Evento de Azolla

El evento Azolla es un escenario paleoclimatológico que se hipotetiza que ocurrió en la época del Eoceno medio , ^{[ 1 ]} hace unos 49  millones de años , cuando se cree que hubo floraciones del helecho de agua dulce fijador de carbono Azolla en el Océano Ártico . A medida que el helecho moría y se hundía en el fondo marino estancado, se incorporaba al sedimento durante un período de unos 800 000 años; se ha especulado que la consiguiente disminución del dióxido de carbono ayudó a revertir el planeta del estado de " Tierra invernadero " del Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno , cuando el planeta era lo suficientemente cálido como para que las tortugas y las palmeras prosperaran en los polos, a la actual Tierra glacial conocida como la Edad de Hielo del Cenozoico Tardío .

En las capas sedimentarias de toda la cuenca ártica, se puede discernir una unidad que alcanza al menos 8  m de espesor (no se recuperó la base del núcleo más largo, pero podría haber alcanzado más de 20  m ). Esta unidad consta de capas alternas; capas clásticas silíceas que representan la sedimentación de fondo de organismos planctónicos , típica de los sedimentos marinos, se alternan con laminaciones de milímetros de espesor que comprenden materia fosilizada de Azolla . ^{[ 2 ]} Esta materia orgánica también se puede detectar en forma de un pico de radiación gamma , que se ha observado en toda la cuenca ártica, lo que hace que el evento sea una ayuda útil para alinear los núcleos perforados en diferentes ubicaciones. Los controles palinológicos y la calibración con el registro de inversión geomagnética de alta resolución permiten estimar la duración del evento en 800 000 años. ^{[ 1 ]} El evento coincide precisamente con una disminución catastrófica en los niveles de dióxido de carbono , que cayeron de 3500 ppm a principios del Eoceno a 650 ppm durante este evento. ^{[ 3 ]}   

Azolla ha sido considerada una "superplanta" ya que puede absorber hasta una tonelada de nitrógeno por acre por año ^{[ 4 ]} (0,25  kg/m ² /año); esto se corresponde con 6  toneladas por acre de absorción de carbono (1,5  kg/m ² /año). Su capacidad para utilizar el nitrógeno atmosférico para el crecimiento significa que el principal límite para su crecimiento suele ser la disponibilidad de fósforo: el carbono, el nitrógeno y el azufre son tres de los elementos clave de las proteínas, y el fósforo es necesario para el ADN, el ARN y en el metabolismo energético. La planta puede crecer a gran velocidad en condiciones favorables (calor moderado y 20  horas de luz solar, ambos presentes en los polos durante el Eoceno temprano) y puede duplicar su biomasa en dos o tres días en dicho clima. ^{[ 1 ]} Esta tasa de crecimiento empuja a las plantas a gran profundidad, lejos de la luz solar, donde se produce la muerte y el secuestro de carbono.

Durante el Eoceno temprano, la configuración continental era tal que el Mar Ártico estaba casi completamente aislado de los océanos más amplios. Esto significaba que la mezcla —proporcionada hoy por corrientes de aguas profundas como la Corriente del Golfo— no se producía, lo que daba lugar a una columna de agua estratificada similar al Mar Negro actual . ^{[ 5 ]} Las altas temperaturas y los vientos provocaron una alta evaporación, aumentando la densidad del océano y —a través de un aumento de las precipitaciones ^{[ 6 ]} — un alto caudal de los ríos que alimentaban la cuenca. Esta agua dulce de baja densidad formó una capa nefeloidal , que flotaba en la superficie del denso mar. ^{[ 7 ]} Incluso unos pocos centímetros de agua dulce serían suficientes para permitir la colonización por Azolla ; además, esta agua de río sería rica en minerales como el fósforo, que acumularía del lodo y las rocas con las que interactuaría al cruzar los continentes. Para favorecer aún más el crecimiento de la planta, se sabe que las concentraciones de carbono (en forma de dióxido de carbono) en la atmósfera eran altas en ese momento. ^{[ 3 ]}

Las floraciones por sí solas no bastan para tener un impacto geológico; para reducir permanentemente el CO₂ _y provocar el cambio climático , el carbono debe ser secuestrado por las plantas al quedar enterradas y sus restos volverse inaccesibles para los organismos descomponedores. El fondo anóxico de la cuenca ártica, resultado de la estratificación de la columna de agua, permitió precisamente esto; el ambiente anóxico inhibe la actividad de los organismos descomponedores y permite que las plantas permanezcan intactas hasta que quedan enterradas por sedimentos.

Con 800.000  años de episodios de floración de Azolla y una cuenca ^de 4.000.000 km² (1.500.000 millas cuadradas ) para cubrir, incluso según estimaciones muy conservadoras, el enterramiento de plantas podría secuestrar carbono más que suficiente para explicar la caída observada del 80% en CO₂ _por este único fenómeno. Otros factores casi con certeza jugaron un papel. Esta caída inició el cambio de un invernadero a la actual Tierra glacial; el Ártico se enfrió de una temperatura media de la superficie del mar de 13 °C a los −9 ° C actuales , ^{[ 1 ]} y el resto del globo experimentó un cambio similar. Quizás por primera vez desde la Tierra Bola de Nieve (hace más de quinientos millones de años), el planeta tuvo casquetes polares en ambos polos. Es evidente una disminución geológicamente rápida de la temperatura entre 49 y 47 millones de años atrás , alrededor del evento de Azolla ; Los clastos erráticos (considerados evidencia de la presencia de glaciares) son comunes en los sedimentos árticos posteriores. Esto se da en un contexto de enfriamiento gradual y prolongado; no es hasta hace 15 millones de años que se observa evidencia de congelación generalizada en el polo norte. ^{[ 8 ]}       

Si bien un océano Ártico exuberante es un modelo viable, los científicos escépticos señalan que sería posible que las colonias de Azolla en deltas fluviales o lagunas de agua dulce fueran arrastradas al océano Ártico por fuertes corrientes, eliminando la necesidad de una capa de agua dulce. ^{[ 8 ] [ 9 ]}

Gran parte del interés actual en la exploración petrolera en las regiones árticas se dirige hacia los depósitos de Azolla . El enterramiento de grandes cantidades de material orgánico proporciona la roca madre para el petróleo, por lo que, con la historia térmica adecuada, las floraciones de Azolla preservadas podrían haberse convertido en petróleo o gas. ^{[ 10 ]} En 2008 se creó un equipo de investigación en los Países Bajos dedicado a la Azolla . ^{[ 11 ]}

• Máximo térmico del Paleoceno-Eoceno