Hispanopedia WikiPaleoinundación se refiere a cualquier evento de inundación que tuvo lugar en la prehistoria, cuya evidencia física existe en el registro geológico de la Tierra. El fenómeno es evidente en varias escalas espaciales y temporales. A menudo ocurrió a gran escala y fue el resultado del deshielo de los glaciares que causó grandes brotes de agua dulce, o de altos niveles del mar que rompieron cuerpos de agua dulce. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] Si un evento de salida de agua dulce fue lo suficientemente grande como para que el agua llegara al sistema oceánico, causó cambios en la salinidad que potencialmente afectaron la circulación oceánica y el clima global . [ 2 ] Los flujos de agua dulce también podían acumularse para formar lagos glaciares continentales, y este es otro indicador de inundaciones a gran escala . [ 4 ] Por el contrario, los períodos de alto nivel global del mar (a menudo durante los interglaciales ) podían hacer que el agua marina rompiera represas naturales y fluyera hacia cuerpos de agua dulce. Los cambios en la salinidad de los cuerpos de agua dulce y marinos pueden detectarse mediante el análisis de los organismos que habitaban esos cuerpos en un momento dado, ya que ciertos organismos están mejor adaptados para vivir en condiciones dulces o salinas. [ 3 ]
Paleoinundaciones resultantes del deshielo glaciar
Mar de Champlain
El mar de Champlain era una masa de agua salada que experimentó varios episodios de disminución de su salinidad. Se observaron dos eventos principales hace 11,4 y 13,0 ka (mil años antes del presente ). [ 5 ] Los indicadores faunísticos y de foraminíferos en muestras de núcleos tomadas del mar pueden usarse para estimar su salinidad a lo largo del tiempo. Las edades de varias porciones y profundidades de las muestras de núcleos se determinan mediante datación por radiocarbono .
El mar de Champlain se ubicaba al norte de los actuales estados de Nueva York y Vermont , en los límites meridionales de Quebec , y estaba abierto al océano Atlántico Norte en su brazo noreste. Durante la última desglaciación, al retroceder la capa de hielo Laurentina , se formaron dos grandes lagos glaciares al oeste del mar de Champlain: el lago Agassiz y el lago Algonquin (Fig. 1). A medida que estos lagos continuaban expandiéndose, el agua dulce fluía hacia el este, hacia el mar de Champlain. Sin embargo, aún existe incertidumbre con respecto a la ubicación del drenaje y sus efectos exactos en la salinidad del océano. Debido a la apertura del mar de Champlain al océano Atlántico, los cambios en su salinidad podrían haberse transmitido al Atlántico Norte, provocando posiblemente cambios en la circulación oceánica y el clima. [ 1 ] De hecho, el deshielo de la capa de hielo Laurentina fue tan extenso que su agua de deshielo llegó al golfo de México , al océano Ártico y a la bahía de Hudson (Fig. 2), además del mar de Champlain y el océano Atlántico. [ 2 ]
El material vegetal terrestre, las semillas y las conchas marinas de las muestras de núcleos del mar de Champlain se han utilizado como indicadores de paleosalinidad. Al estudiar el δ¹³C ( cambio en el carbono-13) de los moluscos marinos, se puede inferir que, cuando existían en el mar de Champlain, las condiciones eran salobres (mezcla de agua dulce y salada) alrededor de 10,8 ka AP. El valor de δ¹³C de una muestra de núcleo Melo-1 (véase la Fig. 3 para su ubicación) indica la cantidad de carbono ligero presente. La biota absorbe preferentemente carbono ligero, por lo que cuanto mayor sea la cantidad presente en una muestra, mayor será la cantidad de biota presente en ese momento. Además, las muestras de núcleos del mar de Champlain indican un cambio en las asociaciones, desde aquellas que habitan ambientes marinos hasta aquellas que viven en condiciones mucho menos salinas alrededor de 11,4 a 11,2 ka AP (Fig. 4). En el análisis de la muestra de núcleo específica (núcleo Melo-5, ubicación indicada en la Fig. 3) que se muestra en la Fig. 4, hay un cambio en las asociaciones de casi 100% E. clavata (que habita ambientes marinos) a >50% E. albiumbilicatum (que prefiere condiciones menos salinas), ambas especies de Elphidium . Esta transición parece probable, ya que ha sido corroborada por múltiples estudios. La disminución general de la salinidad se ha estimado en 25 psu a menos de 15 psu ( unidades prácticas de salinidad ). [ 1 ] La disminución de la salinidad que comienza en Melo-1 y se extiende hasta Melo-5 indica una traslación aguas abajo de la disminución de la salinidad.
