Los dientes de tiburón encontrados en la Antártida revelan el misterio del antiguo enfriamiento climático de la Tierra

El Eoceno fue el período más caluroso de los últimos 50 millones de años. Con temperaturas unos 13 ° C más altas que las actuales, sin hielo alrededor de los polos y los mamíferos comenzando a apoderarse del mundo, nuestro planeta era un entorno muy diferente. Pero sucedió algo extraño. Hace unos 50 millones de años, el clima cambió de un “invernadero” a condiciones más frías de “casa de hielo”, que impactaron la historia evolutiva de la flora y la fauna.

Los dientes de un antiguo tiburón ahora podrían ayudarnos a comprender lo que sucedió.

Crédito de la imagen: Flickr / NOAA

Los investigadores han trabajado en varias teorías sobre lo que impulsó este cambio climático, algunas de las cuales se centraron en la Antártida debido a su contigüidad con las puertas de enlace tectónicas y los efectos amplificados de la temperatura en las latitudes altas. La teoría tectónica señala que a medida que las placas tectónicas de Australia y la Antártida se separaron, esto produjo un aumento de vulcanismo y emisiones de CO2.

La Antártida también jugó un papel clave en el eventual enfriamiento: una vez que los océanos a su alrededor comenzaron a congelarse, las aguas antárticas enviaron agua fría y témpanos de hielo Hay evidencia, por ejemplo, de que Drake Passage y Tasman Gateway (dos pasajes ahora helados alrededor de la Antártida) ensanchado y profundizado durante este tiempo.

Los pasajes más anchos y profundos habrían sido necesarios para que las aguas de los principales océanos se unieran y se formara la Corriente Circumpolar Antártica, mostraron los estudios. Esa corriente, que actualmente fluye alrededor de la Antártida, atrapa las aguas frías en el Océano Austral, manteniendo la Antártida fría y congelada.

En un nuevo estudio, investigadores de la Universidad de California analizaron la química conservada en los dientes de la ahora extinta especie de tiburón tigre de arena. Estriatolamia macrota. El tiburón solía cazar en las aguas de la Península Antártica hace decenas de millones de años y dejó dientes fósiles bien conservados en lo que es ahora. Isla Seymour.

“Al estudiar la química conservada en estos dientes de tiburón, mis colegas y yo encontramos evidencia de cuándo se abrió el Pasaje Drake, lo que permitió que las aguas de los océanos Pacífico y Atlántico se mezclaran, y cómo se sentía el agua en ese momento”, dijo el autor principal. Sora Kim escribió en un comentario. “Las temperaturas registradas en los dientes de tiburón son algunas de las más cálidas para las aguas antárticas”.

Dientes llenos de información

Para el estudio, los investigadores estudiaron 400 dientes de la isla Seymour de tiburones de todas las edades, que vivieron hace entre 45 millones y 37 millones de años.

Ilustraciones de dientes de tiburón tigre de arena utilizados por los científicos. Créditos de la imagen: Christina Spence Morgan

Tiburones tigre de arena tienen dientes afilados que sobresalen de la mandíbula para agarrar a sus presas. Tienen cientos de dientes en varias filas y, a lo largo de su vida, mudan y vuelven a crecer miles de dientes. Cada diente contiene información ambiental importante, que está codificada dentro de su química y se conserva allí durante millones de años. Esencialmente, un diente puede servir como un proxy, brindando a los investigadores información sobre las aguas en las que se formó.

La capa externa de los dientes está formada por una capa similar al esmalte, con átomos de oxígeno del agua en la que vivía el tiburón. Los investigadores analizaron el oxígeno para determinar la temperatura y la salinidad del agua y encontraron que las aguas antárticas se mantenían más cálidas que estimado previamente.

“Es posible que la diferencia haya sido entre aguas más cercanas a la superficie y más profundas en el fondo del mar, o los tiburones cuyos dientes encontramos pueden haber pasado parte de sus vidas en América del Sur”, escribió Kim.

El análogo moderno de los tiburones tigre de arena pasa el verano y principios del otoño entre la costa de Massachusetts y Delaware. Cuando las aguas se enfrían, migran a Carolina del Norte y Florida. Los investigadores creen que los antiguos tiburones tigre de arena también migraron cuando las aguas de la Antártida se enfriaron y se dirigieron al norte hacia aguas más cálidas.

Las concentraciones de dióxido de carbono en los dientes eran 3-6 más altas que en la actualidad, lo que indica que los niveles atmosféricos de C02 también eran mucho más altos de lo que son hoy, lo que encaja con una temperatura general más alta.

Otro hallazgo provino del elemento neodimio, que adsorbe y reemplaza otros elementos en el material externo similar al esmalte del diente durante la fosilización temprana. Su análisis proporcionó a los investigadores la evidencia química más temprana del agua que fluye a través del Pasaje Drake, que se alinea con la evidencia tectónica existente. Si las condiciones son estables, el neodimio permanecería estable a lo largo de los años, pero si la composición del neodimio cambia, significa que hay cambios en la oceanografía.

“El momento temprano de la apertura del Pasaje Drake, pero el efecto de enfriamiento retardado, indica que hay interacciones complejas entre los sistemas de la Tierra que afectan el cambio climático”, escribió Kim.

Al final, aunque los tiburones tigre de arena se extinguieron, otros parientes lograron adaptarse a las condiciones cambiantes. Sin embargo, los eventos climáticos actuales son diferentes a los del Eoceno, porque ocurren mucho más rápido y dejan menos tiempo para la adaptación. Además, los eventos actuales también se combinan con otros factores estresantes, como la contaminación y la reducción de los ecosistemas.

El estudio fue publicado en la revista Ciencia avanzada de la tierra y el espacio