La Glaciación del Ordovícico Tardío es la primera parte de la glaciación Andino-Sahariana . Se centró en la región del Sahara a finales del Ordovícico , alrededor de 440–460 Ma (hace millones de años). La mayor glaciación durante este período se considera ampliamente como la principal causa del evento de extinción Ordovícico-Silúrico . [1] La evidencia de esta glaciación se puede ver en lugares como Marruecos , Sudáfrica , Libia y Wyoming.. Más evidencia derivada de datos isotópicos es que durante el Ordovícico tardío, las temperaturas del océano tropical eran aproximadamente 5 ° C más frías que en la actualidad; este habría sido un factor importante que ayudó en el proceso de glaciación. [2]
El Ordovícico tardío es el único episodio glacial que parece haber coincidido con una gran extinción masiva de casi el 61% de la vida marina. [3]
Las estimaciones del volumen máximo de la capa de hielo oscilan entre 50 y 250 millones de kilómetros cúbicos, y su duración entre 35 millones y menos de 1 millón de años. También hubo dos picos de glaciación. [2] Además, la glaciación del hemisferio norte fue mínima porque una gran parte de la tierra estaba en el hemisferio sur.
Evidencia
Isotópico
- Evidencia isotópicas apunta a un mundial Hirnantiense cambio positivo en marina carbonato de 18 O, y casi al mismo tiempo un cambio en la 13 C en carbono orgánico e inorgánico. Esta evidencia se ve reforzada por la observación de que tanto el 18 O como el 13 C caen bruscamente al comienzo del Silúrico . [5]
- La dirección del cambio de 18 O puede implicar un enfriamiento de los glaciares y posiblemente aumentos en el volumen de hielo, y la magnitud de este cambio (+ 4 ‰) fue extraordinaria. La dirección y magnitud del indicador isotópico 18 O requeriría una caída del nivel del mar de 100 metros y una caída de 10 ° C en las temperaturas de los océanos tropicales. [5]
- El cambio de 13 C implica un cambio en el ciclo del carbono que conduce a un mayor enterramiento de carbono, o al menos a la producción de más carbono con la eliminación de 12 C en las aguas superficiales. Esta disminución apunta hacia una disminución en los niveles de CO 2 atmosférico que tendría un efecto invernadero inverso, lo que permitiría que la glaciación ocurriera más fácilmente. [5]
Indicadores litológicos
- Los datos sedimentológicos muestran que las capas de hielo del Ordovícico tardío glaciarizaron la cuenca de Al Kufrah. Es probable que las capas de hielo también formaran una capa de hielo continua sobre el norte de África y la Península Arábiga. En todas las áreas del norte de África donde se encuentran las lutitas del Silúrico Temprano , los depósitos glaciogénicos del Ordovícico Tardío se encuentran debajo, probablemente debido a la anoxia promovida en estas cuencas. [6]
- Por lo que sabemos sobre el movimiento tectónico , el lapso de tiempo requerido para permitir el movimiento hacia el sur de Gondwana hacia el Polo Sur habría sido demasiado largo para desencadenar esta glaciación. [7] El movimiento tectónico tiende a tomar varios millones de años, pero la escala de la glaciación parece haber ocurrido en menos de 1 millón de años, pero el marco de tiempo exacto de la glaciación varía de menos de 1 millón de años a 35 millones de años, por lo que Todavía podría ser posible que el movimiento tectónico haya desencadenado este período glacial. [7]
- La secuencia de la arquitectura estratigráfica de la Dolomita Bighorn (que representa el final del período Ordovícico) es consistente con la acumulación gradual de hielo glacial. Las secuencias de Bighorn Dolomite muestran cambios sistemáticos en los ciclos de sus componentes, y los cambios en estos ciclos se interpretan como un cambio de un clima de invernadero a un clima de congelación de transición. [8]
- Aunque la bioestratigrafía que data de los depósitos glaciares en Gondwana ha sido problemática, alguna evidencia sugirió un inicio de la glaciación ya en la etapa Sandbian (aproximadamente 451–461 Ma). [8]
Posibles Causas
Evento de meteorito del Ordovícico
La ruptura del cuerpo padre L-condrita provocó una lluvia de material extraterrestre sobre la Tierra llamada el evento meteorológico del Ordovícico . Este evento aumentó el polvo estratosférico en 3 o 4 órdenes de magnitud y puede haber desencadenado la edad de hielo al reflejar la luz solar de regreso al espacio. [9]
