Elevento Azolla fue un enfriamiento global que tuvo lugar hace 48,5 millones de años, a mediados del períodoEoceno, a causa del crecimiento descontrolado delhelecho flotante deagua dulceAzolla, que cubrió la superficie delocéano Ártico durante 800 000 años.
El almacenamiento de estos vegetales en las capas sedimentarias del fondo oceánico provocó que la cantidad dedióxido de carbono de laatmósfera terrestre disminuyera drásticamente, contribuyendo así a incrementar un enfriamiento global que ya había comenzado tímidamente algunos millones de años atrás.
Azolla es un helecho flotante de agua dulce, que en la actualidad se encuentra enclimas templados ytropicales alrededor de todo el mundo. Se trata de una de las plantas que crecen con mayor rapidez, y que forma una relaciónsimbiótica con lacianobacteriaAnabaena azollae.[1] La bacteria es capaz defijar nitrógeno para sí misma y para el helecho, mientras queAzolla le proporciona protección y una fuente segura de carbono.[2]Azolla puede llegar a utilizar 0,25kilogramos de nitrógeno porm² cada año, lo cual implica una reducción anual de 1,5 kilogramos por m² decarbono.[3] Esta capacidad de utilización del nitrógeno atmosférico indica que el único límite para su crecimiento es elfósforo, pues los tres elementos esenciales para la síntesis deproteínas son el carbono, el nitrógeno, y el fósforo.
La intensidad de luz[4] y elfotoperiodo[5] desempeñan un papel importante en el crecimiento de la planta, por lo que esta pudo haber crecido a un ritmo realmente elevado en las condiciones de inicios del Eoceno, como el clima relativamente cálido y las veinte horas de luz solar de las que gozaba en lospolos geográficos, pudiendo llegar a duplicar subiomasa en apenas un par de días.[6] El helecho mosquito actual es morfológicamente idéntico al hallado enfósiles, por lo que se han formado grupos de investigación para comprender mejor lafisiología del organismo.
En la actualidad, la masa de agua delocéano Ártico se ve renovada continuamente gracias a diversas corrientes cálidas como lacorriente del Golfo. Sin embargo, durante elEoceno, laconfiguración del planeta estaba dispuesta de tal manera que el Ártico se encontraba casi totalmente aislado de los demás océanos, por lo que estas corrientes eran prácticamente inexistentes, y el océano formaba una columna de agua estratificada similar a como ocurre hoy en día con elmar Negro.[7]
Las altas temperaturas y los intensos vientos fomentaron el aumento de laevaporación, lo cual elevó ladensidad del océano, pero a su vez, las abundantes precipitaciones, provocadas en parte por la gran diferencia de temperatura con los mares adyacentes,[6] suministraron grandes cantidades deagua dulce menos densa, dando lugar a multitud de ríos que desembocaban en el océano y provocando una enorme reducción en lasalinidad.[8] Esto provocó la formación de una capa de agua dulce de menor densidad sobre la superficie oceánica.[9][10]
ComoAzolla solamente necesita unos pocos centímetros de agua dulce para poder sobrevivir, el helecho colonizó con rapidez la superficie del océano Ártico. Además, la espesa capa deAzolla que se formó dificultó el intercambio de gases entre la superficie oceánica y la atmósfera, provocando una importante falta deoxígeno en las profundidades. Estas condicionesanóxicas reducen la concentración decompuestos férricos, lo que junto con los bajos niveles desulfatos que poseía el océano Ártico se traduce en una mayor disponibilidad defósforo,[11] el elemento que limita el crecimiento del helechoAzolla (pues las concentraciones dedióxido de carbono ynitrógeno atmosférico eran muy elevadas,[12] y la bacteria simbiótica le proporciona nitrógeno fijado). Esto, unido a que los ríos que desembocaban en el océano Ártico eran ricos en minerales, entre ellos el fósforo, hicieron que las condiciones de crecimiento paraAzolla mejoraran todavía más.
Sin embargo, los crecimientos de este tipo no son capaces por sí solos de producir ningún tipo de impacto geológico. Para que el impacto suceda, y que los niveles de CO2 desciendan de forma constante, elcarbono debe ser atrapado y retenido bajo el fondo oceánico, quedando las plantas sepultadas y posteriormente fosilizadas.Esto fue precisamente lo que ocurrió. Las columnas de agua estratificadas que se formaron en el océano Ártico provocaron que cerca del fondo oceánico los niveles deoxígeno escasearan.[8] Estaanoxia dificultó la actuación de los organismos encargados de descomponer la materia orgánica, lo que permitió que la planta pudiera quedar enterrada bajo la capa de sedimentos antes de su descomposición, formando parte así delregistro fósil y enterrando el carbono bajo el suelo oceánico.[13]
El evento concluyó con una exterminación progresiva de los helechos, causada sobre todo por la intrusión de agua de los mares y océanos adyacentes. Esta irrupción produjo un aumento de temperatura en el océano Ártico, que aumentó desde los 10 °C durante el evento hasta los 13 °C después del mismo, además de un importante incremento de la salinidad, lo que provocó la muerte de los helechos.[6] Este cambio en la temperatura fue ocasionado también por un calentamiento concentrado en laslatitudes altas, debido a un incremento temporal en el transporte de calor desde latitudes meridionales[14] y en las concentraciones degases de efecto invernadero,[12] factores cuyo efecto se amplificó debido a mecanismos deretroalimentación.
El subsuelo del océano Ártico alberga una capa desedimentos de al menos ochometros de espesor dispuesta en estratos alternos y bien diferenciados. La capa de rocas silíceo-clásticas representa el depósito sedimentario de los organismosplanctónicos, la cual se alterna con unas finas capas muy comprimidas de apenas unos milímetros que contienen material fosilizado deAzolla correspondiente al Eoceno medio.[6][15] Este patrón no solo se ha encontrado en el Ártico, sino también en todos los mares nórdicos.[16]
Esta materia orgánica también puede ser detectada en forma de radiación derayos gamma, la cual se ha observado por toda la cuenca ártica. Los controlespalinológicos, junto con otros métodos como lareversión geomagnética, han estimado la duración del evento en 800 000 años.[6] El evento coincide exactamente con una drástica disminución de los niveles dedióxido de carbono, que cayeron desde las 3500ppm a inicios del Eoceno, hasta las 650 ppm durante el evento.[12][13]
La planta invadió una extensión de 4 000 000 km² de océano durante 800 000 años, y, aunque con total seguridad existieron otros factores que desempeñaron un papel importante, incluso las estimaciones más conservadoras aceptan que la planta enterró carbono atmosférico suficiente como para producir por sí sola, al menos, el 80 % de la reducción dedióxido de carbono que tuvo lugar en la época. Esta reducción de CO2 inició un enfriamiento progresivo durante millones de años; el océano Ártico redujo su temperatura desde 13 °C al inicio delEoceno, hasta los actuales -9 °C,[6] y el resto del planeta sufrió bajadas similares de temperatura. Posiblemente por primera vez en lahistoria de la Tierra, el planeta ostentaba capas de hielo en ambos polos.
Son muchas las evidencias de la brusca disminución de la temperatura entre hace 49 y 47 millones de años que coinciden con el evento Azolla: entre las más importantes se encuentran los indicios de rocas que se encuentran sin fragmentar bajo los estratos sedimentarios del Ártico, lo cual es una fuerte evidencia de la presencia de hielo durante dicho período, aunque no sería hasta elMioceno, en torno a 15 millones de años atrás, cuando esta evidencia se generalizaría claramente por todo el planeta.[17][18]
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