Grandes grupos de icebergs atraviesan el Atlántico Norte.
Un evento Heinrich es un fenómeno natural en el que grandes grupos de icebergs se desprenden de la capa de hielo Laurentide y atraviesan el estrecho de Hudson hacia el Atlántico Norte. [2] Descritos por primera vez por el geólogo marino Hartmut Heinrich , [3] ocurrieron durante cinco de los últimos siete períodos glaciares durante los últimos 640.000 años. [4] Los eventos Heinrich están particularmente bien documentados para el último período glaciar , pero notablemente ausentes de la penúltima glaciación . [5] Los icebergs contenían masa rocosa que había sido erosionada por los glaciares y, a medida que se derretían, este material cayó al fondo del mar como escombros arrastrados por el hielo (abreviado como "IRD") formando depósitos llamados capas Heinrich .
El derretimiento de los icebergs provocó la incorporación de grandes cantidades de agua dulce al Atlántico Norte. Es posible que esos aportes de agua fría y dulce hayan alterado los patrones de circulación termohalina del océano, impulsados por la densidad, y a menudo coinciden con indicios de fluctuaciones climáticas globales.
Se han propuesto varios mecanismos para explicar la causa de los eventos Heinrich, la mayoría de los cuales implican la inestabilidad de la enorme capa de hielo Laurentide, una capa de hielo continental que cubrió la mayor parte del noreste de América del Norte durante el último período glaciar. También podrían estar involucradas otras capas de hielo del hemisferio norte, como la de Fennoscandic y la de Islandia/Groenlandia . Sin embargo, la causa inicial de esta inestabilidad aún se debate.
Descripción
La definición estricta de los eventos Heinrich es el evento climático que causa la capa de IRD observada en los núcleos de sedimentos marinos del Atlántico Norte: un colapso masivo de las plataformas de hielo del hemisferio norte y la consiguiente liberación de un volumen prodigioso de icebergs. Por extensión, el nombre "evento Heinrich" también puede referirse a las anomalías climáticas asociadas registradas en otros lugares del mundo, aproximadamente en los mismos períodos de tiempo. Los eventos son rápidos: duran probablemente menos de un milenio, una duración que varía de un evento a otro, y su inicio abrupto puede ocurrir en cuestión de años. [7] Los eventos Heinrich se observan claramente en muchos núcleos de sedimentos marinos del Atlántico Norte que cubren el último período glacial; la menor resolución del registro sedimentario antes de este punto hace que sea más difícil deducir si ocurrieron durante otros períodos glaciales en la historia de la Tierra. Algunos investigadores identifican el evento Younger Dryas como un evento Heinrich, lo que lo convertiría en un evento H0 ( tabla, derecha ). [8] [9]
Los eventos Heinrich parecen estar relacionados con algunos, pero no todos, los períodos fríos que precedieron a los eventos de calentamiento rápido conocidos como eventos Dansgaard-Oeschger (DO) , que se registran mejor en el núcleo de hielo de Groenlandia del NGRIP . Sin embargo, las dificultades para sincronizar los núcleos de sedimentos marinos y los núcleos de hielo de Groenlandia en la misma escala de tiempo plantearon dudas sobre la exactitud de esa afirmación.
Huella climática potencial de los eventos Heinrich
Las observaciones originales de Heinrich fueron de seis capas en núcleos de sedimentos oceánicos con proporciones extremadamente altas de rocas de origen continental, " fragmentos líticos ", en el rango de tamaño de 180 μm a 3 mm ( 1 ⁄ 8 in). [3] Las fracciones de mayor tamaño no pueden ser transportadas por las corrientes oceánicas, y por lo tanto se interpretan como si hubieran sido transportadas por icebergs o hielo marino que se desprendieron de glaciares o plataformas de hielo, y arrojaron escombros al fondo del mar cuando los icebergs se derritieron. Los análisis geoquímicos del IRD pueden proporcionar información sobre el origen de estos escombros: principalmente la gran capa de hielo Laurentide que cubría América del Norte en ese momento para los eventos Heinrich 1, 2, 4 y 5, y por el contrario, las capas de hielo europeas para los eventos menores 3 y 6. La firma de los eventos en los núcleos de sedimentos varía considerablemente con la distancia desde la región de origen. Para los eventos de origen Laurentide, hay un cinturón de IRD alrededor de 50° N, conocido como el cinturón de Ruddiman, que se expande unos 3.000 km (1.900 mi) desde su fuente norteamericana hacia Europa , y se adelgaza en un orden de magnitud desde el mar de Labrador hasta el extremo europeo de la actual ruta de los icebergs (Grousset et al ., 1993). Durante los eventos Heinrich, enormes volúmenes de agua dulce fluyen hacia el océano. Para el evento Heinrich 4, basado en un estudio modelo que reproduce la anomalía isotópica del oxígeno oceánico 18, el flujo de agua dulce se ha estimado en 0,29 ± 0,05 Sverdrup con una duración de 250 ± 150 años, [10] equivalente a un volumen de agua dulce de aproximadamente 2,3 millones de kilómetros cúbicos (0,55 millones de millas cúbicas) o un aumento del nivel del mar de 2 ± 1 m (6 pies 7 pulgadas ± 3 pies 3 pulgadas).
