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evento de Heinrich

Una reconstrucción de cómo probablemente habrían transcurrido los eventos de Heinrich, con la capa de hielo Laurentina creciendo primero hasta una posición insostenible, donde l...

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Una reconstrucción de cómo probablemente habrían transcurrido los eventos de Heinrich, con la capa de hielo Laurentina creciendo primero hasta una posición insostenible, donde la base de su periferia se vuelve demasiado cálida, y luego perdiendo hielo rápidamente hasta que se reduce a un tamaño sostenible [ 1 ].

Un evento de Heinrich es un fenómeno natural en el que grandes grupos de icebergs se desprenden de la capa de hielo Laurentina y atraviesan el estrecho de Hudson hacia el Atlántico Norte. [ 2 ] Descritos por primera vez por el geólogo marino Hartmut Heinrich , [ 3 ] ocurrieron durante cinco de los últimos siete períodos glaciales en los últimos 640 000 años. [ 4 ] Los eventos de Heinrich están particularmente bien documentados para la glaciación de Wisconsin , durante el Último Período Glacial , pero notablemente ausentes del Penúltimo Período Glacial . [ 5 ] Los icebergs contenían masa rocosa que había sido erosionada por los glaciares, y al derretirse, el material cayó al fondo marino como escombros transportados por el hielo y formó depósitos llamados capas de Heinrich .

El deshielo de los icebergs provocó la entrada de enormes cantidades de agua dulce al Atlántico Norte . Estos aportes de agua fría y dulce bien podrían haber alterado los patrones de circulación termohalina del océano, impulsados ​​por la densidad , y a menudo coinciden con indicios de fluctuaciones climáticas globales.

Se han propuesto diversos mecanismos para explicar los eventos de Heinrich, la mayoría de los cuales implican la inestabilidad del enorme manto de hielo Laurentino , un manto de hielo continental que cubría la mayor parte del noreste de Norteamérica durante el Último Período Glacial. Otros mantos de hielo del hemisferio norte también podrían haber estado involucrados, como el Fennoscandio y el de Islandia/Groenlandia . Sin embargo, la causa inicial de la inestabilidad aún es objeto de debate.

Descripción

El evento H1 Heinrich ocurrió en el Pleistoceno , hace unos 16.000 años. Evolución de la temperatura en el período posglacial desde el último período glacial , según los núcleos de hielo de Groenlandia . [ 6 ]
Cronología de eventos climáticos importantes para el Último Período Glacial (~últimos 120 000 años), según lo registrado en núcleos de hielo polares, y posición relativa aproximada de eventos de Heinrich, registrados inicialmente en núcleos de sedimentos marinos del Atlántico Norte. Línea violeta clara: δ 18 O del núcleo de hielo NGRIP (Groenlandia), permil (miembros de NGRIP, 2004). Puntos naranjas: reconstrucción de temperatura para el sitio de perforación NGRIP (Kindler et al ., 2014). Línea violeta oscura: δ 18 O del núcleo de hielo EDML (Antártida), permil (miembros de la comunidad EPICA, 2006). Áreas grises: eventos principales de Heinrich de origen principalmente Laurentino (H1, H2, H4, H5). Rayado gris: eventos principales de Heinrich de origen principalmente europeo (H3, H6). Rayado gris claro y números C-14 a C-25: capas menores de IRD registradas en núcleos de sedimentos marinos del Atlántico Norte (Chapman et al ., 1999). HS-1 a HS-10: Estadio Heinrich (HS, Heinrich, 1988; Rasmussen et al ., 2003; Rashid et al ., 2003). GS-2 a GS-24: Estadio Groenlandia (GS, Rasmussen et al ., 2014). AIM-1 a AIM-24: Máximo isotópico antártico (AIM, miembros de la comunidad EPICA, 2006). Los registros de núcleos de hielo de la Antártida y Groenlandia se muestran en su escala de tiempo común AICC2012 (Bazin et al ., 2013; Veres et al ., 2013).

