El evento Azolla es un escenario paleoclimatológico que se supone que ocurrió en la época del Eoceno medio , [1] hace unos 49 millones de años , cuando se cree que las floraciones del helecho de agua dulce fijador de carbono Azolla ocurrieron en el Océano Ártico . A medida que el helecho murió y se hundió en el fondo marino estancado, se incorporó al sedimento durante un período de unos 800.000 años; se ha especulado que la reducción resultante de dióxido de carbono ayudó a revertir el planeta desde el estado de " Tierra de invernadero " del Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno , cuando el planeta era lo suficientemente caliente para que las tortugas y las palmeras prosperaran en los polos, a la actual Tierra de hielo conocida como la Edad de Hielo del Cenozoico Tardío .
En las capas sedimentarias de toda la cuenca del Ártico, se puede discernir una unidad que alcanza al menos 8 m de espesor (no se recuperó la parte inferior del núcleo más largo, pero puede haber alcanzado los 20 m+ [ cita requerida ] ). Esta unidad consta de capas alternas; capas clásticas silíceas que representan la sedimentación de fondo de organismos planctónicos , habituales en sedimentos marinos, se alternan con laminaciones de un milímetro de espesor que comprenden materia fosilizada de Azolla . [2] Esta materia orgánica también se puede detectar en forma de un pico de radiación gamma , que se ha observado en toda la cuenca del Ártico, lo que hace que el evento sea una ayuda útil para alinear núcleos perforados en diferentes lugares. Los controles palinológicos y la calibración con el registro de inversión geomagnética de alta resolución permiten estimar la duración del evento en 800.000 años. [1] El evento coincide precisamente con una disminución catastrófica de los niveles de dióxido de carbono , que cayeron de 3500 ppm en el Eoceno temprano a 650 ppm durante este evento. [3]
La azolla ha sido considerada una "superplanta", ya que puede absorber hasta una tonelada de nitrógeno por acre por año [4] (0,25 kg/m2 / año); esto se corresponde con una absorción de carbono de 6 toneladas por acre (1,5 kg/m2 / año). Su capacidad de utilizar el nitrógeno atmosférico para el crecimiento significa que el principal límite a su crecimiento suele ser la disponibilidad de fósforo: el carbono, el nitrógeno y el azufre son tres de los elementos clave de las proteínas, y el fósforo es necesario para el ADN, el ARN y el metabolismo energético. La planta puede crecer a gran velocidad en condiciones favorables (calor moderado y 20 horas de luz solar, ambas evidentes en los polos durante el Eoceno temprano) y puede duplicar su biomasa en dos o tres días en un clima así [1] . Esta tasa de crecimiento empuja a las plantas a zonas profundas, lejos de la luz solar, donde se produce la muerte y el secuestro de carbono.
Durante el Eoceno temprano, la configuración continental era tal que el mar Ártico estaba casi completamente aislado de los océanos más amplios. Esto significaba que la mezcla, proporcionada hoy por corrientes de aguas profundas como la Corriente del Golfo , no se producía, lo que daba lugar a una columna de agua estratificada parecida al mar Negro actual . [5] Las altas temperaturas y los vientos provocaron una alta evaporación, lo que aumentó la densidad del océano y, a través de un aumento de las precipitaciones [6], una gran descarga de los ríos que alimentaban la cuenca. Esta agua dulce de baja densidad formó una capa nefeloide , que flotaba en la superficie del denso mar. [7] Incluso unos pocos centímetros de agua dulce serían suficientes para permitir la colonización de Azolla ; además, esta agua de río sería rica en minerales como el fósforo, que se acumularía a partir del lodo y las rocas con las que interactuara al cruzar los continentes. Para ayudar aún más al crecimiento de la planta, se sabe que las concentraciones de carbono (en forma de dióxido de carbono) en la atmósfera eran altas en esta época. [3]
Las floraciones por sí solas no son suficientes para tener un impacto geológico; para que el CO2 se absorba de forma permanente y se produzca un cambio climático , el carbono debe quedar secuestrado por las plantas que se entierran y los restos deben quedar inaccesibles para los organismos en descomposición. El fondo anóxico de la cuenca del Ártico, resultado de la columna de agua estratificada, permitió justamente esto; el entorno anóxico inhibe la actividad de los organismos en descomposición y permite que las plantas permanezcan allí sin pudrirse hasta que queden enterradas por los sedimentos.
Con 800.000 años de episodios de floración de Azolla y una cuenca de 4.000.000 km2 ( 1.500.000 millas cuadradas) para cubrir, incluso con estimaciones muy conservadoras, más que suficiente carbono podría ser secuestrado por el entierro de plantas para explicar la caída del 80% observada en CO2 por este solo fenómeno. [ cita requerida ] Otros factores casi con certeza jugaron un papel. Esta caída inició el cambio de un invernadero a la actual Tierra de hielo; el Ártico se enfrió de una temperatura media de la superficie del mar de 13 °C a los −9 °C actuales, [1] y el resto del globo experimentó un cambio similar. Quizás por primera vez en su historia, [8] el planeta tenía capas de hielo en ambos polos. Es evidente una disminución geológicamente rápida de la temperatura entre 49 y 47 millones de años atrás , alrededor del evento Azolla ; A partir de entonces, en los sedimentos del Ártico son comunes las rocas desprendidas (que se consideran evidencia de la presencia de glaciares). Esto se produce en un contexto de enfriamiento gradual y a largo plazo; no es hasta hace 15 millones de años que se encuentran evidencias comunes de congelamiento generalizado del polo norte. [9]
Si bien un océano Ártico verde es un modelo viable, los científicos escépticos señalan que sería posible que las colonias de Azolla en deltas de ríos o lagunas de agua dulce fueran arrastradas al océano Ártico por fuertes corrientes, eliminando la necesidad de una capa de agua dulce. [9] [10]
Gran parte del interés actual en la exploración petrolera en las regiones árticas se dirige hacia los depósitos de Azolla [ cita requerida ] . El enterramiento de grandes cantidades de material orgánico proporciona la roca madre para el petróleo, por lo que, dada la historia térmica adecuada, las floraciones de Azolla preservadas podrían haberse convertido en petróleo o gas. [11] En 2008, se creó un equipo de investigación en los Países Bajos dedicado a Azolla . [12]
El registro isotópico de
Sr
-
Nd
es [...] indicativo de un océano poco mezclado y una columna de agua altamente estratificada con aguas inferiores anóxicas. Una capa superior de agua "dulce" estable probablemente fue una característica generalizada del océano Ártico del Eoceno.[ enlace muerto permanente ] (texto completo de un artículo similar en doi:10.1029/2008PA001685)