Lo que nos dice el polen antiguo sobre el cambio climático futuro

Hace unos 56 millones de años, el clima de la Tierra experimentó una gran transición climática. Una gran liberación de carbono en el océano y la atmósfera elevó el dióxido de carbono atmosférico (CO₂) concentraciones, lo que significa un aumento de las temperaturas de 5 a 8°C y un aumento del nivel del mar.

¿Suena familiar?

Este evento, llamado Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno (PETM), tuvo lugar durante unas pocas decenas de miles de años, pero las causas y consecuencias de esta transición aún son objeto de un amplio debate.

Algunas de las causas hipotéticas de la enorme liberación de carbono incluyen la actividad volcánica masiva en el Atlántico Norte, la liberación repentina de metano del fondo del océano o el derretimiento del permafrost o la turba en la Antártida.

La evidencia de PETM proviene principalmente de sedimentos marinos antiguos, pero si aprendemos de este período lo que podría suceder como resultado de nuestra climatizado crisis de cambio, también necesitamos entender lo que sucedió en el terreno.

Hasta la fecha, hay poca información disponible sobre cómo el clima del PETM ha cambiado la vida en la tierra, por lo que nuestro equipo de investigación utilizó polen fósil preservado en rocas antiguas para reconstruir la evolución de la vegetación terrestre y el clima durante este período.

Nuestra nueva investigación, dirigida por mí y el Dr. Scott Wing en el Departamento de Paleobiología del Museo Nacional de Historia Natural del Smithsonian y publicada en la revista Paleooceanografía y Paleoclimatología, demuestra que un aumento en la concentración atmosférica de CO₂ desempeñó un papel importante en el cambio del clima de la Tierra y la vida vegetal.

Podríamos ver un aumento similar en los próximos siglos debido al aumento antropogénico (causado por humanos) del CO₂.

Para comprender cómo cambió y se movió la vegetación terrestre durante este período, utilizamos un enfoque desarrollado recientemente basado en polen fósil conservado en depósitos de rocas antiguas. Utiliza la apariencia distinta y específica de la especie de los granos de polen vistos bajo un microscopio.

La apariencia distintiva del polen ha evolucionado para facilitar las estrategias de polinización empleadas por plantas. Debido a que cada especie tiene un polen único, esto significa que podemos comparar el polen fósil con el polen moderno para encontrar una coincidencia, siempre que el familia de plantas no ha desaparecido.

Como resultado, el polen fósil se puede asignar con confianza a muchas familias de plantas modernas. Cada una de estas plantas modernas tiene requisitos climáticos específicos, y asumimos que sus parientes antiguos necesitaban un clima similar.

Para dar más confianza a esta hipótesis, evitamos los datos de grupos de plantas que sabíamos que evolucionaron después del PETM, ya que es posible que estas especies no se hayan asentado en la misma preferencia climática que tuvieron hoy.

El polen conservado en las rocas durante decenas de millones de años permite reconstruir tanto antiguas comunidades florales como climas pasados.

Por primera vez, hemos aplicado este enfoque en todo el mundo a muestras fósiles de 38 sitios PETM de todos los continentes excepto la Antártida. Este nuevo análisis de polen muestra que las comunidades de plantas PETM son distintas de las comunidades de plantas pre-PETM en los mismos sitios.

Estos cambios en la composición floral, debido a las migraciones masivas de plantas, indican que los cambios de vegetación resultantes del cambio climático fueron globales, aunque los tipos de plantas involucradas variaron según la región.

Cuando hablamos de migración de plantas, nos referimos al movimiento de las plantas, ya que las semillas que se esparcen crecen mejor en un lugar y clima que en otro, en este caso en latitudes más altas y frías en comparación con otros lugares en latitudes más bajas y cálidas.

Las plantas pueden migrar más de 500 metros cada año, por lo que durante miles de años pueden moverse grandes distancias.

Por ejemplo, en el hemisferio norte, los pantanos de cipreses calvos de Wyoming en los Estados Unidos fueron reemplazados repentinamente por bosques subtropicales estacionalmente secos dominados por palmeras. De manera similar, en el hemisferio sur, los bosques de podocarpáceas templados húmedos han sido reemplazados por bosques de palmeras subtropicales.

Asignamos a cada especie una categoría basada en el clima, llamada tipo de clima de Köppen. Ejemplos de esto incluyen la selva tropical, el desierto árido, el verano templado cálido y la tundra polar.

Esto nos dice que el PETM trajo climas más cálidos y húmedos hacia los polos en ambos hemisferios, pero estacionalmente climas más cálidos y secos en las latitudes medias.

Para explorar el alcance geográfico de estos cambios, trabajamos con la Dra. Christine Shields del Centro Nacional de Investigación Atmosférica de EE. UU. y el Dr. Jeffrey Kiehl de la Universidad de California para ejecutar simulaciones de modelos climáticos.

Los datos utilizados para crear estas simulaciones provienen del Community Earth System Model (versión CESM1.2).

Estas simulaciones coincidieron estrechamente con los datos climáticos que encontramos en polenincluida la expansión de los climas templados alejándose de los tipos de clima frío hacia los polos, así como la expansión de los climas templados y tropicales en las latitudes medias.

Entonces, si nuestro CO actual₂ Los niveles continúan aumentando, calentando y derritiendo el permafrost, lo que podría liberar más carbono almacenado en la atmósfera, como pudo haberlo hecho hace 56 millones de años. Veremos estos cambios masivos de vegetación nuevamente en respuesta a cambios dramáticos en las condiciones climáticas locales.

La capacidad de migración de la vegetación dependerá de muchos factores, incluida la tasa de cambio climático y la disponibilidad de áreas de migración adecuadas para estas plantas.

A donde van las plantas, los animales que dependen de ellas (si pueden) también irán, quizás en algunos casos incluidos los humanos.

Comprender este cambio masivo en nuestro planeta que ha ocurrido como resultado del calentamiento global nos da una idea de nuestro futuro potencial. ¿Estamos listos para abandonar físicamente nuestros hogares, como lo hicieron estos bosques antiguos, para adaptarnos al cambio climático o podemos trabajar juntos ahora para evitar las consecuencias adversas del calentamiento global?