Paradoja de los trópicos fríos - Cool tropics paradox
2 . Eje vertical: temperatura; horizontal: latitud.
La paradoja de los trópicos fríos es la diferencia aparente entre las estimaciones modeladas de las temperaturas tropicales durante los períodos cálidos y sin hielo del Cretácico y el Eoceno , y las temperaturas más frías que las aproximaciones sugirieron que estaban presentes. La paradoja de larga data se resolvió cuando las nuevas temperaturas derivadas de proxy mostraron trópicos significativamente más cálidos durante los climas de invernadero anteriores. El problema del bajo gradiente, es decir, las regiones polares muy cálidas con respecto a la actualidad, sigue siendo un problema para los modelos climáticos de última generación.
Origen de la paradoja
Las reconstrucciones de la paleotemperatura basadas en proxy parecían predecir un gradiente de temperatura baja entre los trópicos y los polos . Los datos de foramanifera que habitan en la superficie sugirieron que durante el Cretácico tardío, un período inusualmente cálido, las temperaturas de la superficie del mar eran más frías que las actuales. El término se aplicó posteriormente a situaciones similares, por ejemplo, durante el Eoceno.
Los modelos climáticos que funcionaron durante el Terciario no lograron producir este gradiente de baja temperatura; Con el fin de coincidir con los datos observados, predijeron que los trópicos deberían estar a 40 ° C o más, mucho más calientes de lo que dijeron los proxies, y mucho más calientes que las temperaturas superficiales tropicales observadas hoy, que promedian alrededor de 25 ° C (77 ° C). F). Para intentar hacer coincidir los datos, se requirieron modelos extraños que involucraban remolinos irrazonables.
Modelos
Se desarrollaron modelos para predecir y explicar la falta de hielo durante los períodos cálidos del Cretácico y Eoceno. Los modelos se desarrollan de acuerdo con el principio fundamental de que deben mantenerse lo más simples posible. En consecuencia, los primeros modelos intentaron explicar la falta de hielo utilizando únicamente la diferente configuración continental. Estos no podrían producir un estado libre de hielo sin utilizar una mayor concentración atmosférica de CO
2 ; esta suposición se verificó con la evidencia y se consideró válida. Esto introdujo una nueva dificultad: más CO
2 produciría temperaturas marinas tropicales más cálidas, y la evidencia sugirió que eran las mismas o incluso más frías que las actuales.
Datos que respaldan océanos tropicales fríos
Los datos de foraminíferos, que sugieren temperaturas tropicales más frías que las actuales, no estaban de acuerdo con los proxies terrestres, que hablaban de temperaturas más cálidas, aunque la mayoría de las cifras terrestres se basan en la extrapolación de datos fuera de los trópicos.
Fuentes de error
El error analítico es de alrededor de 2 a 3 ° C para muestras individuales, pero desciende a 0,5 a 1,0 ° C cuando se analiza una muestra, lo que no es suficiente para explicar la discrepancia. Otros factores significan que se puede considerar que cualquier muestra prístina tiene un error asociado de hasta 3 ° C. Los cambios en la salinidad, la cinética y la diagénesis también pueden confundir el análisis: se estima que los dos últimos reducen las temperaturas estimadas entre 1 y 2 ° C y son difíciles de cuantificar.
Conciliar los datos con el modelo
Tomando los datos como verdaderos, ¿cómo podrían conciliarse con las predicciones del modelo? La única forma en que se podía "modificar" el modelo era jugando con la parametrización de las nubes, uno de los aspectos más impredecibles de cualquier modelo. El modelo se ajustó para asumir que el CO más alto
2 Los niveles produjeron una mayor cobertura de nubes tropicales, protegiendo estas regiones del calor del sol. Sin embargo, no hubo evidencia de este comportamiento y aún así dejó problemas. Los polos aún estaban más calientes de lo que predijeron los modelos. Se propusieron más retroalimentaciones, incluido un mayor transporte de calor hacia los polos por los océanos y respuestas de la vegetación en latitudes altas, pero estas no explicaron completamente el comportamiento en el hemisferio sur y el invierno, respectivamente.
Desentrañar la paradoja
Toques de calidez: proxies terrestres
Los datos de los proxies terrestres sugirieron que el ecuador puede haber alcanzado los 30 ° C; sin embargo, esta cifra se basa en la extrapolación de datos encontrados fuera de los trópicos. Esto implicaría que los proxies foramaniferales estaban equivocados; es posible que las pruebas hayan sido sobreimpresas por diagénesis . Los investigadores recurrieron a los moluscos marinos poco profundos, ya que es fácil determinar si sus caparazones habían sido alterados por la diagénesis.
Detectando diagénesis en moluscos
Muchas conchas de moluscos se construyen a partir de aragonito, un mineral que es rápidamente reemplazado por calcita por alteración diagenética. Además, los moluscos cercanos a la costa conservan la variabilidad estacional en sus conchas, una característica que se perdería en presencia de una señal diagenética. Esto elimina la ambigüedad sobre si un caparazón se ha visto afectado o no por los procesos posteriores a la deposición.
Datos de moluscos
La evidencia de los moluscos sugirió un enfriamiento entre el Eoceno y el Oligoceno. Tomados de la ensenada de Mississippi, registraron temperaturas de alrededor de 26 ° C en el Eoceno y 22 ° C en el Oligoceno; Este enfriamiento fue marcadamente estacional, con temperaturas del agua reconstruidas 5 ° más frías en verano, pero solo 3 ° más frías en invierno. Esta tendencia encaja mejor si CO
2 era la fuerza dominante para enfriar.
Las temperaturas invernales de los moluscos coinciden bien con las temperaturas foramaniferales, lo que sugiere que foramanifera creció predominantemente durante los meses de invierno. Las temperaturas generales se correspondieron bien con las estimaciones terrestres y modeladas de una temperatura de la superficie del mar alrededor de 4 a 5 ° más cálida que la actual.
Reevaluación del registro foraminífero
El paleotermómetro de magnesio / calcio es una alternativa desarrollada recientemente al método δ 18 O y evita muchas de las incertidumbres inherentes al último método. El uso de esta técnica genera resultados más consistentes con los esperados, en contraste con los registros originales de δ 18 O de los mismos sitios. Otros estudios minuciosos se dirigieron únicamente a los foraminíferos que se pudo demostrar que no habían sufrido ninguna diagénesis, de hecho, dan una firma de δ 18 O similar a la esperada, lo que sugiere que la mala conservación fue responsable de la confusión original.