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TEX86

Estructuras moleculares y detección de GDGT mediante HPLC. Recuperado de Tierney y Tingley (2015). [1]

TEX 86 es un paleotermómetro orgánico basado en los lípidos de membrana de Nitrososphaerota mesófilos marinos (anteriormente "Thaumarchaeota", "Marine Group 1 Crenarchaeota "). [2] [3]

Lo esencial

Los lípidos de membrana de Nitrososphaerota están compuestos de tetraéteres de dialquilglicerolglicerol (GDGT) que contienen de 0 a 3 fracciones de ciclopentano (comúnmente anotadas como GDGT- n donde n = número de fracciones de ciclopentano). Nitrososphaerota también sintetiza crenarchaeol (cren) que contiene cuatro fracciones de ciclopentano y una única fracción de ciclohexano y un regioisómero (cren'). Los anillos de ciclohexano y ciclopentano, formados por la ciclización interna de una de las cadenas de bifitano , [4] tienen un efecto pronunciado en los puntos de transición térmica de la membrana celular de Nitrososphaerota. Los estudios de mesocosmos demuestran que el grado de ciclización generalmente está determinado por la temperatura de crecimiento. [5]

Calibraciones

Basándose en la distribución relativa de los GDGT isoprenoidales, Schouten et al. (2002) [6] propusieron el índice de tetraéter de 86 átomos de carbono (TEX 86 ) como un indicador de la temperatura superficial del mar (TSM). El GDGT-0 se excluye de la calibración ya que puede tener múltiples fuentes [7] mientras que el cren se omite ya que no muestra correlación con la TSM y a menudo es un orden de magnitud más abundante que su isómero y los otros GDGT. La calibración TEX 86 más reciente invoca dos índices y calibraciones separados: [8] TEX 86 H utiliza la misma combinación de GDGT que en la relación TEX 86 original :

La relación GDGT-2 se correlaciona con la SST utilizando la ecuación de calibración:

TEX 86 H = 68,4×log(cociente GDGT-2) + 38,6.

TEX 86 H tiene un error de calibración de ±2,5 °C y se basa en 255 sedimentos de la superficie del núcleo.

TEX 86 L emplea una combinación de GDGT que es diferente de TEX 86 H , eliminando GDGT-3 del numerador y excluyendo cren' por completo:

La relación GDGT-1 se correlaciona con la SST utilizando la ecuación de calibración:

TEX 86 L = 67,5×log(cociente GDGT-1) + 46,9.

TEX 86 L tiene un error de calibración de ±4 °C y se basa en 396 muestras de sedimentos de la parte superior del núcleo.

Existen otras calibraciones (incluidas 1/TEX 86 , [9] TEX 86 ' [10] y pTEX 86 [11] ) que deben considerarse al reconstruir la temperatura.

Advertencias

Este indicador tiene varias salvedades y esta lista no es exhaustiva. Para más información, consulte Schouten et al. 2013. [12]

Entrada terrestre

El índice de tetraéter ramificado vs isoprenoidal (BIT) se puede utilizar para medir el aporte fluvial relativo de materia orgánica terrestre (MOT) al reino marino. [13] El índice BIT se basa en la premisa de que el crenarqueol se deriva de Nitrososphaerota que habita en el mar y los GDGT ramificados se derivan de bacterias terrestres del suelo. Cuando los valores de BIT superan 0,4, se incorpora una desviación de >2 °C en las estimaciones de SST basadas en TEX 86. Sin embargo, los GDGT isoprenoidales se pueden sintetizar en tierra (por arqueas terrestres) y pueden hacer que los valores de BIT no sean confiables; los isoGDGT se vuelven más abundantes con un pH del suelo más alto. [12] : §7.1.2  Una fuerte covariación entre GDGT-4 y GDGT ramificados en ambientes marinos y de agua dulce modernos también sugiere una fuente común o mixta para GDGT isoprenoidales y ramificados (Fietz et al., 2012). [ cita completa necesaria ]

Oxidación anaeróbica del metano (AOM)

El índice de metano (IM) se propuso para ayudar a distinguir la entrada relativa de Euryarchaeota metanotrófica en entornos caracterizados por un flujo difuso de metano y oxidación anaeróbica de metano (AOM). [14] Estos sitios se caracterizan por una distribución distintiva de GDGT, a saber, el predominio de GDGT-1, -2 y -3. Los valores altos de IM (>0,5) reflejan altas tasas de AOM relacionada con los hidratos de gas.

Degradación

Se cree que la madurez térmica solo afecta a los GDGT cuando la temperatura supera los 240 °C. Esto se puede comprobar utilizando una proporción de isómeros de hopano específicos . Se ha demostrado que la degradación óxica , que es un proceso selectivo y degrada los compuestos a diferentes velocidades, afecta los valores de TEX 86 y puede sesgar los valores de SST hasta en 6 °C.

Solicitud

El registro TEX 86 más antiguo es del Jurásico medio (~160 Ma) e indica temperaturas superficiales del mar relativamente cálidas. [15] TEX 86 se ha utilizado para reconstruir la temperatura a lo largo de la era Cenozoica (65-0 Ma) [16] [17] y es útil cuando otros indicadores de SST están alterados diagenéticamente (por ejemplo, foraminíferos planctónicos [18] ) o ausentes (por ejemplo, alquenonas [19] ).

