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Droplets rising from the Champagne vent on the ocean floor in the Mariana Islands. Fluids venting from the site contain dissolved carbon dioxide. NOAA Ocean Explorer

Depósitos de carbono en el suelo marino podrían volver a sobrecalentar el planeta con el calentamiento global

Hace miles de años, los gases atrapados en el suelo marino escaparon y provocaron un dramático calentamiento que contribuyó al fin de la era glacial. Un estudio reciente advierte que el cambio climático podría volver a desencadenar este proceso.

A medida que aumenta la preocupación por el cambio climático de origen humano, muchos científicos miran atrás en la historia de la Tierra buscando eventos que puedan arrojar luz sobre los cambios que se están produciendo hoy. Analizar el comportamiento del sistema climático de la Tierra en el pasado puede ayudarnos a comprender mejor cómo puede comportarse en el futuro.

Actualmente está claro que los eventos de calentamiento abruptos tienen que ver con el sistema climático del planeta. Estos eventos han ocurrido cuando se han producido alteraciones en el almacenamiento de carbono en la superficie de la Tierra, liberando gases de efecto invernadero a la atmósfera. Uno de los grandes desafíos para los climatólogos es determinar el origen de estas emisiones antes de que aparecieran los humanos y qué hizo desencadenarlas. Más importante, si cabe, es saber si podrían volver a liberarse de nuevo en un evento similar.

En un estudio publicado recientemente en la revista Environmental Research Letter, los científicos han descubierto que a finales de la última era glacial, hace unos 20.000 años, se liberó dióxido de carbono al océano procedente de depósitos geológicos localizados en el suelo marino cuando los océanos empezaron a calentarse.

Este descubrimiento supone un punto de inflexion en nuestro conocimiento. Los depósitos naturales de carbono que ocurren de forma natural podrían verse alterados de nuevo, con efectos potencialmente graves para los océanos y el clima de la Tierra.

Uno de los ejemplos más conocidos de un calentamiento rápido provocado por la emisión de carbono geológico es el Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno o PETM, un importante evento de calentamiento global hace unos 55 millones de años. Durante el PETM, la Tierra se calentó entre 5C y 9ºC en el intervalo de 10.000 años.

Los climatólogos consideran actualmente que el PETM es un análogo para los cambios ambientales que están ocurriendo hoy. Aunque el PETM sucedió en el transcurso de un periodo de tiempo mucho más largo y sin la implicación humana, el evento revela que el sistema climático tiene una inestabilidad inherente a la emisión rápida de carbono procedente de depósitos geológicos.

Los científicos también saben que los niveles de dióxido de carbono atmosférico aumentaron rápidamente a finales de cada una de la eras glaciales del Pleistoceno, contribuyendo al calentamiento del clima. Durante el episodio de calentamiento más reciente, hace unos 17.000 años, la Tierra se calentó entre 5ºC y 7ºC.

Sin embargo, cientos de estudios científicos no han logrado establecer la causa de estos rápidos aumentos de dióxido de carbono que pusieron fin a la edad de hielo. Coinciden en que el océano está implicado en estos eventos porque actúa como un enorme condensador de carbono, regulando la cantidad de carbono que hay en la atmósfera. Sin embargo, los científicos siguen buscando pistas que les ayuden a comprender qué es lo que influye en la cantidad de carbono en el océano durante cambios climáticos abruptos.

Durante las dos últimas décadas, los científicos han descubierto que hay depósitos de dióxido de carbono líquido y sólido que se acumulan en el fondo del océano, dentro de rocas y sedimentos en los bordes de fuentes hidrotermales. En estos sitios, el magma volcánico de la Tierra se topa con agua supercaliente, produciendo columnas de fluidos ricos en dióxido de carbono que se filtran a través de grietas en la corteza de la Tierra y suben hacia la superficie.

