Iraganeko gertakari hipertermalak, egungo eta etorkizuneko berotze globalaren aurrekari

Aitor Payros

Bai zientzian eta bai gizartean ere bero-bero dauden gaiak dira negutegi-efektua, berotze globala eta Lurraren etorkizuneko klima batetik, eta bestetik fenomeno hauek planetaren gainazaleko egungo ezaugarri fisiko eta ekologikoen gain eta gure gizarteetan eragin ditzaketen aldaketak. Klima Aldaketarako Gobernuen Arteko Taldeak dioenez, Lurraren gainazaleko batez besteko tenperatura igotzen ari da azken 150 urteetan (1ºC inguru), eta industria-jardueren ondorioz izandako gas-isurketak areagotzearekin batera gertatu da igoera hori. Ondorioz, negutegi-efektua eragiten duten gasei egozten zaie berotze globalaren errua. Albo ondorio gisa, denboraldi berean itsas mailak 20 cm egin du gora, batik bat ozeanoetako ur-masen hedatze termikoagatik eta neurri txikiagoan izotz-glaziarren urtzeagatik.

Azken mendeetako datuetan oinarriturik etorkizuneko egoera iragartzea helburu duten klima-ereduak egin dira simulazio-programak erabiliz. Hala ere, simulazio-programak egungo klima-parametroetan oinarritzen dira, baina berotze global bortitzaren eraginpeko ezaugarriak desberdinak izan litezke. Beraz, zalantzak handiak dira.

Zalantza hauek argitu nahian, lagungarri gerta daiteke gure planetak iraganean izandako klimak eta haien ondorioak nolakoak izan diren ezagutzea. Izan ere, antzina klima-fenomeno antzekoak gertatu izan balira, pentsa genezake etorkizunean gerta litezkeenen ondorioak ere berdintsuak izan litezkeela. Lurrak iraganean izandako klimak ezagutu ahal izateko antzinako klimen adierazleak behar dira. Adierazle hauek aspaldi (duela milioika urte) metatu ziren eta orain arroka bihurtuta dauden sedimentuetan aurki daitezke. Osagai mineralak, fosil-edukia eta, batez ere, konposizio geokimikoa dira arroka sedimentarioetako klima-adierazle erabilienak.

1. irudia: Antzinako gertakari hipertermaletan eratutako arroka buztintsu ozeanikoen ezaugarri orokorrak (ezkerreko zutabe estratigrafikoaren erdialdeko tarte iluna). KOG: Karbono Organiko Guztia; δ13C: 13C/12C isotopoen erlazioa; δ18O: 18O/16O isotopoen erlazioa (ozeano hondoko uraren tenperaturaren adierazle).

Horrela jakin da Lurrak iraganean hipertermal edo supernegutegi deritzen gertakariak jasan dituela, Geologiaren ikuspegitik laburrak diren denbora tarteetan (hots, zenbait hamarka edo ehunka milaka urtean) atmosferan pilatutako CO2 kantitate handiek eragindako aro klimatiko oso beroak. Gertakari hipertermaletan metatutako sedimentuek zenbait ezaugarri komun dauzkate. Kolore argiko arroka geruza gogorren artean tartekatutako geruza buztintsu bigun ilunak izaten dira, zenbait dezimetro eta dekametro arteko lodiera izan ohi dutenak. Gertakari hipertermaletako geruza buztintsuen oinaldean CaCO3-edukia txikia izaten da. Goialdean, ostera, CaCO3 eta materia organikoa normalean baino ugariagoak izan daitezke. Adierazle geokimikoek iradokitzen dute klima-berotze azkarra gertatu zela geruza buztintsuen oinaldean eta pixkanakako hoztea goialderantz. Modu berean, gertakari hipertermal askotako sedimentuak karbono isotopo egonkor arinean (12C) aberastuta azaltzen dira geruza buztintsuen oinaldean, baina gertakari hipertermalaren amaiera aldera, aurkako joera azaltzen da maiz, hots, isotopo astunean (13C) aberastutako joera, materia organikoaren ugaritzearekin batera. Bestalde, gertakari hipertermal gehienetan aldaketa biotikoak gertatu zirela adierazten dute geruza buztintsuetako fosilek, espezie batzuk desagertu eta berri batzuk azaldu baitziren.