Varios indicadores geológicos fluctúan aproximadamente en el tiempo con estos eventos Heinrich, pero las dificultades para datarlos y correlacionarlos con precisión hacen difícil determinar si los indicadores preceden o se atrasan con respecto a los eventos Heinrich, o en algunos casos si están relacionados en absoluto. Los eventos Heinrich suelen estar marcados por los siguientes cambios:
Disminución de la abundancia de foraminíferos , que debido a la naturaleza prístina de muchas muestras no puede atribuirse a un sesgo de conservación y se ha relacionado con una salinidad reducida [15]
Aumento de la escorrentía terrígena de los continentes, medida cerca de la desembocadura del río Amazonas
Aumento de las tasas de deposición en el Atlántico norte, reflejado en un aumento de los sedimentos de origen continental (líticos) en relación con la sedimentación de fondo [3]
Expansión de pastizales y matorrales en amplias zonas de Europa [17]
El alcance global de estos registros ilustra el dramático impacto de los eventos de Heinrich.
Eventos inusuales de Heinrich
H3 y H6 no comparten un conjunto tan convincente de síntomas de eventos Heinrich como los eventos H1, H2, H4 y H5, lo que ha llevado a algunos investigadores a sugerir que no son verdaderos eventos Heinrich. Eso haría sospechosa la sugerencia de Gerard C. Bond de que los eventos Heinrich encajan en un ciclo de 7.000 años (" eventos Bond ").
Varias líneas de evidencia sugieren que H3 y H6 fueron de alguna manera diferentes de los otros eventos.
Picos líticos: se observa una proporción mucho menor de líticos (3.000 frente a 6.000 granos por gramo) en H3 y H6, lo que significa que el papel de los continentes en el suministro de sedimentos a los océanos fue relativamente menor.
Disolución de foraminíferos: las pruebas de foraminíferos parecen estar más erosionadas durante H3 y H6 (Gwiazda et al. , 1996). Esto puede indicar una afluencia de agua del fondo antártico rica en nutrientes, y por lo tanto corrosiva, mediante una reconfiguración de los patrones de circulación oceánica.
Procedencia del hielo: Los icebergs en H1, H2, H4 y H5 están relativamente enriquecidos en "carbonato detrítico" paleozoico originario de la región del estrecho de Hudson ; mientras que los icebergs H3 y H6 llevaban menos de este material distintivo [18] [19]
Distribución de los restos arrastrados por el hielo: los sedimentos transportados por el hielo no se extienden tan lejos hacia el este durante H3/6. Por ello, algunos investigadores han decidido sugerir un origen europeo para al menos algunos clastos H3/6: América y Europa eran originalmente adyacentes entre sí; por lo tanto, las rocas de cada continente son difíciles de distinguir y la fuente está abierta a la interpretación. [14]
Causas
Como ocurre con tantos problemas relacionados con el clima, el sistema es demasiado complejo como para atribuirlo con seguridad a una única causa. [ opinión ] Hay varios factores posibles, que se dividen en dos categorías.
Fuerzas internas: el modelo de “atracón-purga”
Este modelo sugiere que los factores internos a las capas de hielo causan la desintegración periódica de grandes volúmenes de hielo, responsables de los eventos Heinrich.
La acumulación gradual de hielo en la capa de hielo Laurentide condujo a un aumento gradual de su masa, conocida como "fase de atracón". Una vez que la capa alcanzó una masa crítica, el sedimento subglacial blando y no consolidado formó un "lubricante resbaladizo" sobre el que se deslizó la capa de hielo, en la "fase de purga", que duró alrededor de 750 años. El modelo original proponía que el calor geotérmico hizo que el sedimento subglacial se descongelara una vez que el volumen de hielo fue lo suficientemente grande como para evitar el escape de calor a la atmósfera. [20]
Las matemáticas del sistema son consistentes con una periodicidad de 7.000 años, similar a la observada si H3 y H6 son de hecho eventos Heinrich. [21] Sin embargo, si H3 y H6 no son eventos Heinrich, el modelo Binge-Purge pierde credibilidad, ya que la periodicidad predicha es clave para sus suposiciones. También puede parecer sospechoso porque no se observan eventos similares en otras eras de hielo, [19] aunque esto puede deberse a la falta de sedimentos de alta resolución. Además, el modelo predice que el tamaño reducido de las capas de hielo durante el Pleistoceno debería reducir el tamaño, el impacto y la frecuencia de los eventos Heinrich, lo que no se refleja en la evidencia.