La definición estricta de un evento Heinrich es el evento climático que causa la capa de detritos transportados por hielo (IRD, por sus siglas en inglés) observada en los núcleos de sedimentos marinos del Atlántico Norte : un colapso masivo de las plataformas de hielo del hemisferio norte y la consiguiente liberación de un volumen prodigioso de icebergs. Por extensión, el nombre también puede referirse a las anomalías climáticas asociadas registradas en otros lugares del mundo en períodos de tiempo similares. Los eventos son rápidos y duran probablemente menos de un milenio, una duración que varía de un evento a otro, y su inicio abrupto puede ocurrir en apenas unos años. [ 7 ] Los eventos Heinrich se observan claramente en muchos núcleos de sedimentos marinos del Atlántico Norte que cubren el Último Período Glacial ; la menor resolución del registro sedimentario anterior a ese período dificulta deducir si ocurrieron durante otros períodos glaciales en la historia de la Tierra. Algunos investigadores identifican el evento del Dryas Reciente como un evento Heinrich, lo que lo convertiría en el evento H0 ( tabla, derecha ). [ 8 ] [ 9 ]

Heinrich events appear related to some but not all of the cold periods preceding the rapid warming events known as Dansgaard–Oeschger events, which are best recorded in the North Greenland Ice Core Project. However, difficulties in synchronising marine sediment cores and Greenland ice cores to the same time scale have raised questions as to the accuracy of that statement.

Potential climatic fingerprint of Heinrich events

Heinrich's original observations were of six layers in ocean sediment cores with extremely high proportions of rocks of continental origin, "lithic fragments", in the 180 μm to 3 mm (1⁄8 in) size range.[3] The larger-size fractions cannot be transported by ocean currents and are thus interpreted as having been carried by icebergs or sea ice that broke off glaciers or ice shelves and dumped debris onto the sea floor as the icebergs melted. Geochemical analyses of the IRD can provide information about the origin of these debris: mostly the large Laurentide Ice Sheet, which covered North America for Heinrich events 1, 2, 4 and 5 and, on the contrary, European ice sheets for the minor events 3 and 6. The signature of the events in sediment cores varies considerably with distance from the source region.

For events of Laurentide origin, there is a belt of IRD at around 50° N, known as the Ruddiman belt, expanding some 3,000 km (1,900 mi) from its North American source towards Europe, and thinning by an order of magnitude from the Labrador Sea to the European end of the present iceberg route (Grousset et al., 1993). During Heinrich events, huge volumes of fresh water flow into the ocean. For Heinrich event 4, based on a model study reproducing the isotopic anomaly of oceanic oxygen-18, the fresh water flux has been estimated to 0.29±0.05 Sverdrup with a duration of 250±150 years,[10] equivalent to a fresh water volume of about 2.3 million cubic kilometres (0.55 million cubic miles), or a 2 ± 1 m (6 ft 7 in ± 3 ft 3 in) sea-level rise.

Varios indicadores geológicos fluctúan aproximadamente en el tiempo con los eventos de Heinrich, pero las dificultades para datarlos y correlacionarlos con precisión dificultan determinar si los indicadores preceden o siguen a los eventos de Heinrich o, en algunos casos, si están relacionados en absoluto. Los eventos de Heinrich suelen estar marcados por los siguientes cambios:

Además de indicar la productividad oceánica, los caparazones de foraminíferos también proporcionan valiosos datos isotópicos.

La magnitud global de esos registros ilustra el impacto dramático de los sucesos de Heinrich.

Eventos inusuales de Heinrich

La proporción de sedimentos líticos depositados durante los eventos H3 y H6 es sustancialmente inferior a la de otros eventos de Heinrich.

Los eventos H3 y H6 no presentan un conjunto tan convincente de síntomas característicos de los eventos de Heinrich como los eventos H1, H2, H4 y H5, lo que ha llevado a algunos investigadores a sugerir que no son verdaderos eventos de Heinrich. Esto pondría en entredicho la sugerencia de Gerard C. Bond de que los eventos de Heinrich se ajustan a un ciclo de 7000 años (" eventos de Bond ").

Diversas líneas de evidencia sugieren que H3 y H6 fueron de alguna manera diferentes de los demás eventos.