Honelako hainbat geruza aurkitu dira Euskal Herrian, Lurraren historian izandako gertakari hipertermalekin uztartu ahal izan direnak: duela 120 milioi urteko gertakariari dagokion geruza, Aralarren, Mutrikun eta Pagasarrin aurkitua; duela 93.5 milioi urtekoa Leioan; duela 62 milioi urtekoa Sopelan eta Zumaian; duela 59.2 milioi urtekoa Ibaetan eta Zumaian; duela 56 milioi urtekoa Ermuan, Korresen, Laminorian, Mintxaten, Trabakuan (2. irudia), Urrobin eta Zumaian; duela 52.6 milioi urtekoa Sopelan; eta duela 47.4 milioi urtekoa Getxon.

Geruza hauen azterketek eman dizkiguten datuak direla eta, azterketa paleoklimatikoak egiteko punta-puntako gune bilakatu da Euskal Herria.

3. irudia: Duela 56 milioi urte izandako gertakari hipertermalean eratutako geruza buztintsua, Trabakua mendatean (Bizkaia). (Argazkia: Aitor Payros)

Aipatu ezaugarrien interpretazioaren bidez, jakin daiteke gertakari hipertermalek eragindako ingurumen-aldaketak nolakoak izan ziren (3. irudia).

Eragile gisa, gertakari bolkanikoak azaltzen dira kasu gehienetan. Kasurik bakunenetan, sumendiek isuritako SO2-kantitatea handia da eta ur eta karbono-gas (adibidez, CO2) bolkanikoek atmosferan pilatuta, berotze klimatikoa eragiten dute negutegi-efektuaren bidez. Dena den, gertakari hipertermal bortitzenetan, aipatu prozesuak abiapuntua baino ez dira izaten. Gertakari bolkanikoek eragindako atmosfera-berotzearen ondorioz, itsasoetako ura ere berotu egiten da, eta honek itsas hondoko sedimentuetan urarekin batera izoztuta dagoen metanoaren askapena dakar. Itsas hondotik jaregindako metanoaren karbonoa atmosferan pilatzen da, bai zuzenki CH4 gisa, bai uretako edo atmosferako oxigenoarekin erreakzionatu ondoren CO2 gisa. Kalkulatu da antzinako gertakari hipertermaletan atmosferan CO2 gisa pilatutako karbono kantitatea 1000 eta 5000 gigatona artekoa izan zela, CO2-a 1000-2000 ppmv baliotara iritsita. Honen eraginez, negutegi-efektua areagotu egingo zen eta 5-10ºC arteko berotze globala gertatuko zen. Hala ere, toki batzuetako arrokek erakusten dute latitude altuetan nozitzen dela berotze globalaren eragin handiena: poloen inguruko batez besteko tenperatura 15-20ºC ingurukoa izan zen gertakari hipertermaletan, eta latitude altuetako itsas gainazaleko urarena 20ºC-tik gorakoa urtaro beroetan; tropikoetako itsas gainazaleko tenperatura aldiz, 35ºC ingurukoa izan zen.

Beraz, gertakari hipertermaletan egungoa baino txikiagoa izan ohi da planetaren gainazaleko latitudearen araberako tenperatura-gradientea.

Tropiko inguruko lurrinketa handiaren eraginez bertako uraren dentsitatea handitu egingo zen gatzen kontzentrazioagatik, eta tropikotako ur epela izango zen ozeano sakonerantz hondoratzen zena. Honen ondorioz, ozeano sakonetako ura egungoa baino 5-6ºC beroago izango zen gertakari hipertermaletan. Kontinenteei dagokienez, tropiko inguruko eskualdeak oso beroak izango ziren (>40ºC). Tropikoak beroegi bihurtzen zirenean, latitude baxu eta klima epeletako bizidun batzuek latitude altuagoetarantz migratzen zuten. Latitude ertainetan eta altuetan aldiz, klima epela eta hezea egongo zen, zenbait lekutan alderantzizko egoerak gertatuko baziren ere.

