A lo largo de la historia climática de la Tierra se han alternado dos estados dominantes: el estado invernadero y el estado iglú. En general, el estado invernadero ha dominado a lo largo del tiempo, con irrupciones temporales del estado iglú. Hace unos 34 millones de años, la Tierra pasó al estado iglú vigente en la actualidad. Fue entonces que empezaron a formarse las placas de hielo de la Antártida. Este estado iglú alterna períodos de glaciación con relativos periodos interglaciares: actualmente nos encontramos en uno de esos períodos interglaciares, uno que comenzó hace unos 11.700 años. Así pues, la Tierra, hace 55,5 millones de años se encontraba en un estado invernadero, con temperaturas medias superiores a las actuales, y sin una criosfera reseñable. Dentro de aquel estado invernadero se daban periodos de especial aumento de la temperatura, como el que tuvo lugar en la transición del Paleoceno al Eoceno. En aquella época hubo una inyección masiva de CO 2 en un período relativamente breve de tiempo (menos de 20.000 años), lo que provocó aumentos de la temperatura media de 5-8 K.
Por supuesto, este evento tiene interés por en la época nuestra presente, marcada por las emisiones antropogénicas de CO2 y otros gases de efecto invernadero. Ahora bien, para sacar todas las lecciones posibles hay que reconstruir el ritmo de emisiones de CO 2 que condujeron al «máximo térmico del Paleoceno-Eoceno» (PETM, en el acrónimo inglés). A partir de datos sobre la distribución isotópica de carbono y de oxígeno de yacimientos de New Jersey de aquel período, un grupo de investigadores coordinado por Richard E. Zeebe hace una serie de estimaciones, que publican en forma de artículo en la revista Nature Geoscience. Calculan que la tasa de emisiones de CO 2 que condujo al PETM no llegó nunca a 1,1 · 10 12 kg C / año. En cambio, en el 2014, esta tasa alcanzó un valor récord de 10 13 g C / año.
El estudio de la frecuencia isotópica de oxígeno-18 en sedimentos marinos permite hacer una reconstrucción de las temperaturas prevalentes en los últimos 65 millones de años.La primera mitad del Cenozoico cae en un «estado invernadero» de los climas de la Tierra, que alcanza un máximo térmico en el eoceno, y con un pico especialmente destacado en el inicio de esta era (PETM). Este «estado invernadero» se cierra con la glaciación de la Antártida. Entonces se inicia un «estado iglú» que se agrava particularmente en el mioceno. Desde entonces se han alternado fríos períodos glaciares con breves periodos interglaciares, en uno de los cuales nos encontramos en la actualidad.
Una estimación de la tasa de emisiones de CO 2 que desencadenó el PETM
Richard E. Zeebe, de la School of Ocean and Earth Science and Technology de la Universidad de Hawai; Andy Ridgwel, de la School of Geographical Sciences de la Universidad de Bristol; y James C. Zachos, de la Universidad de California en Santa Cruz;han estudiado las frecuencias isotópicas de carbono y oxígeno de sedimentos paleocènics-eocénicos del litorial de New Jersey: Bass River, Wilson Lake, Millville. No les interesa tanto la datación absoluta de estos sedimentos, como la datación relativa de cada uno de ellos.
Con una temperatura de deposición más elevada, la frecuencia isotópica de carbono-13 y oxígeno-18 debería ser superior. Esto se debe en última instancia a que el aumento de concentraciones de CO 2 en la atmósfera y el océano, como sustrato, afecta a la composición del carbonato cálcico que fijan los organismos marinos (como el foraminiferaSubbotina ) que constituyen después estos sedimentos. Tomando muestras de diferentes profundidades, se puede reconstruir la evolución de la variación de estas frecuencias isotópicas.
Zeebe et al. aplican un modelo que transforme los datos de profundidad de sedimento en una serie temporal. Asimismo, traducen las variaciones isotópicas en datos de concentración atmosférica de CO 2 .
De acuerdo con los datos de New Jersey, la liberación de CO 2 que condujo al PETM llevará un mínimo de 4000 años. La tasa máxima de liberación no sobrepasó valores sostenidos de 1,1 · 10 -12 C / año. De este modo, los autores concluyen que » la tasa actual de liberación antropogénico de carbono no tiene precedentes en los últimos 66 millones de año «. Así pues, el PETM no funcionaría como análogo de la situación actual. Esta afirmación de Zebee et al. es una advertencia a quienes señalan que el PETM tuvo un efecto limitado en la tasa de extinción de organismos. Las emisiones antropogénicas tienen lugar en un período mucho más breve de tiempo, y con una tasa diez veces superior, por lo que, según Zebee et al., «Las disrupciones ecosistémicas» del futuro inmediato no tendrán tampoco precedentes.