Cambio climático debido a paleoinundaciones a gran escala
Durante el período de deshielo de la capa de hielo Laurentina, tres de los mayores períodos de enfriamiento del hemisferio norte ocurrieron inmediatamente después de grandes flujos de agua dulce del lago Agassiz. En ese momento, el lago Agassiz era el lago más grande de América del Norte y expulsaba intermitentemente enormes volúmenes de agua. Para ponerlo en perspectiva, periódicamente cubría más de un millón de km² y a menudo superaba los 150 000 km² a lo largo de sus 4000 años de historia. Si el flujo de agua dulce hacia el océano abierto fue lo suficientemente grande, podría haber tenido un gran efecto en la formación de las Aguas Profundas del Atlántico Norte . Es decir, la formación de las Aguas Profundas del Atlántico Norte podría haber cesado por completo periódicamente, y la circulación termohalina podría haberse detenido. [ 2 ] Básicamente, la circulación termohalina se refiere a la circulación resultante de las diferencias en la temperatura y la salinidad del océano. Por ejemplo, gran parte de las aguas profundas del Ártico se forman cuando el agua superficial adyacente a los glaciares, más densa que el agua circundante (debido a la influencia del agua de deshielo reciente, el enfriamiento por la evaporación de los vientos superficiales y su salinidad), se hunde hacia las profundidades oceánicas. Sin embargo, si una cantidad suficientemente grande de esta agua disminuye su salinidad, la formación de las profundidades oceánicas se produciría principalmente por diferencias térmicas, que tienden a ser menos determinantes que los efectos adicionales de la salinidad.
Antes de poder determinar los efectos de los flujos de agua dulce del lago Agassiz sobre la circulación oceánica global y el clima, es importante establecer su valor de flujo de referencia. Este es esencialmente un flujo de fondo natural de agua del lago. Entre los años calendario 21,4 y 9,5 ka, se ha encontrado que este flujo de referencia para el lago Agassiz es de aproximadamente 0,3 a 0,4 Sverdrup , o Sv, en total (1 Sv = 1 x 10⁶ m³ s⁻¹ ) . [ 6 ] [ 7 ] Este valor se calculó utilizando simulaciones de modelos numéricos hidrológicos y tiene en cuenta el agua de deshielo y la escorrentía de precipitación. En realidad, se entiende que este valor es variable, por lo que los flujos de agua dulce hacia el océano abierto y su efecto sobre la circulación termohalina, las circulaciones oceánicas y el clima global también variarían. [ 1 ]
Dada la inmensidad del lago Agassiz, los cambios en la composición de sus costas (playas, acantilados) o líneas de costa podrían generar salidas de agua masivas. Estos cambios solían ser repentinos, provocando que miles de kilómetros cúbicos de agua salieran a través de los canales de salida recién creados, llegando finalmente al océano abierto por una de las cuatro rutas principales. Estas rutas se han identificado como el valle del río Misisipi , el valle del río San Lorenzo , el valle del río Mackenzie y el estrecho de Hudson (Fig. 2). Se cree que estos eventos de salida de agua, que llevaron al descenso del nivel del lago Agassiz, podrían haber durado desde unos pocos meses hasta unos pocos años. Esto implica que la tasa de salida habría sido extremadamente alta, especialmente en comparación con los valores que se han encontrado necesarios para las perturbaciones de la circulación termohalina (~1 Sv en diez años, o 0,1 Sv en aproximadamente un siglo). [ 8 ] [ 9 ]
Grandes crecidas del lago Agassiz seguidas de episodios de enfriamiento.
