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Isótopos marinos de la etapa 11

5 millones de años de historia, que representan la pila bentónica LR04 de Lisiecki y Raymo (2005)

La etapa isotópica marina 11 o MIS 11 es una etapa isotópica marina en el registro de temperatura geológica , que cubre el período interglacial entre hace 424.000 y 374.000 años. [1] Corresponde a la etapa Hoxniana en Gran Bretaña.

Se investigan los períodos interglaciares que ocurrieron durante el Pleistoceno para comprender mejor el clima actual y futuro. Por lo tanto, se compara el interglaciar actual, el Holoceno , con el MIS 11 y el estadio isotópico marino 5e .

Características

El MIS 11 representa el intervalo interglacial más largo y cálido de los últimos 500 mil años. De hecho, muestra el calentamiento deglacial de mayor amplitud en los últimos 5 millones de años y posiblemente duró el doble que las otras etapas interglaciales. El MIS 11 se caracteriza por temperaturas superficiales del mar cálidas en general en latitudes altas, una fuerte circulación termohalina , floraciones inusuales de plancton calcáreo en latitudes altas, un nivel del mar más alto que el actual , una expansión de los arrecifes de coral que resulta en una mayor acumulación de carbonatos neríticos y una pobre conservación general de carbonatos pelágicos y una fuerte disolución en ciertas áreas. El MIS 11 se considera el período interglacial más cálido de los últimos 500.000 años. [2]

Concentración de CO2

La concentración de dióxido de carbono durante el MIS 11 fue posiblemente similar a la documentada en el período preindustrial , pero no especialmente alta en comparación con otros períodos interglaciares (por ejemplo, la concentración de CO 2 fue probablemente mayor durante el MIS 9). [3] Además, una característica peculiar del MIS 11 es que no se detecta un pico temprano de CO 2 , generalmente asociado a la desglaciación en respuesta al aumento de las temperaturas. Esta cantidad inusualmente pequeña de CO 2 fue una consecuencia de la productividad marina excepcionalmente alta durante el comienzo del MIS 11. [4]

Al parecer, las condiciones interglaciales de larga duración que se documentan durante el MIS 11 dependen de la interacción peculiar entre la concentración de CO 2 y la insolación. De hecho, durante los períodos de mínimos de excentricidad y precesión , incluso pequeñas variaciones en la insolación total podrían conducir al control del clima a través de los gases de efecto invernadero, en particular el CO 2 .

Productividad de carbonatos

En los ambientes de aguas poco profundas , el desarrollo de varios sistemas arrecifales importantes (como la Gran Barrera de Coral ) acompañó un aumento de la producción de carbonato de arrecife. La producción de carbonato de calcio alcanzó su pico en los océanos subpolares y subtropicales, lo que refleja un cambio en la ecología del plancton de diatomeas a plancton calcáreo debido a los cambios en las temperaturas del agua de mar, que aparentemente eran más cálidas en latitudes bajas. El aumento de la producción de carbonato en las plataformas continentales y en los entornos de océano abierto de latitudes medias puede explicar en parte las altas tasas de disolución de sedimentos de carbonato durante MIS 11 en todas las cuencas oceánicas, como las del Índico y el Pacífico. De hecho, los aumentos en la productividad regional de carbonato solo pueden explicarse por el aumento de la disolución de carbonato en otras áreas (de origen). Otra explicación para la presencia de tramos de barrera de arrecifes en latitudes bajas durante MIS 11 es que las plataformas continentales tropicales se inundaron (al menos en parte) en respuesta a una importante transgresión marina (véase más adelante).

Nivel del mar y transgresión marina

Secciones de núcleos marinos del Atlántico Sur, de aproximadamente un millón de años de antigüedad

Los depósitos de playa en Alaska , Bermudas y Bahamas , así como las terrazas de arrecifes elevadas en Indonesia , sugieren que el nivel global del mar alcanzó hasta veinte metros por encima del actual. [5] [6] [7] δ18
Los registros de O
muestran disminuciones isotópicas que son consistentes con un nivel del mar alto, pero el efecto de la temperatura no se puede separar con certeza de la glacioeustasia. Además, se debe inferir el colapso de al menos una capa de hielo importante para producir niveles del mar altos similares; sin embargo, la estabilidad de estas capas de hielo es una de las principales preguntas en la investigación del cambio climático: de hecho, evidencias geológicas controvertidas sugieren que las capas de hielo polares actuales podrían haber sido alteradas (o reducidas drásticamente) durante los interglaciares del Pleistoceno anteriores.

El aumento del nivel del mar requiere una reducción de las capas de hielo polares modernas y es coherente con la interpretación de que tanto las capas de hielo de la Antártida occidental como las de Groenlandia estaban ausentes, o al menos muy reducidas, durante el MIS 11. Los depósitos sedimentarios de Groenlandia sugieren una desglaciación casi completa del sur de Groenlandia y un posterior aumento del nivel del mar de 4,5 a 6 metros de volumen equivalente al nivel del mar durante el MIS 11, hace unos 410.000 a 400.000 años. [8]