Edozein kasutan ohikoak izango ziren euri-jasa bortitzak eta lehorte luzeak. Prozesu horien guztien ondorioz, kontinenteetako arroken meteorizazio kimikoa eta higadura gertatuko ziren, eta horrek itsasoetaranzko sedimentu-garraioa areagotu egingo zuen.

Metanoa, jatorri organikokoa izanik, 12C-tan aberatsa da. Honela, ozeano-hondoko sedimentuetako metanoaren askapenak txikitu egiten du itsasoetako eta atmosferako 13C/12C erlazioa. Ondorioz, garai hipertermalen hasieran eratu eta metatutako sedimentuek 13C/12C erlazioa baxua izaten dute, geruza buztintsuen behealdean maiz ikusi ohi den bezala. Bestalde, gertakari hipertermaletan atmosferako CO2-kantitatea handitzearekin batera ozeanoetako ura ere azidotuz doa. Ondorioz, itsas hondo sakonetan karbonatoa disolbatu egiten da (CaCO3 + H2O + CO2 = Ca2+ + 2HCO3 erreakzioaren bidez); beraz, metatutako sedimentuak CaCO3-eduki txikia du. Ozeanoen azidotzeak zuzen eragiten die bertan bizi diren karbonatozko izakiei, eta suntsipen biologikoak eragiten ditu zenbait kasutan.

Gertakari hipertermalen abiapuntu izan ziren fenomenoen iraupena zenbait milaka urtekoa izan zen, negutegi-gasen urteko isurketa-tasa 1-2 Gt CO2 izanik. Kontuan izanda egungo CO2-isurketaren tasa 25-28 Gt/urtekoa dela, 100-200 urteren buruan atmosferako CO2 kantitatea antzinako gertakari hipertermalak gertatu zirenean egon zenaren antzekoa izatera iritsi daitekeela uste da.

4. irudia: Gertakari hipertermalak eragiten dituzten prozesuak (goian) eta amaiera dakartenak (behean). (Ilustrazioa: Aitor Payros)

Zorionez, gertakari hipertermaletako sedimentuen azterketak erakusten du gertakaria baino lehenagoko baldintza hotzagoetara itzultzen dela klima hamarka-ehunka milaka urteren buruan.

Atmosferako CO2-a gutxitzea da aldaketa horren eragilea, honela negutegi-efektua murrizten baita (3. irudia). Batetik, badugu kontinenteetako silikatozko eta karbonatozko arroken meteorizazio kimikoa. Prozesu hauen bidez, gainera, ondo azal daitezke gertakari hipertermalen amaiera aldeko sedimentuetan dagoen karbonato-edukiaren hazkuntza. Bestetik, materia organikoaren pilaketa da ozeanoetako eta atmosferako CO2-aren murrizketa eragin dezakeen beste prozesu bat. Karbonoa da materia organikoaren ekoizle diren bizidunen oinarrizko osagaietako bat, ingurumenetik bereganatzen dutena. Bizidunek batez ere 12C hartzen dute. Itsasoetako bizidunak hiltzen direnean beraien hondakinak hondoratu eta oxidazio bidez usteldu eta deskonposatu egiten dira. Era horretara, materia organikoko 12C-ak zirkulazioan jarraitzen du karbonoaren zikloaren parte gisa. Dena den, prozesu horiek gertatzea zailagoa gertatzen da gertakari hipertermaletan. Zirkulazio ozeaniko termikoa moteldu egiten da itsaso epel homogeneotan eta ozeanoetako ura geruzatu egiten da, alegia ez da gertatzen gainazalaren eta hondoaren arteko ur-trukaketarik. Itsasoen gainazaletik hondoratzen den materia organikoaren oxidazioak hondoko uren oxigenoa ahitu eta anoxia eragiten du; gerora itsaso hondora heltzen den materia organikoa ezin izaten da usteldu eta sedimentu barnean kontserbatzen da. Honela, gertakari hipertermaletako geruzen goiko aldean dagoen materia organikoaren pilaketa gertatzen da. Gainera, aipatu prozesuen bidez materia organikoko 12C-ak ez du karbonoaren zikloan aurrera egiten, itsas hondo anoxikoetako sedimentuetan harrapatuta geratzen baita. Era horretara, bizidunek ez dute ingurumenean behar beste 12C aurkitzen eta 13C erabili beharrean gertatzen dira. 13C-tan aberastutako bizidun hauen hondakinak sedimentuetan pilatzen direnean, geruza hipertermalen goiko aldeko 13C/12C erlazio altua azaltzen da. Prozesu horiek eragindako CO2-aren murrizketak negutegi-efektuaren murrizketa eta klimaren hoztea dakartza.

