Óptimo climático del Eoceno temprano

El Óptimo Climático del Eoceno Temprano ( EECO ), también conocido como Máximo Térmico del Eoceno Temprano ( EETM ), ^{[ 1 ]} fue un período de condiciones climáticas extremadamente cálidas de efecto invernadero durante la época del Eoceno . El EECO representó el intervalo sostenido más cálido de la era Cenozoica y uno de los períodos más cálidos de toda la historia de la Tierra. ^{[ 2 ]}

El EECO duró aproximadamente de 54 a 49 Ma. ^{[ 1 ]} El inicio del EECO está marcado por un importante enriquecimiento geoquímico en carbono isotópicamente ligero, comúnmente conocido como una excursión negativa de δ ¹³ C , que delimita el Máximo Térmico 3 (ETM3) hipertérmico . ^{[ 3 ]}

Según algunos modelos climáticos , el EECO se caracterizó por una temperatura superficial media global extremadamente alta , ^{[ 1 ]} que se ha estimado entre 23,2 y 29,7 °C, con una estimación media de alrededor de 27,0 °C. ^{[ 4 ]} En América del Norte , la temperatura media anual fue de 23,0 °C, mientras que la precipitación media anual (PMA) del continente fue de aproximadamente 1500 mm. ^{[ 2 ]} El rango de temperatura media anual (RTMA) de América del Norte pudo haber sido tan bajo como 47 °C o tan alto como 61 °C, mientras que el RTMA de Asia fue de entre 51 y 60 °C. ^{[ 5 ]} Las tierras altas de Okanagan tenían un clima mesotérmico húmedo , con análisis bioclimáticos de la región que arrojaron estimaciones de una temperatura media anual (TMA) de 12,7-16,6 °C, una temperatura media del mes frío (TMMF) de 3,5-7,9 °C y una MAP de 103-157 cm. ^{[ 6 ]} Las mediciones de isótopos agrupados de la cuenca del río Green y la cuenca de Bighorn confirman una alta estacionalidad de la temperatura, lo que contradice las predicciones climatológicas de un clima ecuánime bajo condiciones de invernadero. ^{[ 7 ] [ 8 ]} Las temperaturas de los lagos en la Formación del río Green variaron de 28 °C a 35 °C, ^{[ 9 ]} siendo predominante la euxinia de la zona fótica lacustre. ^{[ 10 ]} Los sedimentos del condado de San Diego, California, registran una MAP de 1100 ± 299 mm, notablemente más seca que la región durante el Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno . ^{[ 11 ]} Las temperaturas de la superficie del mar (TSM) frente a la isla Seymour fueron de ~15 °C. ^{[ 12 ]} Las áreas de gran elevación de Asia, África y la Antártida experimentaron un calentamiento dependiente de la elevación (EDW), mientras que las de América del Norte e India experimentaron un enfriamiento dependiente de la elevación (EDC). ^{[ 13 ]}

Se cree generalmente que el gradiente climático latitudinal fue menor, lo que se debió principalmente a una disminución en las diferencias de albedo en la superficie terrestre. ^{[ 14 ]} Aunque a menudo se cree que las SST tuvieron un gradiente de temperatura latitudinal poco pronunciado, es probable que esto sea un artefacto del reequilibrio de isótopos de oxígeno inducido por el enterramiento en foraminíferos bentónicos fosilizados . ^{[ 15 ]} La sensibilidad climática fue baja durante el EECO. ^{[ 16 ]}

Las simulaciones de modelos climáticos apuntan a una concentración de dióxido de carbono en la atmósfera de aproximadamente 1680 ppm para reproducir las condiciones de efecto invernadero observadas en el EECO, ^{[ 17 ]} aunque los indicadores geoquímicos sugieren solo 700-900 ppm. ^{[ 18 ]} La densidad estomática en las hojas de Ginkgo _{sugiere que} la pCO₂ era más del doble que los niveles preindustriales. ^{[ 19 ]} Además, las concentraciones de metano en el Eoceno temprano pueden haber sido significativamente más altas que en la actualidad. ^{[ 20 ]}

La naturaleza del ciclo hidrológico durante el EECO es controvertida. La evidencia de las turberas alemanas sugiere que fue altamente variable, con alternancias entre aridez y humedad. ^{[ 21 ]} La variabilidad hidroclimática en la cuenca de Gonjo, Tíbet, estuvo controlada predominantemente por ciclos de excentricidad orbital. ^{[ 22 ]} La evidencia de América del Norte, en cambio, sugiere que el ciclo hidrológico se intensificó durante el EECO, aunque se mantuvo relativamente estable, a diferencia de lo ocurrido durante los hipertérmicos anteriores, y que el hidroclima estable pudo haber puesto fin al EECO al permitir altas tasas de enterramiento de carbono orgánico en entornos lacustres. ^{[ 23 ]}

El EECO fue precedido por una importante tendencia de calentamiento a largo plazo en el Paleoceno tardío y el Eoceno temprano . ^{[ 24 ]} Fue iniciado por una serie de eventos hipertérmicos intensos en el Eoceno temprano, incluidos el Máximo Térmico del Eoceno 2 (ETM2) y el ETM3. ^{[ 25 ]}

También se ha propuesto que la formación de Pana, una formación rocosa volcánica en el sur del Tíbet que podría ser producto de una supererupción , fue una fuente de exceso de flujo de carbono hacia la atmósfera que impulsó el EECO. ^{[ 26 ]} Otras investigaciones atribuyen los elevados niveles de gases de efecto invernadero al aumento de la generación de petróleo en cuencas sedimentarias y a una mayor ventilación del carbono marino. ^{[ 27 ]}