Disminuciones de CO 2
Uno de los factores que obstaculizó la glaciación fueron las concentraciones atmosféricas de CO 2 , que en ese momento estaban entre 8 y 20 veces los niveles preindustriales. [7] Sin embargo, durante este tiempo, se cree que las concentraciones de CO 2 han disminuido significativamente, lo que podría haber llevado a una mayor glaciación, pero los métodos para eliminar el CO 2 durante ese tiempo no se conocen bien. [5] Podría haber sido posible que la glaciación se iniciara con altos niveles de CO 2 , pero habría dependido en gran medida de la configuración continental. [7]
Una teoría es que la gran provincia ígnea de Katian tuvo inundaciones basálticas causadas por una alta actividad volcánica continental durante ese período. Esto habría liberado una gran cantidad de CO 2 a la atmósfera pero habría dejado llanuras basálticas reemplazando la roca granítica. Las rocas basálticas se meteorizan sustancialmente más rápido que las rocas graníticas, que eliminarían rápidamente el CO 2 de la atmósfera a niveles más bajos que la actividad pre-volcánica. [10]
Los niveles de CO 2 también pueden haber disminuido debido a la erosión acelerada de los silicatos causada por la expansión de las plantas terrestres no vasculares. [11] [12]
Cambio del nivel del mar
Una de las posibles causas de la caída de temperatura durante este período es una caída en el nivel del mar. El nivel del mar debe descender antes del inicio de extensas capas de hielo para que sea un posible desencadenante. Una caída en el nivel del mar permite que haya más tierra disponible para el crecimiento de la capa de hielo. Existe un amplio debate sobre el momento del cambio del nivel del mar, pero hay alguna evidencia de que una caída del nivel del mar comenzó antes del Ashgillian , lo que lo habría convertido en un factor que contribuyó a la glaciación. [7]
Transporte de calor oceánico hacia los polos
El transporte de calor oceánico es un factor importante en el calentamiento de los polos, ya que toma agua caliente del ecuador y la distribuye a latitudes más altas. Un debilitamiento de este transporte de calor pudo haber permitido que los polos se enfriaran lo suficiente como para formar hielo en condiciones elevadas de CO 2 . [7]
Desafortunadamente, debido a la configuración paleogeográfica de los continentes, se cree que el transporte de calor oceánico global fue más fuerte en el Ordovícico tardío, [13] pero la investigación muestra que para que ocurra la glaciación, el transporte de calor hacia los polos tuvo que ser menor, lo que crea una discrepancia en lo que se conoce. [7]
Paleogeografía
La posible configuración de la paleogeografía durante el período de 460 Ma a 440 Ma cae en un rango entre Caradocian y Ashgillian. La elección de la configuración es importante, porque es más probable que la configuración de Caradocian produzca hielo glacial con concentraciones altas de CO 2 , y es más probable que la Ashgillian produzca hielo glacial con concentraciones bajas de CO 2 . [7]
La altura de la masa terrestre sobre el nivel del mar también juega un papel importante, especialmente después de que se han establecido las capas de hielo. Una elevación más alta permite que las capas de hielo permanezcan con más estabilidad, pero una elevación más baja permite que las capas de hielo se desarrollen más fácilmente. Se considera que el Caradocian tiene una elevación superficial más baja, y aunque sería mejor para la iniciación durante el CO 2 alto , tendría más dificultades para mantener la cobertura glacial. [14]
Parámetros orbitales
Los parámetros orbitales pueden haber actuado junto con algunos de los parámetros anteriores para ayudar a iniciar la glaciación. La variación de la precesión y excentricidad de la tierra podría haber desencadenado el punto de inflexión para el inicio de la glaciación. [7] Se cree que la órbita en este momento estaba en una órbita fría de verano para el hemisferio sur. [7] Este tipo de configuración orbital es un cambio en la precesión orbital de tal manera que durante el verano cuando el hemisferio está inclinado hacia el sol (en este caso la tierra), la tierra está más alejada del sol, y la excentricidad orbital tal que el La órbita de la tierra es más alargada, lo que aumentaría el efecto de precesión.