Beraz, Lurra aurreko gertakari hipertermaletatik irten bada, etorkizuneko balizko baldintza hiperberoetatik irteteko gai izango dela suposa daiteke. Alegia, gure ukituak ez du planeta fisikoki suntsituko, baina negutegi-efektu bortitzak dirauen bitartean txarrera egingo dute gure biziraupen egokirako komenigarrien zaizkigun ingurumen baldintzek. Ondorioz, baliteke itsas maila altuagoak eragindako geografia berrira egokitu behar izatea; baliteke era berean koral-arrezifeen suntsipenaren eta urakan indartsuagoen eragin bateratuaz kostalde tropikaletan uholde handiak eta higadura bortitza pairatzea; halaber, lehorte luzeek eta euri-jasa gogorrek eragindako lurzoru-galeraren ondorioz nekazaritza eta elikadura-arazoak egon litezke… Are larriago, antzinako gertakari hipertermal batzuk suntsipen biologiko lazgarriak eragin zituztela jakinik, pentsa dezakegu etorkizunean beste suntsipen biologiko bat gerta litekeela. Zorionez, gizakiak muturreko klimetara (ipar poloko klima izoztutik basamortuetako klima idorretara) egokitzeko gaitasuna erakutsi du; beraz, egungo berotze globalak suntsipen biologikoa eragingo balu ere, gera gaitezke iraun lezaketen espezieen artean egoteko itxaropenarekin.

Gehiago jakiteko:

  • Payros, A., Ortiz, S. (2018). “Eventos hipertermales del Paleógeno inferior en los Pirineos occidentales: modelos del futuro climático y elementos del patrimonio geológico”. Non: Badiola, A., Gomez-Olivencia, A., Pereda-Suberbiola, X. (ed.) “Registro fósil de los Pirineos occidentales: bienes de interés paleontológico y geológico” Eusko Jaurlaritzaren Argitalpen Zerbitzu Nagusia (Vitoria-Gasteiz), ISBN 978-84-457-3437-7, 53-61 or.
  • Payros A. (2009). Etorkizun hiperberoa, eta zer? Iragan geologikoaren irakaspena. Ekaia 22, 157-173.

—————————————————–
Egileaz: Aitor Payros irakaslea da UPV/EHUko Zientzia eta Teknologia Fakultateko Estratigrafia eta Paleontologia Sailean.
—————————————————–

Iruzkin 1

Eman iritzia

Asteon zientzia begi-bistan #265 - Zientzia Kaiera

[…] oinarritzen dira, baina berotze global bortitzaren eraginpeko ezaugarriak desberdinak izan litezke, artikuluan irakur daitekeen bezala. Zalantza hauek argitzeko, beraz, baliagarria izan daiteke iragana. Hau da, iraganean izan ditugun […]

Eman iritzia

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>