificada en la Fase I redujo la pCO₂ atmosférica , lo que desencadenó un enfriamiento global. Fase IV: El colapso del orógeno hercínico redujo las tasas de denudación en los paleotrópicos, lo que debilitó la meteorización por silicatos y disminuyó su eficiencia para consumir CO₂ .
Este estudio distingue por primera vez las contribuciones relativas de la orogenia y la evolución de las plantas a la meteorización de silicatos durante la Edad de Hielo del Paleozoico Tardío, proporcionando evidencia empírica clave para la investigación sobre la dinámica paleoclimática del sistema terrestre, señalaron los investigadores.
Más información: Biao Gao et al., Desenredando la meteorización continental durante la Edad de Hielo del Paleozoico Tardío, Geophysical Research Letters (2025). DOI: 10.1029/2025gl117395
