Hace unos 370 millones de años, la Tierra descendió gradualmente hacia la edad de hielo más longeva y probablemente la más intensa presenciada por vida compleja: la edad de hielo del Paleozoico tardío. En su apogeo, enormes capas de hielo continentales se extendieron por gran parte del mundo y el nivel del mar cayó más de 100 metros. En total, esta edad de hielo duró unos 100 millones de años.
La transición de entrada y salida de la edad de hielo del Paleozoico tardío fue una de las mayores transiciones climáticas en la historia de la Tierra, un punto de inflexión en la evolución de la vida y el medio ambiente. Dio forma significativa a los dos períodos de tiempo que constituyeron el final de la era Paleozoica.
Primero, condujo a la creación de icónicos “bosques de carbón” llenos de insectos gigantes en el período Carbonífero durante la edad de hielo. También allanó el camino para el surgimiento de los reptiles en el período Pérmico siguiente.
Dirijo un equipo internacional de científicos que acaban de publicar una investigación que demuestra, por primera vez, que el dióxido de carbono (CO₂) jugó un papel central en esta enorme transición climática.
La edad de hielo del Paleozoico tardío ha sido durante mucho tiempo un enigma climático. Las estimaciones de CO₂ atmosférico para este período varían ampliamente, y diferentes reconstrucciones de la temperatura probable varían hasta en 20°C.
La aparición de depósitos glaciares a lo largo del tiempo se ha utilizado a menudo para rastrear la edad de hielo. Sin embargo, este enfoque está sesgado por lo incompleto del registro geológico y sólo tiene limitaciones de tiempo flexibles. Al intentar reconciliar las piezas individuales del rompecabezas, han surgido paradojas, como que las condiciones máximas del hielo coinciden con altos niveles de CO₂.
Estrechamente regulado por el carbono
Nuestro nuevo estudio proporciona un registro de CO₂ original de 80 millones de años que rastrea el clima durante el descenso y la salida de la edad de hielo del Paleozoico tardío. Lo hicimos observando los caparazones fosilizados de antiguas criaturas parecidas a almejas conocidas como braquiópodos. Estas conchas almacenan huellas químicas, como isótopos de boro, que nos permiten calcular cuánto CO₂ había en la atmósfera cuando los braquiópodos estaban vivos.
Este tipo de reconstrucción con CO₂ del pasado geológico profundo de la Tierra es completamente novedoso. Fundamentalmente, la reconstrucción tiene una línea de tiempo consistente que nos permite reunir todas las piezas del rompecabezas para demostrar que el clima del Paleozoico tardío estaba estrechamente regulado por el CO₂.
¿Cómo eran el clima del Paleozoico tardío y el CO₂? Nuestra reconstrucción mostró que durante parte de esta era la atmósfera de la Tierra mantuvo niveles relativamente bajos de CO₂ (unas 330 partes por millón o ppm), alcanzando valores mínimos de unas 200 ppm hace unos 298 millones de años, alrededor del límite entre los períodos Carbonífero y Pérmico. El bajo CO₂ atmosférico combinado con menos calor proveniente del sol más joven habría causado las intensas condiciones de “congelación”, con capas de hielo que se extienden hasta las latitudes medias del planeta.
Nuestra reconstrucción también reveló un final inesperado del período de las heladas. Anteriormente, los científicos pensaban que la edad de hielo del Paleozoico tardío estaba desapareciendo gradualmente, pero nuestros hallazgos mostraron que terminó mucho antes. Hace unos 294 millones de años, la actividad volcánica a gran escala provocó un rápido aumento (al menos en escalas de tiempo geológicas) del CO₂ atmosférico, y la Tierra se volvió más cálida y seca.
Si bien las últimas dos décadas han supuesto grandes avances en la reconstrucción del CO₂ del pasado más reciente de la Tierra (en particular de los últimos 60 millones de años, donde tenemos sedimentos del fondo marino), la reconstrucción del CO₂ a partir del registro de rocas se ha considerado durante mucho tiempo un desafío. Como tal, nuestro estudio traspasa los límites de la reconstrucción geológica del CO₂ atmosférico y proporciona una clave para descubrir su historia hasta el comienzo del registro fósil de la Tierra.
Si bien se espera que el CO₂ desempeñe un papel importante, como se demostró durante el Paleozoico tardío, el conocimiento preciso de los niveles y cambios pasados es fundamental para comprender todos los aspectos del sistema terrestre. Abordar las lagunas restantes y perfeccionar continuamente los registros es crucial para comprender plenamente la influencia del CO₂ en el clima y la habitabilidad de la Tierra: pasado, presente y futuro.
Hana Jurikova, investigadora principal, Facultad de Ciencias de la Tierra y el Medio Ambiente, Universidad de San Andrés