Los modelos acoplados han demostrado que para mantener el hielo en el polo del hemisferio sur, la Tierra tendría que estar en una configuración de verano frío. [13] Era más probable que la glaciación comenzara durante un período frío de verano porque esta configuración aumenta la posibilidad de que la nieve y el hielo sobrevivan durante todo el verano. [7]
Fin del evento
Causas
La causa del final de la Glaciación del Ordovícico Tardío es una cuestión de intensa investigación, pero la evidencia muestra que puede haber ocurrido de manera abrupta, ya que los estratos del Silúrico marcan un cambio significativo con respecto a los depósitos glaciares que quedaron durante el Ordovícico Tardío. La mayoría de la evidencia apunta a un cambio abrupto más que a un cambio gradual. [15]
Colapso de hielo
Una de las posibles causas del final de este evento glacial es que durante el máximo glacial, el hielo se extendió demasiado y comenzó a colapsar sobre sí mismo. La capa de hielo se estabilizó inicialmente una vez que llegó tan al norte como Ghat, Libia, y desarrolló un gran sistema de abanico-delta proglacial. Un pliegue glaciotectónico y un cinturón de empuje comenzaron a formarse a partir de repetidas fluctuaciones a pequeña escala en el hielo. El pliegue glaciotectónico y el cinturón de empuje eventualmente llevaron al colapso de la capa de hielo y al retroceso del hielo al sur de Ghat. Una vez estabilizada al sur de Ghat, la capa de hielo comenzó a avanzar hacia el norte nuevamente. Este ciclo se contrajo lentamente cada vez más hacia el sur, lo que condujo a un mayor retroceso y un mayor colapso de las condiciones glaciares. Esta recursividad permitió el derretimiento de la capa de hielo y el aumento del nivel del mar. Esta hipótesis está respaldada por depósitos glaciares y grandes formaciones terrestres que se encuentran en Ghat, Libia, que forma parte de la cuenca de Murzuq . [15]
CO 2
A medida que las capas de hielo comenzaron a aumentar la erosión de las rocas de silicato y el basalto importante para el secuestro de carbono (los silicatos a través del ciclo de carbonato-silicato , el basalto a través de la formación de carbonato de calcio ) disminuyó, lo que provocó que los niveles de CO2 aumentaran nuevamente, esto a su vez ayudó desglaciación. Esta desglaciación provoca la transformación de los silicatos expuestos al aire (dando así la oportunidad de unirse a su CO2) y la meteorización de la roca basáltica para que comience a retroceder, lo que provocó que la glaciación volviera a ocurrir. [4]
Significado
El Ordovícico superior Glaciación coincidió con el segundo más grande de los 5 grandes eventos de extinción , conocido como el evento de extinción del Ordovícico-Silúrico . Este período es la única glaciación conocida que ocurre junto con un evento de extinción masiva. El evento de extinción consistió en dos pulsos discretos. Se cree que el primer pulso de extinciones tuvo lugar debido al rápido enfriamiento y al aumento de la oxigenación de la columna de agua. Este primer pulso fue el más grande de los dos y provocó la extinción de la mayoría de las especies de animales marinos que existían en los océanos poco profundos y profundos. La segunda fase de extinción se asoció con un fuerte aumento del nivel del mar , y debido a las condiciones atmosféricas, es decir, los niveles de oxígeno están en o por debajo del 50% de los niveles actuales, los niveles altos de aguas anóxicas habrían sido comunes. Esta anoxia habría matado a muchos de los supervivientes del primer pulso de extinción. En total, el evento de extinción del Ordovícico tardío supuso una pérdida del 85% de las especies de animales marinos y del 26% de las familias de animales. [dieciséis]
Referencias
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