Características astronómicas

A diferencia de la mayoría de los otros interglaciares del Cuaternario tardío, MIS 11 no puede explicarse ni modelarse de manera directa únicamente dentro del contexto de los mecanismos de forzamiento de Milankovitch . [9] Según varios estudios, el período interglaciar MIS 11 fue más largo que las otras etapas interglaciares. El calor interglaciar sostenido puede haber durado tanto, porque la excentricidad orbital era baja y la amplitud del ciclo de precesión disminuyó, lo que resultó en varias subetapas frías menos durante este período y quizás también indujo un cambio climático abrupto en la transición MIS 12-11, la más intensa de los últimos 500 mil años. Es notable que MIS 11 se desarrolló justo después de uno de los δ más "pesados" del Pleistoceno.18
Glaciares O
(MIS 12). Según algunos autores, es probable que MIS 12 represente un “mínimo” dentro de la ciclicidad de 400 ka (que aparentemente se “estira” hasta ciclos de ca. 500 ka en el Pleistoceno), al igual que el complejo MIS 24/MIS 22 (ca. 900 ka; Wang et al., 2004). En apoyo de esta inferencia está la observación de que estos dramáticos intervalos glaciares coinciden con períodos de importante reorganización climática, a saber, el “Evento de Brunhes Medio” (Jansen et al., 1986) y la “Revolución del Pleistoceno Medio” (Berger y Jansen, 1994), respectivamente. En vista de su patrón de insolación impulsado astronómicamente, MIS 11 puede ser el mejor análogo para la situación de insolación del futuro cercano. Un modelo climático bidimensional del hemisferio norte utilizado para simular la evolución climática durante el MIS 11, el MIS 5 y el futuro dio a entender que las características climáticas y la duración del MIS 11 podrían ser comparables a las del período interglacial actual-futuro en ausencia de forzamiento antropogénico. Esta consideración ha llevado a algunos autores a la conclusión de que el período interglacial actual (que comenzó hace 10 mil años) habría continuado durante aproximadamente 20-25 mil años incluso en ausencia de forzamiento antropogénico. [ cita requerida ]

Véase también

Referencias

  1. ^ Lisiecki,Lorraine E.; Raymo, Maureen E. (2005). "Una pila de 57 registros de δ18O bentónicos del Plioceno-Pleistoceno distribuidos globalmente". Paleoceanografía . 20 (1): n/a. Bibcode :2005PalOc..20.1003L. doi :10.1029/2004PA001071. hdl : 2027.42/149224 . S2CID  12788441.
  2. ^ Howard, WR (1997). "Un futuro cálido en el pasado". Nature . 388 (6641): 418–9. doi : 10.1038/41201 . S2CID  4391746.
  3. ^ Raynaud, D.; Barnola, JM; Souchez, R.; Lorena, R.; Pequeño, JR; Duval, P.; Lipenkov, VY (julio de 2005). "Paleoclimatología: el récord del estadio isotópico marino 11". Naturaleza . 436 (7047): 39–40. Código Bib :2005Natur.436...39R. doi :10.1038/43639b. PMID  16001055. S2CID  4363692.
  4. ^ Brandon, Margaux; Landais, Amaelle; Duchamp-Alphonse, Stéphanie; Favre, Violaine; Schmitz, Lea; Abrial, Héloïse; Prié, Frédéric; Extier, Thomas; Blunier, Thomas (30 de abril de 2020). "Productividad de la biosfera excepcionalmente alta al comienzo de la etapa 11 de isótopos marinos". Comunicaciones de la naturaleza . 11 (1): 2112. Código bibliográfico : 2020NatCo..11.2112B. doi :10.1038/s41467-020-15739-2. PMC 7192893 . PMID  32355168. 
  5. ^ Hearty, PJ; Kindler, P.; Cheng, H.; Edwards, RL (abril de 1999). "Evidencia de un punto más alto del nivel del mar de +20 m en el Pleistoceno medio (Bermudas y Bahamas) y colapso parcial del hielo antártico". Geología . 27 (4): 375–8. doi :10.1130/0091-7613(1999)027<0375:AMMPSL>2.3.CO;2.
  6. ^ Olson, SL; Hearty, PJ (febrero de 2009). "Un nivel del mar sostenido de +21 m durante MIS 11 (400 ka): evidencia fósil y sedimentaria directa de Bermudas". Quaternary Science Reviews . 28 (3–4): 271–285. Bibcode :2009QSRv...28..271O. doi :10.1016/j.quascirev.2008.11.001.
  7. ^ van Hengstum, PJ; Scott, DB; Javaux, EJ (septiembre de 2009). "Los foraminíferos en cuevas elevadas de las Bermudas proporcionan más evidencia de un nivel del mar eustático de +21 m durante la etapa isotópica marina 11". Quaternary Science Reviews . 28 (19–20): 1850–69. Bibcode :2009QSRv...28.1850V. doi :10.1016/j.quascirev.2009.05.017.
  8. ^ Alberto V. Reyes; Anders E. Carlson; Brian L. Beard; Robert G. Hatfield; Joseph S. Stoner; Kelsey Winsor; Bethany Welke; David J. Ullman (25 de junio de 2014). "Colapso de la capa de hielo del sur de Groenlandia durante la etapa isotópica marina 11". Nature . 510 (7506): 525–528. Bibcode :2014Natur.510..525R. doi :10.1038/nature13456. PMID  24965655. S2CID  4468457.
  9. ^ Muller, RA; MacDonald, GJ (1997). "Ciclos glaciales y forzamiento astronómico". Science . 277 (5323): 215–218. Bibcode :1997Sci...277..215M. doi :10.1126/science.277.5323.215.