Multi-species planktonic foraminiferal Mg/Ca and ?18O as recorders of surface ocean paleoclimatic processes: 2 case studies from diverse oceanographic regions and timescales

• Autores: Laura Rodríguez Sanz
• Directores de la Tesis: P. Graham Mortyn (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat Autònoma de Barcelona ( España ) en 2012
• Idioma: inglés
• Tribunal Calificador de la Tesis: Eva Isabel Cacho Lascorz (presid.), Richard Zeebe (secret.), Ulysses Ninnemann (voc.)
• Materias:
  • Ciencias de la tierra y del espacio
    • Climatología
      • Paleoclimatología
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en:  TDX  DDD 
• Resumen

  • Durante procesos de calcificación los foraminíferos planctónicos incorporan Mg/Ca y fraccionan los isótopos de oxígeno (?18O) en sus cáscaras dependiendo de la temperatura, y de la temperatura-?18O de la masa de agua (?18OSW) donde calcifican, respectivamente. Medidas de Mg/Ca-?18O en foraminíferos planctónicos han sido ampliamente utilizadas para reconstruir cambios de temperatura y derivar ?18OSW (corregido por el volumen de hielo; ?18OSW-IVC) como proxy de salinidad. Esta tesis utiliza nuevas reconstrucciones de Mg/Ca-temperatura y ?18OSW-IVC para entender cambios en la estructura de la columna de agua durante la Transición del Pleistoceno Medio (MPT; 1250-700 ka) y la Terminación 1 (T1)-Holoceno temprano (20-3 ka) en el Océano Austral y Océano Pacífico, respectivamente. Aunque escalas de tiempos diferentes, ambos fueron períodos de cambios climáticos importantes y entender sus causas es importante para establecer factores que originan la variabilidad natural del clima. La combinación de procesos físicos y biogeoquímicos en el Océano Austral regulan el intercambio de CO2 entre el océano y la atmósfera durante ciclos glaciales-interglaciales. Reconstrucciones de Mg/Ca-temperatura y ?18OSW-IVC basados en Neogloquadrina pachyderma (sinistral) en la Zona Subantárctica (ODP Site 1090) muestran que al comienzo del MPT (~1250 ka), la expansión de los frentes polares Antárcticos originó el enfriamiento glacial y reducción de salinidad de la superficie del Océano Austral. Se propone que estos cambios conllevaron a la estratificación de la superficie de este océano durante glaciaciones, evitando el intercambio de CO2 con la atmósfera y por lo tanto incrementando el almacenamiento de carbono (C) en profundidad en las glaciaciones siguientes. Adicionalmente se estudió la influencia de la expansión de los frentes polares en la estructura de la columna de agua de la Zona Subantárctica mediante la comparación de registros de Mg/Ca-temperatura y ?18OSW-IVC de foraminíferas planctónicos con profundidades de hábitat distintos; Globigerina bulloides (superficie), N. pachyderma (subsuperficie), and Globorotalii crassaformis (thermoclina). Estos resultados sugieren que la termoclina/haloclina de esa zona se hizo más somera entre 1500-1300 ka probablemente incrementando la disponibilidad de macro-nutrientes en la superficie de la zona. Esto, aunado a la fertilización por Fe durante las glaciaciones del MPT, eventualmente permitió el aumento de productividad observado en la zona, lo cual junto con la estratificación del Océano Austral posiblemente, pudo ocasionar la reducción glacial de pCO2 (~30 ppm) a ~1250 ka. Las condiciones hidrográficas de la parte superficial de la columna de agua fueron también estudiadas Corriente de California (CC, MD02-2505) durante la T1. Se ha sugerido que la formación de aguas profundas en el Atlántico Norte durante el Younger Dryas (YD) y stadial-H1 menguó, incrementando el transporte de calor y salinidad al Océano Austral. Sin embargo sus consecuencias en el Océano Pacífico aún no están bien establecidas. Aquí, reconstrucciones de Mg/Ca-temperatura y ?18OSW-IVC utilizando los morfotipos de Globigerinoides ruber white en el MD02-2505 muestran el calentamiento relativo de la zona debido al debilitamiento de la CC durante la T1 concordando el perfil de ?18OSW-IVC que sugiere condiciones menos salinas hacia el Holoceno. Incrementos pronunciados de ?18OSW-IVC (~0.7‰) durante YD y stadial-H1 aparentemente son consecuencia de un efecto combinado del debilitamiento de la CC y la advección de aguas relativamente más salinas en el Pacífico durante YD y stadial-H1 en respuesta a los cambios en el Atlántico Norte. Este trabajo enfatiza la respuesta e importancia de las condiciones superficiales de la columna de agua en el sistema climático. En base a reconstrucciones de temperatura y salinidad superficiales se han sugerido mecanismos plausibles de la influencia de las condiciones hidrográficas del Océano Austral en el intercambio de C con la atmósfera durante el MPT y en la respuesta del Océano Pacífico a cambios en el Atlántico Norte durante la T1.