Hace 300 millones de años hubo emisiones masivas de dióxido de carbono y sus impactos fueron demoledores para la Tierra

Una nueva investigación de la Universidad de California en Davis, la Academia China de Ciencias y la Universidad Texas A&M revela que las emisiones masivas, o eructos, de dióxido de carbono de los sistemas naturales de la Tierra llevaron a disminuciones significativas en las concentraciones de oxígeno en los océanos hace unos 300 millones de años.

Combinando análisis geoquímicos de núcleos de sedimentos y modelado climático avanzado, el estudio, publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences, destaca cinco períodos en los que disminuciones significativas en los niveles de oxígeno oceánico (entre un 4 % y un 12 %) coincidieron con aumentos significativos en los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera.

A pesar de sus raíces en el pasado remoto, los hallazgos son relevantes para el clima global actual y su futuro. Si eventos de escala similar ocurrieran hoy, probablemente afectarían zonas costeras importantes para la pesca y la biodiversidad marina.

"Este es nuestro único análogo de grandes cambios en el dióxido de carbono a niveles comparables a los actuales, donde vemos duplicaciones y triplicaciones de los niveles", afirmó la autora principal, Isabel P. Montañez, profesora distinguida del Departamento de Ciencias de la Tierra y Planetarias de la UC Davis.

Sin embargo, la diferencia radica en la fuente del dióxido de carbono. Si bien los niveles de dióxido de carbono de climas pasados se vieron influenciados por sistemas naturales como las erupciones volcánicas, las emisiones de dióxido de carbono generadas y relacionadas con el ser humano influyen considerablemente en los niveles actuales.

"Estamos creando un eructo ahora y a un ritmo dos, tal vez tres, órdenes de magnitud más rápido que en el pasado", dijo Montañez.

Núcleos de sedimentos y modelado climático profundo

En el estudio, el equipo utilizó núcleos de sedimentos provenientes de una formación geológica en el sur de China denominada sucesión Naqing. Mediante el análisis de la composición geoquímica de estos núcleos de aguas profundas, específicamente de los isótopos de uranio carbonatado, el equipo registró las condiciones ambientales de la Tierra entre 310 y 290 millones de años atrás.

"Mediante ese análisis, observamos estos 'eructos' no solo en el dióxido de carbono, sino también en la firma isotópica de uranio del océano", dijo Montañez. "Están totalmente alineados, y el tamaño de esos picos de uranio nos indica la magnitud de la anoxia oceánica".

El equipo luego utilizó esa información para fundamentar modelos climáticos de vanguardia, desarrollados por los autores de este estudio, que se utilizan para comprender mejor los climas antiguos.

"Es un marco matemático en el que introducimos toda nuestra información proxy y la ejecutamos cientos de miles de veces en una supercomputadora", dijo Montañez. "Básicamente, modela lo más realista posible dadas todas las incertidumbres, todos los datos conocidos y toda la información disponible".

Basándose en el modelo, el equipo detectó cinco casos de disminución del oxígeno en el océano global, entre un 4 % y un 12 %, entre 290 y 310 millones de años atrás. Cada período duró aproximadamente entre 100.000 y 200.000 años.

Si bien la disminución del oxígeno oceánico no parece correlacionarse con ninguna extinción masiva conocida, sí se alinea con pausas en la biodiversidad que pueden observarse en el registro geológico.

"Observamos estas pausas en la biodiversidad cada vez que ocurren estos cambios", dijo Montañez. "Tuvo un impacto. Probablemente, las regiones costeras fueron las más afectadas".

Registros del pasado, lecciones para el futuro

La Tierra de hace 300 millones de años era muy diferente a la Tierra actual. Por ejemplo, el oxígeno en la atmósfera era entre un 40 % y un 50 % superior al actual. A pesar de las diferencias entre el pasado y el presente, la magnitud del aumento de los niveles de dióxido de carbono es similar.

Eso podría interpretarse como una advertencia, según Montañez.

"Este es un descubrimiento enorme, porque ¿cómo se puede permitir que un océano que se encuentra bajo una atmósfera con mucho más oxígeno que la actual se produzca?", dijo Montañez. "El mensaje para nosotros es: 'No estén tan seguros de que no podremos repetir esto con la actual liberación de dióxido de carbono causada por la actividad humana'".

Referencia

Chen, Jitao et al, Repeated occurrences of marine anoxia under high atmospheric O2 and icehouse conditions, Proceedings of the National Academy of Sciences (2025). DOI: 10.1073/pnas.2420505122. doi.org/10.1073/pnas.2420505122