  • Picos líticos: se observa una proporción mucho menor de fragmentos líticos (3.000 frente a 6.000 granos por gramo) en H3 y H6, lo que significa que el papel de los continentes en el aporte de sedimentos a los océanos fue relativamente menor.
  • Disolución de foraminíferos: las conchas de estos organismos parecen estar más erosionadas durante los episodios H3 y H6 (Gwiazda et al. , 1996). Esto podría indicar una afluencia de aguas profundas antárticas ricas en nutrientes y, por lo tanto, corrosivas, debido a una reconfiguración de los patrones de circulación oceánica.
  • Procedencia del hielo: Los icebergs en H1, H2, H4 y H5 están relativamente enriquecidos en "carbonato detrítico" paleozoico originado en la región del estrecho de Hudson , pero los icebergs en H3 y H6 contenían menos de ese material distintivo [ 18 ] [ 19 ].
  • Distribución de los detritos transportados por el hielo: el sedimento transportado por el hielo no se extiende tan al este durante los eventos H3 y H6, y algunos investigadores han sugerido un origen europeo para al menos algunos clastos de estos eventos. América y Europa eran originalmente adyacentes, por lo que las rocas de cada continente son difíciles de distinguir y su origen está sujeto a interpretación. [ 14 ]

Causas

La proporción de calcio frente a estroncio en un testigo de perforación del Atlántico Norte (azul; Hodell et al., 2008) se compara con los recuentos petrológicos de "carbonato detrítico" (Bond et al., 1999; Obrochta et al., 2012; Obrochta et al., 2014), el componente mineralógicamente distintivo de los sedimentos de detritos de hielo derivados del estrecho de Hudson. El sombreado indica las glaciaciones ("edades de hielo").

Como ocurre con tantos problemas relacionados con el clima, el sistema es demasiado complejo como para atribuirlo con certeza a una sola causa. Existen varios factores posibles, que se dividen en dos categorías.

Fuerzas internas: el modelo de "atracón y purga"

Este modelo sugiere que factores internos a las capas de hielo provocan la desintegración periódica de grandes volúmenes de hielo, responsables de los eventos de Heinrich.

La acumulación gradual de hielo en la capa de hielo Laurentina provocó un aumento gradual de su masa, en la llamada "fase de auge". Una vez que la capa alcanzó una masa crítica, el sedimento subglacial blando y no consolidado formó un "lubricante resbaladizo" sobre el cual se deslizó la capa de hielo, en la "fase de purga", que duró alrededor de 750 años. El modelo original proponía que el calor geotérmico causaba el deshielo del sedimento subglacial una vez que el volumen de hielo era lo suficientemente grande como para impedir la fuga de calor a la atmósfera. [ 20 ]

Las matemáticas del sistema son consistentes con una periodicidad de 7000 años, similar a la observada si H3 y H6 son realmente eventos de Heinrich. [ 21 ] Sin embargo, si H3 y H6 no son eventos de Heinrich, el modelo de atracón-purga pierde credibilidad, ya que la periodicidad predicha es clave para sus supuestos.

También puede parecer sospechoso que no se observen eventos similares en otras edades de hielo, [ 19 ] aunque esto puede deberse a la falta de sedimentos de alta resolución.

Además, el modelo predice que la reducción del tamaño de las capas de hielo durante el Pleistoceno debería reducir el tamaño, el impacto y la frecuencia de los eventos de Heinrich, lo cual no se ve reflejado en la evidencia.

fuerzas externas

Varios factores externos a las capas de hielo pueden causar eventos de Heinrich, pero tales factores tendrían que ser grandes para superar la atenuación por los enormes volúmenes de hielo involucrados. [ 20 ]

Gerard C. Bond sugiere que los cambios en el flujo de energía solar en una escala de 1500 años podrían estar correlacionados con los ciclos de Dansgaard-Oeschger y, a su vez, con los eventos de Heinrich. Sin embargo, la pequeña magnitud del cambio energético hace improbable que un factor extraterrestre de este tipo tenga los grandes efectos necesarios, al menos sin enormes procesos de retroalimentación positiva que actúen dentro del sistema terrestre. No obstante, en lugar de que el calentamiento en sí mismo derritiera el hielo, el cambio en el nivel del mar asociado al calentamiento desestabilizó las plataformas de hielo. Un aumento del nivel del mar podría comenzar a erosionar la base de una capa de hielo, socavándola; cuando una capa de hielo colapsaba y se producía un avance repentino, el hielo liberado elevaría aún más el nivel del mar, desestabilizando aún más otras capas de hielo. A favor de esta teoría está la no simultaneidad de la ruptura de las capas de hielo en H1, H2, H4 y H5, donde la ruptura europea precedió al derretimiento europeo hasta en 1500  años. [ 7 ]

Circulación oceánica actual . La Corriente del Golfo , en el extremo izquierdo, puede desviarse durante los eventos de Heinrich.