Cuando una columna de este fluido topa con agua marina fría, el dióxido de carbono puede solidificarse en una forma llamada hidrato. El hidrato forma una especie de tapón que atrapa dióxido de carbono dentro de las rocas y sedimentos e impide que entre de nuevo al océano. Pero a temperaturas por encima de los 9ºC los hidratos se funden, liberando dióxido de carbono líquido o gaseoso directamente al mar.

Además, los científicos han documentado depósitos de dióxido de carbono líquido e hidratos en el Pacífico occidental cerca de Taiwán y el mar Arábigo. En aguas poco profundas, donde las temperaturas del océano son más cálidas y la presión más baja, los investigadores han observado la emisión a la superficie de dióxido de carbono puro directamente de los sedimentos.

Estos descubrimientos están cambiando el conocimiento que tienen los científicos del sistema de carbono marino. Los climatólogos no han incluido los depósitos de carbono de mar profundo en los modelos actuales porque apenas se tienen datos sobre su tamaño y distribución.

En realidad, prácticamente no hay información que documente cuánto dióxido de carbono se está liberando de estos depósitos, lo que hace que la historia geológica sea críticamente importante: confirma que este tipo de depósitos tienen la capacidad para liberar enormes cantidades de carbono cuando se ven alterados.

También se han identificado depósitos de carbono análogos en entornos terrestres. En 1979, el volcán Dieng en Indonesia asfixió a 142 personas tras liberar dióxido de carbono casi puro. En 1986 explosionó un depósito de dióxido de carbono en el fondo del lago Nyos en Camerún, matando a 1.700 aldeanos y a cientos de animales.

La montaña Mammoth en California también está liberando dióxido de carbono en lugares donde el magma sube a la corteza de la Tierra y se detiene a menos profundidad. Las elevadas concentraciones de dióxido de carbono en el suelo han matado más de 100 acres de árboles. Los científicos están trabajando para identificar y describir otros lugares terrestres donde podrían darse estas emissions.

Pero mucho más complicado es cuantificar el dióxido de carbono almacenado en los depósitos del océano. Existen enormes regiones de suelo marino que contienen lugares volcánicos activos y fuentes hidrotermales, pero los científicos apenas saben cuánto dióxido de carbono se acumula en las rocas y sedimentos circundantes.

Y es una cuestión que debería responderse lo antes posible. Los océanos de la Tierra se están calentando rápidamente y los modelos climáticos proyectan que se calentarán más rápido cerca de los polos, donde las corrientes profundas que transportan aguas cálidas descienden de la superficie.

Estas aguas cálidas, que se hunden en el interior de los océanos, transportan el exceso de calor hacia lugares donde pueden formarse depósitos de carbono. Finalmente, estas aguas más cálidas desestabilizarán la estanqueidad de los hidratos que mantienen atrapado el dióxido de carbono.

Una de estas reservas se encuentra en el Pacífico occidental de Okinawa Trough, en el mar de la China oriental. La temperatura de las aguas del fondo en este lugar son de entre 3ºC y 4ºC, que significa que el tapón de hidratos se encuentran entre 4ºC y 5ºC de su punto de fusión.

Más importante, los fluidos hidrotermales cálidos están subiendo de debajo del depósito de dióxido de carbono hacia la superficie. A medida que los océanos sigan calentándose, la diferencia de temperatura entre las aguas oceánicas frías y los fluidos hidrotermales disminuirá, haciendo que los hidratos pierdan grosor hasta un punto potencial donde ya no puedan impedir la emisión de dióxido de carbono.

Hasta la fecha no se ha evaluado si estos depósitos de dióxido de carbono son vulnerables al aumento de las temperaturas del océano. Pero registros prehistóricos de la Tierra demuestran claramente que los depósitos geológicos pueden desestabilizarse y, si eso ocurre, provocará rápidos aumentos de dióxido de carbono atmosférico y un consiguiente calentamiento global.

Los científicos insisten en que este conocimiento representa un importante riesgo que no puede seguir ignorándose.

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