Reducción final que resultó en el mayor estallido
El mayor desbordamiento del lago Agassiz coincidió con su último descenso de nivel, ocurrido hace aproximadamente 8,4 ka años calendario [ 10 ] cuando se unió al lago glacial Ojibway . El lago Ojibway se ubicaba en el margen de la capa de hielo Laurentina , en la parte sureste de la cuenca de la bahía de Hudson. La superficie total del lago fusionado era de aproximadamente 841 000 km² . [ 4 ] El desbordamiento fue causado por una ruptura en la capa de hielo sobre la bahía de Hudson, y se estima que si este lago se vaciara completamente desde su profundidad máxima, se liberarían unos 163 000 km³ de agua en el océano Atlántico Norte en un período de tiempo muy corto. Dado que el canal de salida en este caso no era tan estrecho como en otros desbordamientos, es probable que el lago se vaciara muy rápidamente. Si el desbordamiento ocurrió en un año, el flujo se estima en 5,2 Sv.
Una alternativa al escenario del desbordamiento del lago Agassiz describe un desbordamiento inicial desde la porción occidental del lago, en lugar del único desbordamiento en su borde oriental como se detalló anteriormente. En este caso, se plantea la hipótesis de que una parte de la capa de hielo Laurentina podría haber permanecido sobre el oeste de Agassiz, lo que impidió el drenaje total durante el primer episodio hacia el este. [ 11 ] Aproximadamente 113 000 km³ fueron expulsados inicialmente hacia el este, lo que resultó en un flujo de 3,6 Sv (si ocurrió en un año). Cuando la porción occidental del lago Agassiz se drenó poco tiempo después, se habría producido un flujo de 1,6 Sv (ocurriendo nuevamente en un año).
Otros arrebatos
Antes de su descenso final, el primer gran desbordamiento del lago Agassiz ocurrió alrededor de 12.900 años calendario e implicó el desvío de agua hacia el este, hacia los Grandes Lagos y el río San Lorenzo. Suponiendo que esto ocurrió durante un año, el flujo fue de 0,30 Sv. Luego, otro desbordamiento tuvo lugar alrededor de 11.700 años calendario y constó de dos eventos en total. Primero, el agua inundó hacia el sur a través del valle del río Misisipi y hacia el Golfo de México. En pocos años, el agua de la inundación fluyó hacia el noroeste y hacia el Océano Ártico. Estas dos etapas dieron como resultado un flujo total de 0,29 Sv (nuevamente, durante un año). El cuarto gran evento de inundación que precedió a un período de enfriamiento ocurrió alrededor de 11.200 años calendario. En este evento, el agua fluyó hacia el sur y luego hacia el noroeste, lo que resultó en un flujo de 0,19 Sv durante un año. Este evento probablemente se extendió por más de un año, reduciendo el flujo estimado, debido a la erosión de los canales de salida causada por los dos primeros grandes flujos. Las inundaciones posteriores ocurrieron después de estos tres eventos y antes del estallido final, pero no se consideran, ya que sus flujos resultantes fueron generalmente más débiles y no precedieron a un enfriamiento sustancial. [ 2 ]
Efectos de los flujos de agua dulce en la circulación oceánica
Para comprender el efecto que grandes flujos de agua dulce hacia el océano tendrían sobre la circulación oceánica global, se requiere modelado numérico. En el caso de los flujos de agua dulce del lago Agassiz, son de particular importancia los puntos de entrada al océano y la rapidez con que lo hicieron. Es probable que estos flujos, junto con el efecto de la redireccionación del flujo de referencia de Agassiz, hayan tenido un impacto significativo en la circulación oceánica y, por consiguiente, en el clima. Algunas simulaciones de la formación de Agua Profunda del Atlántico Norte confirman que los océanos y la circulación termohalina se ven afectados por estos flujos. Se ha demostrado que pequeños aumentos en los flujos de agua dulce reducen la circulación termohalina y, en algunos casos, podrían detener por completo la formación de Agua Profunda del Atlántico Norte. [ 2 ]