Fuerzas externas
Varios factores externos a las capas de hielo pueden causar eventos Heinrich, pero dichos factores tendrían que ser grandes para superar la atenuación causada por los enormes volúmenes de hielo involucrados. [20]
Gerard Bond sugiere que los cambios en el flujo de energía solar en una escala de 1.500 años pueden estar correlacionados con los ciclos Dansgaard-Oeschger y, a su vez, con los eventos Heinrich; sin embargo, la pequeña magnitud del cambio en la energía hace que un factor exoterrestre de este tipo no tenga los grandes efectos requeridos, al menos sin enormes procesos de retroalimentación positiva que actúen dentro del sistema terrestre. Sin embargo, en lugar de que el calentamiento en sí derrita el hielo, es posible que el cambio del nivel del mar asociado con el calentamiento desestabilice las plataformas de hielo. Un aumento del nivel del mar podría comenzar a corroer el fondo de una capa de hielo, socavándola; cuando una capa de hielo se rompa y se eleve, el hielo liberado aumentará aún más los niveles del mar y desestabilizará aún más otras capas de hielo. A favor de esta teoría está la no simultaneidad de la ruptura de la capa de hielo en H1, H2, H4 y H5, donde la ruptura europea precedió al derretimiento europeo por hasta 1.500 años. [7]
El modelo de piratería térmica del Atlántico sugiere que los cambios en la circulación oceánica hacen que los océanos de un hemisferio se calienten a expensas del otro. [22] Actualmente, la Corriente del Golfo redirige las aguas cálidas ecuatoriales hacia los mares nórdicos del norte. La adición de agua dulce a los océanos del norte puede reducir la fuerza de la Corriente del Golfo y permitir que se desarrolle en su lugar una corriente hacia el sur. Esto provocaría el enfriamiento del hemisferio norte y el calentamiento del sur, lo que provocaría cambios en la acumulación de hielo y las tasas de fusión y posiblemente desencadenaría la destrucción de la plataforma y los fenómenos Heinrich. [23]
El modelo bipolar de Rohling de 2004 sugiere que el aumento del nivel del mar elevó las plataformas de hielo flotantes, lo que provocó su desestabilización y destrucción. Sin una plataforma de hielo flotante que las sostuviera, las capas de hielo continentales se desviarían hacia los océanos y se desintegrarían en icebergs y hielo marino.
La adición de agua dulce ha sido implicada por el modelado acoplado del clima oceánico y atmosférico [24] , mostrando que tanto los eventos Heinrich como Dansgaard-Oeschger pueden mostrar un comportamiento de histéresis . Esto significa que cambios relativamente menores en la carga de agua dulce en los mares nórdicos, como un aumento de 0,15 Sv o una disminución de 0,03 Sv, serían suficientes para causar cambios profundos en la circulación global [25] . Los resultados muestran que un evento Heinrich no causa un enfriamiento alrededor de Groenlandia sino más al sur, principalmente en el Atlántico subtropical , un hallazgo respaldado por la mayoría de los datos paleoclimáticos disponibles . Esta idea fue conectada a los eventos DO por Maslin et al . (2001). [7] Sugirieron que cada capa de hielo tenía sus propias condiciones de estabilidad, pero que al derretirse, la afluencia de agua dulce era suficiente para reconfigurar las corrientes oceánicas y causar derretimiento en otras partes. Más específicamente, los eventos fríos de DO y su afluencia asociada de agua de deshielo reducen la fuerza de la corriente de aguas profundas del Atlántico Norte (NADW), debilitando la circulación del hemisferio norte y, por lo tanto, dando como resultado una mayor transferencia de calor hacia los polos en el hemisferio sur. Esta agua más cálida da como resultado el derretimiento del hielo antártico, reduciendo así la estratificación de la densidad y la fuerza de la corriente de agua de fondo antártico (AABW). Esto permite que la NADW regrese a su fuerza anterior, impulsando el derretimiento del hemisferio norte y otro evento frío de DO. Finalmente, la acumulación de deshielo alcanza un umbral, por el cual aumenta el nivel del mar lo suficiente como para socavar la capa de hielo Laurentide, causando así un evento Heinrich y reiniciando el ciclo.
Hunt y Malin (1998) propusieron que los eventos Heinrich son causados por terremotos desencadenados cerca del margen de hielo por una rápida desglaciación. [26]
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Lectura adicional
Resumen de trabajos recientes de 2011: Alvarez-Solas, Jorge; Ramstein, Gilles (2011). "Sobre el mecanismo desencadenante de los eventos Heinrich". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 108 (50): E1359–60. Bibcode :2011PNAS..108E1359A. doi : 10.1073/pnas.1116575108 . PMC 3250121 . PMID 22123946.
Enlaces externos
William C. Calvin, "El gran cambio climático", adaptado de Atlantic Monthly , 281(1):47–64 (enero de 1998).
(Gerald Bond) "Se descubre un ciclo reciente y abrupto de enfriamiento del clima": Comunicado de prensa de la Universidad de Columbia, 11 de diciembre de 1995:
Sección 2.4.3 del TAR del IPCC ¿Qué tan rápido cambió el clima durante el período glacial?