El modelo de piratería térmica del Atlántico sugiere que los cambios en la circulación oceánica provocan que los océanos de un hemisferio se calienten a expensas del otro. [ 22 ] Actualmente, la Corriente del Golfo redirige aguas cálidas ecuatoriales hacia los mares nórdicos del norte . La adición de agua dulce a los océanos del norte podría reducir la fuerza de la Corriente del Golfo y permitir el desarrollo de una corriente hacia el sur. Esto causaría el enfriamiento del hemisferio norte y el calentamiento del hemisferio sur, provocando cambios en las tasas de acumulación y fusión de hielo y posiblemente desencadenando la destrucción de la plataforma continental y eventos de Heinrich. [ 23 ]

El modelo bipolar de Rohling de 2004 sugiere que el aumento del nivel del mar elevó las plataformas de hielo flotantes, provocando su desestabilización y destrucción. Sin una plataforma de hielo flotante que las sostenga, los casquetes polares continentales se desplazarían hacia los océanos y se desintegrarían en icebergs y hielo marino.

La adición de agua dulce ha sido implicada por modelos climáticos acoplados océano-atmósfera, [ 24 ] mostrando que tanto los eventos de Heinrich como los de Dansgaard-Oeschger pueden mostrar un comportamiento de histéresis . Esto significa que cambios relativamente menores en la carga de agua dulce en los mares nórdicos, como un aumento de 0,15 Sv o una disminución de 0,03 Sv, serían suficientes para causar cambios profundos en la circulación global. [ 25 ] Los resultados muestran que un evento de Heinrich no causa un enfriamiento alrededor de Groenlandia sino más al sur, principalmente en el Atlántico subtropical , un hallazgo respaldado por la mayoría de los datos paleoclimáticos disponibles . Esta idea fue relacionada con los eventos DO por Maslin et al . (2001). [ 7 ] Sugirieron que cada capa de hielo tenía sus propias condiciones de estabilidad, pero que al derretirse, el influjo de agua dulce era suficiente para reconfigurar las corrientes oceánicas y causar derretimiento en otros lugares. Más concretamente, los episodios fríos del Océano Índico (OI) y la consiguiente entrada de agua de deshielo reducen la intensidad de la corriente de Agua Profunda del Atlántico Norte (NADW), debilitando la circulación del hemisferio norte y, por lo tanto, aumentando la transferencia de calor hacia los polos en el hemisferio sur. Esta agua más cálida provoca el deshielo del hielo antártico, reduciendo así la estratificación de la densidad y la intensidad de la corriente de Agua de Fondo Antártica (AABW). Esto permite que la NADW recupere su intensidad anterior, impulsando el deshielo del hemisferio norte y otro episodio frío del OI. Finalmente, la acumulación de agua de deshielo alcanza un umbral que eleva el nivel del mar lo suficiente como para socavar la capa de hielo Laurentina, provocando un evento de Heinrich y reiniciando el ciclo.

Hunt y Malin (1998) propusieron que los eventos de Heinrich son causados ​​por terremotos desencadenados cerca del margen del hielo por una rápida desglaciación. [ 26 ]

Véase también

Referencias

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Lecturas adicionales

  • William C. Calvin, "El gran cambio de rumbo climático" adaptado de Atlantic Monthly , 281(1):47–64 (enero de 1998).
  • (Gerald Bond) "Se ha detectado un ciclo reciente y abrupto de enfriamiento climático" : Comunicado de prensa de la Universidad de Columbia, 11 de diciembre de 1995:
  • Sección 2.4.3 del TAR del IPCC: ¿A qué velocidad cambió el clima durante el período glacial?