Un modelo en particular permitió un flujo de 1 Sv de agua dulce hacia las altas latitudes del océano Atlántico durante un período de 10 años, lo que resultó en una caída repentina de las temperaturas de la superficie del mar y una circulación termohalina más débil. En este caso, el sistema oceánico tardó casi 200 años en volver a la normalidad. [ 8 ] Otro estudio de modelización realizado por el mismo grupo de investigación indicó que si se añadieran tan solo 0,1 Sv de agua dulce a las altas latitudes del océano Atlántico Norte, las temperaturas de la superficie del mar podrían descender hasta 6 °C en menos de 100 años, debilitando también la circulación termohalina, aunque en menor medida que con flujos de agua dulce mayores. [ 9 ]
Además, un estudio independiente reveló que un flujo de agua dulce de 0,53 Sv hacia el océano Atlántico Norte, en ausencia de una circulación termohalina, podría reducir la producción de Agua Profunda del Atlántico Norte en un 95 % en aproximadamente un siglo. Flujos tan grandes como este son capaces de enfriar los océanos y el clima a gran escala. Si se detuvieran los flujos de agua dulce hacia el océano Atlántico Norte una vez que la producción de Agua Profunda del Atlántico Norte hubiera cesado por completo, la producción no se reanudaría. [ 12 ]
Los estudios de modelización mencionados anteriormente sugieren que, incluso si los flujos durante los principales eventos de desbordamiento del lago Agassiz ocurrieron durante períodos de tiempo más prolongados, siendo por lo tanto de menor magnitud, aún podrían haber sido suficientes para desencadenar un cambio en la circulación termohalina y un cambio climático.
Cambio climático resultante de los desbordamientos del lago Agassiz
El Dryas Reciente
El lago Agassiz no existía mucho antes del período frío del Dryas Reciente , por lo que los cambios en la circulación termohalina y el clima anteriores probablemente fueron causados por la reubicación de otras cuencas hidrográficas norteamericanas , posiblemente junto con una afluencia de icebergs. Sin embargo, el período frío del Dryas Reciente se ha relacionado con la desviación de aguas de inundación del lago Agassiz. El agua que normalmente fluía a través del río Misisipi hacia el Golfo de México fue redirigida hacia los Grandes Lagos y el río San Lorenzo hace aproximadamente 12.8 ka años calendario. [ 13 ] Existe incertidumbre sobre si este cambio fue suficiente para desencadenar el Dryas Reciente, pero la escorrentía a través del río Misisipi podría haber precondicionado la circulación termohalina antes del período frío y el estallido. [ 14 ] Además, si el estallido a los 12.9 ka años calendario fue realmente tan intenso como 0.30 Sv, su combinación con la desviación del drenaje de Agassiz a través del río San Lorenzo hacia el océano Atlántico Norte fue probablemente la causa del Dryas Reciente. El valor de 0.30 Sv a través del río San Lorenzo habría sido significativo, ya que el drenaje base era de solo 0.047 Sv a través de ese río. [ 2 ] [ 15 ]
La oscilación preboreal