La fase final de la Revolución Terrestre de Angiospermas ocurrió durante el EECO. ^{[ 28 ]} El clima de superinvernadero del EECO fomentó una extensa diversificación floral y aumentó la complejidad del hábitat en los biomas terrestres de América del Norte. ^{[ 2 ]} Las condiciones cálidas y húmedas del EECO pudieron haber facilitado la evolución de briofitas epífitas , y el miembro más antiguo de Lejeuneaceae se describió a partir de fósiles del ámbar de Cambay que datan del EECO. ^{[ 29 ]} Las Tierras Altas de Okanagan en Columbia Británica y Washington se convirtieron en un punto crítico de biodiversidad desde el cual se irradiaron nuevos linajes de plantas adaptadas a climas templados tras el final del EECO. ^{[ 30 ]}

El clima era lo suficientemente cálido como para permitir que las palmeras y los escarabajos de las palmeras habitaran las regiones montañosas de la Columbia Británica y Washington. ^{[ 31 ]} La isla Ellesmere fue habitada por primatomorfos basales , ^{[ 32 ]} mientras que el Ártico occidental de Canadá albergaba crocodiliformes. ^{[ 33 ]} La diversidad de crocodiliformes en América del Norte era muy alta. ^{[ 34 ]} El período previo al EECO estuvo marcado por un aumento en la diversidad de mamíferos en la cuenca de Bighorn de Wyoming . ^{[ 35 ]} En toda América del Norte, el calor y la humedad del EECO promovieron una mayor diversidad floral y complejidad del hábitat, lo que a su vez aumentó la diversidad de mamíferos. El final del EECO causó una caída en la diversidad de mamíferos conocida como el Colapso Bridgeriano. ^{[ 36 ]}

El norte de Yakutia estaba cubierto de manglares. ^{[ 37 ]} Mongolia experimentó un evento de humidificación que la transformó de un matorral en un bosque y redujo significativamente la incidencia de incendios forestales locales. ^{[ 38 ]}

En Sudamérica , el EECO coincidió con la Edad de los Mamíferos Terrestres Sudamericanos Itaboraianos . ^{[ 39 ]} Los cingulados se diversificaron a lo largo del curso del EECO. ^{[ 40 ]}

En África , el final del EECO provocó un cambio en la población de hienodóntidos , con un aumento de la riqueza subfamiliar entre ellos. ^{[ 41 ]}

Los márgenes septentrionales del golfo australoantártico , entonces ubicados entre los 60 y 65 °S, estaban cubiertos de vegetación tropical húmeda de tierras bajas. ^{[ 42 ]} Se ha registrado polen de Nypa en sedimentos del sureste de Australia. ^{[ 43 ]}

Apectodinium se volvió abundante en los mares y se usa a menudo como marcador bioestratigráfico del EECO. ^{[ 44 ]} El Tetis central en lo que ahora es el noreste de Italia fue un punto crítico de diversidad de coral, con su ambiente deltaico mesofótico actuando como refugio. ^{[ 45 ]} En Shatsky Rise, los foraminíferos planctónicos Morozovella y Chiloguembelina disminuyeron en abundancia. Acarinina se convirtió en el foraminífero planctónico dominante en esta localidad. ^{[ 46 ]} Morozovella experimentó un cambio de enrollamiento dextral a sinistral a través del EECO. ^{[ 47 ]} El dinoflagelado eurihalino Homotryblium se volvió superabundante en el sitio de Waipara en Nueva Zelanda durante el EECO temprano y medio, lo que refleja la ocurrencia de una estratificación significativa de las aguas superficiales, así como un aumento de la salinidad. ^{[ 48 ]} La productividad del nanoplancton calcáreo aumentó. ^{[ 49 ]} En el Atlántico y el Pacífico ecuatoriales, Toweius disminuyó en dos fases durante el pico del EECO, cuando Discoaster alcanzó su máxima abundancia, mientras que Campylosphaera , Umbilicosphaera y Calcidiscus también prosperaron. La conclusión del EECO en estas regiones estuvo marcada por su declive y la expansión de Reticulofenestra. ^{[ 50 ]}

El EECO provocó un aumento en la deposición de sílex a través del fraccionamiento cuenca-cuenca por la circulación de aguas profundas, lo que causó un aumento en las concentraciones de sílice en el Atlántico Norte, lo que a su vez resultó en la precipitación directa de sílice, así como su absorción por minerales arcillosos. ^{[ 51 ]} El Pacífico ecuatorial muestra extensos depósitos de sílex depositados durante el EECO. ^{[ 52 ]} El EECO también se caracterizó por una mayor deposición de glauconita . ^{[ 53 ]} En el Ártico, se formaron plataformas carbonatadas en las crestas de elevaciones batimétricas. ^{[ 54 ]}

Debido a que los valores de p CO ₂ del EECO podrían alcanzarse si las emisiones antropogénicas de gases de efecto invernadero continúan sin cesar durante tres siglos, el EECO se ha utilizado como análogo para proyecciones extremas del clima futuro de la Tierra que resultaría de la quema de combustibles fósiles por parte de la humanidad. ^{[ 55 ]} Según el escenario de emisiones de la Vía de Concentración Representativa 8.5 (RCP8.5), para el año 2150 d. C., los climas en gran parte del mundo se asemejarían a las condiciones durante el EECO. ^{[ 56 ]} Un escenario de Lee et al. (2021) sugiere que condiciones comparables al EECO podrían ocurrir para el año 2300 d. C. ^{[ 57 ]}

• Máximo térmico del Paleoceno-Eoceno
• Óptimo climático del Eoceno medio
• Óptimo climático del Mioceno medio
• Período cálido del Plioceno medio