Eoceno

TEX 86 se ha utilizado ampliamente para reconstruir la temperatura superficial del mar (TSM) del Eoceno (55-34Ma). Durante el Eoceno temprano, los valores de TEX 86 indican temperaturas superficiales del mar cálidas en las latitudes altas del hemisferio sur (20-25 °C) en concordancia con otros indicadores derivados independientemente (por ejemplo, alquenonas , CLAMP , Mg/Ca ). Durante el Eoceno medio y tardío, los sitios de latitudes altas del sur se enfriaron mientras que los trópicos permanecieron estables y cálidos. Las posibles razones de este enfriamiento incluyen cambios a largo plazo en el dióxido de carbono y/o cambios en la reorganización de las entradas (por ejemplo, la entrada de Tasmania, el Pasaje de Drake ).

Referencias

  1. ^ Tierney, Jessica E.; Tingley, Martin P. (23 de junio de 2015). "Una base de datos de sedimentos superficiales TEX86 y calibración bayesiana extendida". Scientific Data . 2 (1): 150029. doi :10.1038/sdata.2015.29. ISSN  2052-4463. PMC  4477698 .
  2. ^ Schouten, S.; Hopmans, EC; Schefuß, E.; Sinninghe Damste, JS (2002). "Variación distributiva en los lípidos de la membrana crenarqueotal marina: ¿una nueva herramienta para reconstruir las temperaturas del agua marina antigua?". Earth and Planetary Science Letters . 204 (1–2): 265–274. Bibcode :2002E&PSL.204..265S. doi :10.1016/S0012-821X(02)00979-2. S2CID  54198843.
  3. ^ Kim, J.-H.; Schouten, S.; Hopmans, CE; Donner, B.; Sinninghe Damsté, JS (2008). "Calibración global del núcleo de sedimentos del paleotermómetro TEX86 en el océano". Geochimica et Cosmochimica Acta . 72 (4): 1154-1173. Código Bib : 2008GeCoA..72.1154K. doi :10.1016/j.gca.2007.12.010.
  4. ^ Schouten, S.; Hopmans, EC; Sinninghe Damsté, JS (2013). "La geoquímica orgánica de los lípidos tetraéter de dialquilglicerol y glicerol: una revisión". Geoquímica orgánica . 54 : 19–61. doi :10.1016/j.orggeochem.2012.09.006.
  5. ^ Wuchter, C.; Schouten, S.; Coolen, MJL; Sinninghe Damsté, JS (2004). "Variación dependiente de la temperatura en la distribución de lípidos de membrana de tetraéter de Crenarchaeota marina: implicaciones para la paleotermometría TEX86". Paleoceanografía y paleoclimatología . 19 (4): PA4028. Bibcode :2004PalOc..19.4028W. doi : 10.1029/2004PA001041 .
  6. ^ Schouten, Stefan; Hopmans, Ellen C.; Schefuß, Enno; Sinninghe Damsté, Jaap S. (30 de noviembre de 2002). "Variaciones distribucionales en los lípidos de la membrana crenarqueotal marina: ¿una nueva herramienta para reconstruir las temperaturas antiguas del agua marina?". Earth and Planetary Science Letters . 204 (1): 265–274. doi :10.1016/S0012-821X(02)00979-2. ISSN  0012-821X.
  7. ^ Koga, Y., Nishihara, M., Morii, H. y Akagawa-Matsushita, M., 1993, Lípidos polares de éter de bacterias metanogénicas: estructuras, aspectos comparativos y biosíntesis: Microbiological Reviews, v. 57, no. 1, p. 164-182
  8. ^ Kim, J.-H., van der Meer, J., Schouten, S., Helmke, P., Willmott, V., Sangiorgi, F., Koç, N., Hopmans, EC, y Damsté, JSS, 2010, Nuevos índices y calibraciones derivados de la distribución de lípidos tetraéter isoprenoides crenarqueales: implicaciones para las reconstrucciones de temperaturas superficiales del mar pasadas: Geochimica et Cosmochimica Acta, v. 74, no. 16, p. 4639-4654.
  9. ^ Liu, Z., Pagani, M., Zinniker, D., DeConto, R., Huber, M., Brinkhuis, H., Shah, SR, Leckie, RM y Pearson, A., 2009, Enfriamiento global durante la transición climática del Eoceno al Oligoceno: Science, v. 323, n.º 5918, pág. 1187-1190
  10. ^ Sluijs, A., Schouten, S., Pagani, M., Woltering, M., Brinkhuis, H., Damsté, JSS, Dickens, GR, Huber, M., Reichart, G.-J., Stein, R., Matthiessen, J., Lourens, LJ, Pedentchouk, N., Backman, J., Moran, K., y la expedición, S., 2006, Temperaturas del océano Ártico subtropical durante el máximo térmico del Paleoceno/Eoceno: Nature, v. 441, no. 7093, p. 610-613.
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  13. ^ Hopmans, Ellen C; Weijers, Johan W. H; Schefuß, Enno; Herfort, Lydie; Sinninghe Damsté, Jaap S; Schouten, Stefan (30 de julio de 2004). "Un nuevo indicador de materia orgánica terrestre en sedimentos basado en lípidos tetraéter ramificados e isoprenoides". Earth and Planetary Science Letters . 224 (1): 107–116. doi :10.1016/j.epsl.2004.05.012. ISSN  0012-821X.
  14. ^ Zhang, Yi Ge; Zhang, Chuanlun L.; Liu, Xiao-Lei; Li, Li; Hinrichs, Kai-Uwe; Noakes, John E. (2011). "Índice de metano: un biomarcador lipídico de tetraéter arqueal para detectar la inestabilidad de los hidratos de gas marinos". Earth and Planetary Science Letters . 307 (3–4): 525–534. Código Bibliográfico :2011E&PSL.307..525Z. doi :10.1016/j.epsl.2011.05.031.
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Lectura adicional

El Wikilibro Geología histórica tiene una página sobre el tema: TEX86