El siguiente enfriamiento que siguió a la fase del Dryas Reciente fue la Oscilación Preboreal . Algunos piensan que este período fue causado por erupciones de agua dulce del Lago de Hielo Báltico al Mar Nórdico , [ 16 ] [ 17 ] pero este enfriamiento también siguió de cerca las erupciones del Lago Agassiz que ocurrieron en los años calendario 11,7 y 11,2 ka. La salida del Lago Agassiz en esos momentos resultó en valores de flujo de agua dulce hacia el Océano Ártico similares a los que se han estimado desde el Lago de Hielo Báltico al Mar Nórdico, por lo que parece probable que el Lago Agassiz al menos haya contribuido al enfriamiento de la Oscilación Preboreal . Sin embargo, este período de enfriamiento no fue tan intenso como el del Dryas Reciente por algunas razones. Primero, la erupción del Lago Agassiz durante la Oscilación Preboreal inundó el Ártico, en lugar del Océano Atlántico Norte como durante el Dryas Reciente. Además, dado que el período previo a la Oscilación Preboreal fue interestadial a interglacial, la circulación termohalina habría sido más estable que durante el Dryas Reciente. Finalmente, la circulación termohalina del Atlántico Norte no se estaba preacondicionando antes de la Oscilación Preboreal, ya que el agua de deshielo del lago Agassiz no se canalizaba hacia el Golfo de México. [ 2 ]
El enfriamiento final inducido por el lago Agassiz
El análisis de núcleos de hielo de Groenlandia , muestras de núcleos oceánicos y otras fuentes han revelado un enfriamiento a gran escala alrededor de los años calendario 8,4 – 8,0 ka [ 18 ] Por lo tanto, se ha concluido que este evento frío probablemente fue causado por la gran reducción final y el consiguiente desbordamiento masivo del lago Agassiz hacia el océano Atlántico Norte. [ 10 ] [ 15 ] Aunque en este punto se liberó más de 10 veces la cantidad de agua que durante el Dryas Reciente, y la circulación termohalina se vio afectada en consecuencia, el efecto de enfriamiento fue relativamente pequeño en intensidad. Se cree que esto se debe a dos razones: 1) el océano ya estaba en un modo interglacial cálido, y 2) el agua fluyó a través del estrecho de Hudson y entró en el océano Atlántico Norte casi 2000 km al norte de donde el flujo de salida había entrado en el océano antes del Dryas Reciente. [ 2 ]
Incógnitas restantes
Aunque se comprende bastante sobre las interacciones entre las paleoinundaciones a gran escala, la circulación oceánica y el clima, aún queda mucho por aprender. En cuanto a los episodios de disminución de la salinidad del mar de Champlain, la ubicación exacta y el momento del drenaje hacia el mar siguen siendo inciertos. Estos factores, a su vez, influyeron en cómo cambiaron las circulaciones oceánicas y, potencialmente, el clima. [ 1 ]
Lo que se sabe sobre el drenaje del lago Agassiz se basa principalmente en estudios de modelización. Al igual que en el caso del mar de Champlain, la magnitud, el momento y la dirección de los flujos del lago Agassiz influyen enormemente en las consecuencias posteriores. Varias preguntas que aún quedan por responder incluyen, entre otras, las siguientes: ¿Son correctas las estimaciones del flujo base del lago Agassiz y se tienen en cuenta con precisión sus variaciones? ¿Durante qué período de tiempo, exactamente, duraron los diferentes episodios de drenaje? ¿Cuánta agua se drenó realmente durante estos episodios y por dónde entró en mar abierto? ¿Cuál fue el efecto exacto del drenaje en la formación de las aguas profundas del Atlántico Norte, la circulación termohalina y el clima? Existen dos escenarios propuestos para el descenso final del nivel del lago Agassiz, así que ¿cuál, si alguno, es el correcto? [ 2 ]
Los ejemplos anteriores son solo algunos de los desafíos que se presentan al intentar reconstruir eventos de la historia de la Tierra. Si bien es un campo de estudio complejo, constantemente se logran avances en la comprensión de indicadores y parámetros ambientales en el registro geológico.
Referencias
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- Megainundaciones
- Dryas joven