Oceanele antice calde au stimulat exportul de carbon și productivitatea peștilor
Un studiu publicat în Nature Communications arată că o perioadă de încălzire globală susținută, petrecută acum aproximativ 55,9 milioane de ani, a stimulat creșterea biomasei de pești din oceanul deschis și a intensificat transportul carbonului captat de plantele și algele marine către adâncuri. Efectele apar însă abia după perioade lungi de timp.
Episodul analizat este Maximul Termic Paleocen-Eocen (PETM). Atunci, cantități mari de gaze cu efect de seră, precum dioxidul de carbon și metanul, au fost eliberate în atmosferă, cel mai probabil din provincii vulcanice extinse, iar principala suspectă este Provincia Ignească a Atlanticului de Nord, o regiune de magmă solidificată centrată pe Islanda. Începutul episodului a fost marcat de emisii rapide, desfășurate pe parcursul a doar câteva mii de ani.
În acea perioadă au fost eliberate între aproximativ 3.000 și 10.000 de miliarde de tone metrice de carbon. Temperaturile din oceanul deschis au crescut cu circa 5°C, variind în funcție de latitudine și adâncime, iar temperatura medie globală a aerului la suprafață a urcat cu 5–6°C. Încălzirea a durat aproximativ 100.000 de ani. PETM este considerat unul dintre cei mai buni analogi pentru încălzirea actuală, deși ritmul emisiilor de atunci a fost de circa zece ori mai mic decât cel din era combustibililor fosili, iar ritmul actual de încălzire este de aproximativ 100 de ori mai rapid decât media PETM.
Pentru a investiga stocurile trecute de pești pelagici, cercetătorii au analizat indicatori indirecti corelați cu aceste stocuri. Ei au combinat măsurători ale acumulării de dinți fosili de pești și denticule dermice, denumite împreună ihtiolite, din șase situri de carote de sedimente oceanice. Denticulele sunt solzi mici, plați, în formă de V, asemănători dinților, întâlniți doar la peștii cartilaginoși precum rechinii și razele. Ihtiolitele ajung pe fundul oceanului prin desprindere naturală sau prin excretarea părților nedigerabile de către prădători. Rata de acumulare a ihtolitelor a servit drept indicator al productivității peștilor pelagici în timpul PETM.
Echipa a examinat și înregistrări de barit marin din locații identice sau apropiate. Mineralul barit (BaSO₄) se formează în coloana de apă direct și indirect, în asociere cu materia organică marină în descompunere, iar distribuția sa în sedimente corespunde îndeaproape carbonului organic care cade din apele de suprafață spre adâncuri.
Ratele de acumulare a ihtolitelor au variat de la aproape zero până la 150 de ihtiolite pe centimetru pătrat pe mie de ani. Mai multe situri, în special din Pacificul de Nord și Atlanticul de Nord, au arătat vârfuri la începutul acumulării neobișnuite de carbon și un al doilea la aproximativ 50.000 de ani mai târziu. În aceste situri și într-unul din Pacificul central, valorile maxime au fost de 5 până la 11 ori mai mari decât valorile de fond. Creșterile din Atlanticul de Sud și din sud-estul Oceanului Indian au fost mai modeste.
Cercetătorii au folosit modelul biogeochimic al sistemului terestru cGENIE pentru a determina interacțiunea dintre carbon, nutrienți și alte componente în ocean, atmosferă, sedimente și sisteme terestre. Analiza a arătat că creșterea răspândită a productivității peștilor pelagici a urmat îndeaproape ritmul de transport al carbonului organic către oceanul adânc, atât în tendințe, cât și în modelele spațiale de pe fundul mării. Aceasta sugerează că sporirea a fost alimentată de un export intensificat de carbon din oceanul de suprafață.
Astfel, la niveluri ridicate de carbon în ocean, efectele unei aprovizionări sporite cu nutrienți par să le depășească pe cele ale stratificării oceanice, proces care reduce productivitatea prin împiedicarea amestecului de căldură, carbon, oxigen și alți nutrienți.
Cercetătorii subliniază că schimbările observate în timpul PETM ar putea fi diferite de cele din lumea modernă. „Concluziile noastre evidențiază că răspunsul pe termen lung al productivității marine la o încălzire susținută cu gaze cu efect de seră poate diferi fundamental de declinurile pe termen scurt observate în oceanul modern”, scriu autorii.
