El nivel del mar en el pasado lejano: la reconstrucción más detallada jamás realizada

Un equipo de científicos de la Tierra ha desarrollado un nuevo método para reconstruir el nivel global del mar en tiempos geológicos. Hasta ahora, utilizaban la información de la tectónica de placas. Pero este nuevo estudio también incluye la influencia del hielo terrestre. Esto nos ha permitido mirar hacia atrás en el tiempo hasta 540 millones de años. "Es la única reconstrucción de este tipo en el mundo que se remonta tanto en el tiempo. Por ahora, hemos llegado al límite de lo que aún podemos averiguar", afirma Dr. Douwe van der Meer, autor principal de este estudio publicado en la revista internacional Gondwana Research.

Comunicado de prensa de la Universidad de Utrecht: Stephan van Meulebrouck. Artículo original in Gondwana Research: Douwe G. van der Meer, Christopher R Scotese, Benjamin J.W. Mills, Appy Sluijs, Aart-Peter van den Berg van Saparoea, Ruben M.B. van de Weg. Edición en GondwanaTalks: Kathelijne Bonne. Edición en español: Silvia Zuleta Romano.

Determinar las fluctuaciones del nivel del mar en el pasado geológico es clave para entender el cambio climático natural antes de la llegada de los humanos, y cómo se distribuían la tierra y el mar en nuestro planeta. Porque eso cambia con el tiempo y tiene consecuencias de gran alcance en la Tierra como sistema y en todos sus habitantes.

Desde la década de 1970, estos cambios globales del nivel del mar se han estimado estudiando los sedimentos depositados en los bordes de los continentes, por ejemplo, en el Mar del Norte. La acumulación de esos sedimentos muestra lo alto o bajo que era el nivel del mar en un momento dado.

Sin embargo, en los últimos años ha quedado cada vez más claro que este método es inadecuado. Por ejemplo, el movimiento ascendente y descendente de la propia corteza terrestre, puede ser tan grande como los cambios globales del nivel del mar. Por tanto, los efectos de la tectónica de placas también deben incluirse en los cálculos del nivel del mar. 

Gran bañera para dinosaurios

"El océano puede compararse con una gran bañera", explica el Dr. Douwe van der Meer, investigador visitante de la Universidad de Utrecht en los Países Bajos. "La tectónica de placas determina la profundidad de los océanos. Si la "bañera" se hace menos profunda, el agua subirá más. Pero hay otro efecto.

El hielo en los continentes hace que haya un poco menos de agua en el océano. Pero cuando todo eso se derrite, el "agua de la bañera" sube. Ambos efectos hicieron que en la época del Cretácico (hace 66-145 millones de años) el nivel del mar fuera más de 200 metros más alto que el actual. Los "bordes de la bañera" o regiones costeras se inundaron entonces. Por lo tanto, los dinosaurios disponían de menos tierra y más agua que si hubieran vivido en la actualidad.

¿Corteza oceánica vieja o joven?

Imagen: Con una subida del nivel del mar de 200 metros, en los Países Bajos nos quedaríamos con los pies secos, pero sólo en los alrededores del Vaalserberg.

Anteriormente, Van der Meer y otros científicos de la Tierra idearon una nueva forma de reconstruir el nivel del mar utilizando isótopos de estroncio: elementos radiactivos que se encuentran de forma natural en las rocas, en distintas concentraciones. La corteza oceánica está formada por basalto, que contiene estroncio. La disolución del basalto en el mar libera estroncio en el agua. Este se absorbe en los esqueletos de calcio del plancton, entre otros, y luego cuando estos organismos mueren, se deposita en el fondo del mar y forma piedra caliza.

Pero hay menos estroncio radiactivo en el basalto que en las rocas de los antiguos continentes (en tierra fija), como el granito. Así, la cantidad de isótopos de estroncio en la caliza dice algo sobre, cuánto basalto hay, y cuánta corteza oceánica "joven" hay en la superficie de la Tierra. Y si se sabe cuánta corteza oceánica joven había en un momento dado, se puede deducir el nivel del mar en ese momento. ¿Cómo se hace eso?

"Una corteza terrestre joven es relativamente más cálida que una corteza terrestre más antigua. Esta última se ha encogido un poco debido a su enfriamiento y, por tanto, tiene una densidad mayor que la corteza terrestre joven". En otras palabras, la corteza oceánica más joven es más ligera y hinchada y, por tanto, crea océanos menos profundos que la corteza oceánica más antigua. Como la cantidad total de agua en la Tierra siempre ha sido más o menos la misma, el nivel del mar será más alto con una edad media más joven de la corteza oceánica mundial".

En el Cretácico, solo eso ya significó una subida del nivel del mar de 150 metros". La gran actividad de las placas tectónicas hizo que se formara mucha corteza oceánica durante ese periodo, por lo que hubo mucho basalto "joven" y, por lo tanto, mucho estroncio en la piedra caliza.

Un mundo sin hielo

El volumen de los casquetes de hielo también se tuvo en cuenta al estudiar el nivel del mar. A partir de una reconstrucción reciente del clima (de la temperatura media) a lo largo del tiempo, así como de la posición de los continentes con respecto a los polos, se hizo una estimación de la ubicación y el volumen del hielo continental. A diferencia del hielo marino flotante, la presencia o ausencia de este tipo de hielo terrestre y los casquetes polares tiene una gran influencia en el nivel del mar.

En el Cretácico, la temperatura media era mucho más cálida que la actual. Como resultado, los polos estaban prácticamente libres de hielo. Todo ese hielo derretido provocó un aumento de 70 metros del nivel del mar. Van der Meer: "Si se añaden los efectos de la tectónica de placas, se llega a un nivel del mar para el Cretácico que era hasta 220 metros más alto que el actual. Este fue el nivel más alto hasta donde pudimos mirar en el tiempo, hasta hace 540 millones de años".

En los últimos millones de años, el nivel del mar ha sido muy bajo durante la Edad de Hielo. También durante el Carbonífero, hace unos 300 millones de años, el nivel del mar era muy bajo. Entonces había capas de hielo aún mayores que las actuales, combinadas con una baja actividad de las placas tectónicas.

¿Hay fósiles?

La reconstrucción de la temperatura (y del hielo derivadas de ella) en la que se basa esta investigación no se remonta más allá de los últimos 540 millones de años, la época del Cámbrico. "Porque para ese tipo de reconstrucción se necesitan, entre otras cosas, fósiles de formas de vida más o menos avanzadas, de los que se pueden inferir muchas cosas. Pero esas formas de vida surgieron hace sólo 540 millones de años, durante la llamada "explosión cámbrica" de la vida. Así que, debido a la falta de suficientes fósiles y otros indicadores climáticos, no podemos mirar más atrás, de la misma manera detallada".

El estudio muestra una vez más lo que ocurre cuando se derrite el hielo terrestre. "Donde hay que recordar que esto duró mucho más tiempo en el pasado lejano que durante el actual cambio climático inducido por el hombre".

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Animación chula de Christopher Scotese de la tectónica de placas, segundo autor de este artículo: 

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Fuentes: 

Autor principal: Dr. Douwe van der Meer, geofísico e investigador visitante en la Universidad de Utrecht.

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