La llegada de plantas silvestres ha cambiado el sistema de control climático de la Tierra

Un nuevo estudio dirigido por investigadores de UCL y Yale muestra que la llegada de plantas a la Tierra hace unos 400 millones de años cambió la forma en que la Tierra regula naturalmente su clima.

El ciclo del carbono, el proceso por el cual el carbono se mueve entre las rocas, los océanos, los seres vivos y la atmósfera, actúa como el termostato natural de la Tierra, regulando su temperatura durante largos períodos de tiempo.

En un nuevo estudio publicado en la revista naturalezaEn el estudio, los investigadores observaron muestras de rocas que abarcan los últimos tres mil millones de años y encontraron evidencia de un cambio dramático en cómo funcionaba este ciclo hace unos 400 millones de años, cuando las plantas comenzaron a colonizar la Tierra.

Específicamente, los investigadores observaron un cambio en la química del agua de mar registrada en la roca, lo que indica un cambio significativo en la composición global del lodo, la «fábrica de lodo», de los océanos a la tierra.

Dado que el lodo formado en el océano (meteorización inversa) libera dióxido de carbono a la atmósfera, mientras que el lodo en la tierra es un subproducto de la meteorización química que elimina el dióxido de carbono del aire, esto reduce la cantidad de carbono en la atmósfera, lo que resulta en un enfriador planeta y un clima cambiante, con períodos glaciales alternados y períodos más cálidos.

Los investigadores sugirieron que el cambio fue causado por la propagación de plantas terrestres que mantienen el suelo y el lodo en la tierra, la detención de la deriva de carbono hacia el océano y el crecimiento de la vida marina que usa silicio para sus esqueletos y paredes celulares, como esponjas. fuera. algas celulares y radiactivas (un grupo de protozoos), lo que conduce a una disminución del silicio en el agua de mar necesaria para la formación de lodo.

El autor principal, el Dr. Philipp Pugh von Strandmann (Ciencias de la Tierra de la UCL), dijo: «Nuestro estudio indica que el ciclo del carbono opera de una manera muy diferente durante la mayor parte de la historia de la Tierra en comparación con la actualidad.

«La transformación, que se produjo gradualmente entre 400 y 500 millones de años atrás, parece estar vinculada a dos importantes innovaciones biológicas en ese momento: la propagación de plantas en la tierra y el crecimiento de organismos marinos que extraen silicio del agua para crear sus esqueletos. y paredes celulares.

«Antes de este cambio, el dióxido de carbono atmosférico se mantuvo alto, lo que resultó en un clima estable y un invernadero. Desde entonces, nuestro clima ha ido y venido entre las edades de hielo y los períodos más cálidos. Este tipo de cambio promueve la evolución y durante este período la evolución de la vida acelerado, con la forma de animales salvajes por primera vez.

«Una atmósfera que es menos rica en carbono también es más sensible al cambio, lo que permite a los humanos influir en el clima más fácilmente mediante la quema de combustibles fósiles».

«Al medir los isótopos de litio en rocas que cubren la mayor parte de la historia de la Tierra, nuestro objetivo era verificar si algo había cambiado en el funcionamiento del ciclo del carbono durante un período de tiempo significativo», dijo la primera autora Boriana Calderon Asyl, estudiante de doctorado en la Universidad de Yale. . Este cambio parece estar relacionado con el crecimiento de la vida vegetal en la tierra y la vida animal que utiliza silicio en el mar «.

En el estudio, los investigadores midieron isótopos de litio en 600 muestras de rocas tomadas de diferentes lugares del mundo. El litio tiene dos isótopos estables de origen natural: uno con tres protones y tres neutrones y otro con tres protones y cuatro neutrones.

Cuando la arcilla se forma lentamente en la tierra, favorece fuertemente al litio-6, dejando el agua circundante rica en el isótopo más pesado, el litio-7. Al analizar sus muestras con espectrometría de masas, los investigadores encontraron niveles elevados de litio-7 en el agua de mar registrados en las rocas. que ocurrió hace 400 años y 500 millones de años, lo que indica un cambio significativo en la producción de arcilla en la Tierra coincidiendo con la propagación de plantas en la tierra y el surgimiento de vida marina usando silicio.

El lodo se forma en la Tierra como un remanente de la meteorización química, el proceso principal a largo plazo mediante el cual se elimina el dióxido de carbono de la atmósfera. Esto sucede cuando el carbono en la atmósfera se combina con el agua para formar un ácido débil, el ácido carbónico, que cae al suelo en forma de lluvia y disuelve las rocas, liberando iones, incluidos los iones de calcio, que fluyen hacia el océano. Finalmente, el carbono queda atrapado en las rocas del fondo del océano. Por el contrario, las extracciones de carbono se anulan mediante la fotosíntesis de las plantas una vez que las plantas se descomponen, y rara vez afecta los niveles de dióxido de carbono en escalas de tiempo superiores a unos pocos cientos de años.

Cuando se forma lodo en el océano, el carbono permanece en el agua y finalmente se libera al aire como parte del intercambio continuo de carbono que se produce cuando el aire se encuentra con el agua.

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El estudio recibió el apoyo del Consejo Europeo de Investigación y la NASA.