¡Dejadme vivir! Geología, Paleontología, Ecología, Educación.

Enrique Gil Bazán.
Doctor en Ciencias Geológicas (Paleontología).
Dpto. Biología y Geología. IES Ramón y Cajal (Zaragoza)
Consejería de Educación, Universidad, Cultura y Deporte. Diputación General de Aragón.
Zaragoza, Aragón, España.

miércoles, 15 de abril de 2015

Los isótopos del oxígeno en la determinación de paleotemperaturas.



Foraminíferos.
     La ciencia ha demostrado  que la temperatura del planeta ha ido cambiando a lo largo de los tiempos geológicos. Esto se ha debido a varios factores relacionados con los ciclos de Milankovitch, como la proximidad o lejanía de la Tierra al Sol, la excentricidad de la órbita terrestre, o el ángulo que forma el eje de la Tierra con el plano de giro de la misma alrededor de nuestra estrella. Además, otros factores como los determinados por la tectónica de placas en relación con la cambiante posición de los continentes ha sido determinante para que la Tierra disfrutase, en general,  de uno u otro clima a lo largo de su historia.
 
 
     Se han realizado estudios y obtenido datos fiables para gran parte de los 570 millones de años que comprende el Fanerozoico, episodio en el que han aparecido y diversificado todos los grupos de organismos que se conocen. Pero para relacionar y conocer la dimensión y origen diverso del cambio climático actual es necesario adentrarse en las condiciones climáticas reinantes durante los 2,5 millones de años últimos, es decir, durante el Cuaternario. Esas han sido muy variadas y complicadas, y por lo que se sabe ahora,  distan mucho de las simples y tradicionales glaciaciones Donau, Günz, Mindel, Riss y Würm, y sus respectivos episodios interglaciales, que han servido como referencia durante la segunda mitad del siglo pasado.
      Además de otras técnicas aplicadas tan importantes como ésta en la obtención de paleotemperaturas, uno de los mejores controles se ha obtenido con el estudio y aplicación en geología de los isótopos del oxígeno. Este elemento presenta tres isótopos (elementos con diferente número de neutrones que de protones en su núcleo atómico) que son el O16, O17 y O18, siendo  el O16 casi el 99% del total, y el O17 casi imperceptible en cuanto a la cantidad  respecto a los otros dos. Pues bien, se ha demostrado que las temperaturas del planeta en el pasado, y sus variaciones, tienen que ver con la relación que hay entre el O18 y el O16. La relación O18/O16 (en las figuras aparece como &O18) ha variado según  la temperatura imperante, siendo mayor esta relación cuanto  más baja sea la temperatura. Este fenómeno se ha observado realizando estudios en las conchas carbonatadas de los foraminíferos marinos planctónicos (minúsculos protozoos de vida planctónica y/o bentónica), y en las capas de  hielo en los polos.
 
    
     El O18 es más pesado que el O16. Por esa razón, durante los períodos de mucho frío las moléculas de agua en las que el oxígeno que interviene es el O16 (H2O16) pasan más fácilmente a la atmósfera, por evaporación desde la superficie marina, que las moléculas de agua con O18 (H2O18), que queda “atrapada” en el resto de la masa marina. Esta agua (H2O18) va a ser utilizada por los foraminíferos en la fabricación de su concha carbonatada por absorción de sales, por lo que ese caparazón tendrá oxígeno 18 en mayor proporción que el que cabría esperar respecto al oxígeno 16. Por tanto, estudiando el tipo y proporción de oxígenos englobados en las conchas de los foraminíferos enterrados en el fondo marino tras su muerte, y recogidos miles de años después ya fosilizados, podremos interpretar, con un cierto margen de error, la temperatura reinante en la Tierra cuando esos organismos vivieron. Si la proporción de O18 respecto al O16 disminuyera de forma considerable,  se podría deducir un aumento de temperaturas. De esta manera podemos confeccionar gráficas que reflejen alternancias de sucesivos períodos “fríos” y “cálidos” en el planeta.  Por otro lado, las moléculas de agua con O16 que se evaporan desde la superficie marina, y que debido a la circulación general atmosférica pueden precipitar más tarde en forma de nieve en zonas de acumulación de hielo, incrementarán la proporción de O16 respecto al O18 de esas masas de agua helada, lo que se relacionaría entonces  con  períodos fríos. Con la información obtenida con el uso de los isótopos del oxígeno, tanto en las masas de hielo como con los fósiles de foraminíferos, han podido detectarse hasta 102 episodios fríos y cálidos alternantes durante los últimos 2,5  millones de años.

2 comentarios:

  1. Muchas gracias, didáctico e inteligible, me ha gustado y me sirve en mis clases

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  2. Muy agradecido por el post. Es fascinante el estudio paleoclimático :)

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