Durante los últimos 1,2 millones de años, la vida marina se ha extinguido repetidamente en las “zonas muertas” de bajo oxígeno del Pacífico Norte durante los climas cálidos y helados.
El análisis de núcleos de sedimentos extraídos del mar de Bering ha revelado una relación recurrente entre climas más cálidos y repentinos estallidos de “zonas muertas” de bajo oxígeno en el Pacífico norte subártico durante los últimos 1,2 millones de años.
El nuevo estudio, dirigido por investigadores de la Universidad de California, Santa Cruz, fue publicado el 2 de junio de 2021 en ، progreso de la ciencia. Los resultados proporcionan información importante para comprender las causas de la hipoxia o ‘hipoxia’ en el Pacífico norte y para predecir la aparición de casos futuros de hipoxia.
Las muestras de sedimentos del mar de Bering contienen un registro de eventos pasados de bajo nivel de oxígeno en forma de sedimentos en capas o “encapsulados”. Crédito: IODP
“Es fundamental comprender si el cambio climático está empujando a los océanos hacia un ‘punto de inflexión’ de hipoxia repentina y severa que destruiría ecosistemas, fuentes de alimentos y economías en UCLA Earth Sciences”, dijo la primera autora Carla Knudson, quien dirigió el estudio como estudiante graduado.
Los investigadores basaron sus hallazgos en el análisis de núcleos de sedimentos profundos de un sitio en el mar de Bering. Durante largos períodos de tiempo, los sedimentos se depositan y se acumulan en el fondo del mar. La actividad de los organismos que viven en los sedimentos del lecho marino generalmente los altera y mezcla a medida que se acumulan, pero si la hipoxia mata a esos organismos, se mantiene un patrón ordenado de estratificación. Por lo tanto, los científicos pueden encontrar un registro de eventos de hipoxia pasados en forma de estos sedimentos en capas o “laminares” en núcleos excavados en el fondo del mar.
Los científicos saben desde hace mucho tiempo sobre un episodio a gran escala de hipoxia generalizada en el Pacífico Norte al final de la última Edad de Hielo, cuando el derretimiento de las capas de hielo provocó una afluencia masiva de agua dulce al océano. El nuevo estudio proporciona los primeros registros de eventos pasados de bajo nivel de oxígeno y muestra que el último evento no fue representativo de la mayoría de estos eventos en términos de mecanismos o tiempo.
“No se necesita tanta perturbación como el derretimiento de las capas de hielo para que eso suceda”, dijo la autora correspondiente Anna Christina Ravello, profesora de oceanografía en la Universidad de California, Santa Cruz. “Los eventos hipóxicos repentinos son en realidad comunes en el registro geológico y generalmente no están asociados con la descomposición. Casi siempre ocurren durante períodos cálidos y helados, como los que estamos ahora”.
La hipoxia ocurre después del intenso crecimiento de fitoplancton (algas marinas) en las aguas superficiales. Cuando el fitoplancton muere, se hunde profundamente en el océano y se descompone, agotando el oxígeno y liberando dióxido de carbono al agua debajo de la superficie. Sin embargo, no está claro qué llevó a estos eventos. El calentamiento de los océanos, el aumento del nivel del mar y la disponibilidad de hierro (un factor limitante para el crecimiento del fitoplancton) parecen influir.
“Nuestro estudio muestra que el aumento del nivel del mar, que ocurre durante los climas cálidos y helados, ha contribuido a estos eventos anóxicos”, dijo Knudson. “A medida que aumenta el nivel del mar, el hierro disuelto puede transportarse desde las plataformas continentales inundadas hacia el océano abierto y promover el crecimiento de fitoplancton condensado en las aguas superficiales”.
Aunque el aumento del nivel del mar es un requisito previo en el fondo, no es suficiente para causar anoxia por sí solo. Los cambios en la circulación oceánica, incluida la subida de las aguas a la superficie para llevar más nutrientes a las aguas superficiales y las corrientes más fuertes que pueden mover el hierro de la plataforma continental al océano abierto, pueden desempeñar un papel fundamental, dijo Knudson.
Actualmente, las zonas muertas regionales ocurren en las regiones costeras de todo el mundo debido a los efectos de la temperatura de un clima más cálido, así como al enriquecimiento de las aguas costeras con nutrientes de fertilizantes agrícolas. Pero incluso la enorme zona muerta en la desembocadura del río Mississippi palidece en comparación con la hipoxia generalizada que se produjo en el Pacífico Norte al final de la última Edad de Hielo.
Debido a que el nuevo estudio se basa en sedimentos de un solo sitio, los investigadores no conocen la extensión de las zonas muertas que registra, ya sea que estén confinadas al Mar de Bering o que se extiendan a lo largo del borde del Océano Pacífico Norte como en la mayoría de los casos. evento reciente.
Los miembros de la tripulación del buque de investigación JOIDES Resolution excavaron muestras de sedimento del lecho marino en el mar de Bering durante la expedición IODP de 2009 en la que participaron la oceanógrafa Christina Ravello de la Universidad de California, Sudáfrica. Crédito: Carlos Alvarez Zarician, IODP / TAMU
“No sabemos qué tan extendido estuvo, pero sí sabemos que fue muy severo y duró más que el evento de disolución bien estudiado”, dijo Ravello, quien fue copresidente del programa integrado de perforación oceánica, Expedición 323. , que recuperó los núcleos del mar de Bering en 2009.
Los núcleos registran múltiples eventos durante cada período interglacial durante la Edad de Hielo, con transiciones abruptas a medida que los sedimentos laminados aparecen y desaparecen en el núcleo, dijo Knudson.
Los nuevos hallazgos plantean preocupaciones sobre si el cambio climático y el calentamiento de los océanos conducirán a un punto de inflexión que conduciría a una hipoxia generalizada en el Pacífico Norte.
“El sistema está configurado para este tipo de eventos”, dijo Ravello. “Necesitamos ver qué tan extenso es y tenemos que repensar cómo se desarrollan estos eventos, porque ahora sabemos que no requiere una interrupción importante. Este estudio prepara el escenario para una gran cantidad de trabajo de seguimiento”.
Referencia: “Causas y momento de la hipoxia recurrente subártica del Pacífico” por Carla B. Knudson, Anna Christina Ravello, Ivano W. Aiello, Christina B. Knudson, Michelle K. Drake y Tatsuhiko Sakamoto, 2 de junio de 2021, progreso de la ciencia.
DOI: 10.1126 / sciadv.abg2906
Además de Knudson y Ravelo, los coautores del artículo incluyen a Ivano Aiello en Moss Landing Marine Laboratories, Christina Knudson en la Universidad St. Thomas en Minnesota, Michelle Drake en la Universidad de California, Santa Cruz y Tatsuhiko Sakamoto en Mi University en Japón. .
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