septiembre 20, 2021

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Las hojas fósiles pueden revelar el clima en la última era de los dinosaurios

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WASHINGTON – Richard Barclay abre un cajón de metal en los archivos del Museo Smithsonian de Historia Natural que contiene fósiles de casi 100 millones de años. A pesar de su edad, estas rocas no son frágiles. El geólogo y el botánico los manejan con facilidad, colocando uno en la palma de su mano para examinarlos más de cerca.

Incrustada en la roca antigua hay una hoja triangular con lóbulos superiores redondeados. Esta hoja cayó de un árbol cuando T-rex y Triceratops deambulaban por los bosques prehistóricos, pero la planta es inmediatamente reconocible. “Se puede decir que esto es ginkgo, tiene una forma única”, dijo Barclay. “No ha cambiado mucho en muchos millones de años”.

Lo que también tiene de especial los árboles de ginkgo es que sus fósiles generalmente conservan material vegetal real, no solo la impresión de una hoja. Y esta delgada capa de materia orgánica podría ser la clave para comprender el antiguo sistema climático y el posible futuro de nuestro planeta en calentamiento.

Pero Barclay y su equipo primero deben descifrar el código de la planta para leer la información contenida en la hoja anterior.

“El ginkgo es una cápsula del tiempo muy singular”, dijo Peter Crane, paleobotánico de la Universidad de Yale. Como escribió en “Ginkgo”, su libro sobre la planta, “Es difícil imaginar que estos árboles, que ahora se elevan por encima de los automóviles y los pasajeros, crecieron con dinosaurios y llegaron hasta nosotros casi sin cambios durante 200 millones de años”.

Si un árbol cayó en un bosque antiguo, ¿qué les puede decir esto a los científicos de hoy?

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“La razón por la que los científicos miran al pasado es para comprender lo que vendrá en el futuro”, dijo Kevin Anchukaitis, investigador del clima de la Universidad de Arizona. “Queremos comprender cómo ha respondido el planeta a cambios climáticos a gran escala en el pasado: cómo han cambiado los ecosistemas, cómo han cambiado la química del océano y los niveles del mar, cómo han funcionado los bosques”.

De particular interés para los científicos son los períodos de “invernadero”, cuando creen que los niveles de carbono y las temperaturas eran significativamente más altos de lo que son hoy. Una de esas ocasiones ocurrió durante el período Cretácico tardío (hace 66 millones a 100 millones de años), la última era de los dinosaurios antes de que un meteoro golpeara la Tierra y la mayoría de las especies se extinguieran.

Aprender más sobre los climas de invernadero también proporciona a los científicos datos valiosos para probar la precisión de los modelos climáticos para proyectar el futuro, dice Kim Cobb, científico climático de la Georgia Tech University.

Pero la información meteorológica sobre el pasado distante es limitada. Las burbujas de aire atrapadas en núcleos de hielo antiguos permiten a los científicos estudiar los niveles de dióxido de carbono antiguos, pero se remontan a unos 800.000 años.

Ahí es donde entra la colección de hojas de ginkgo del Smithsonian. A través de un laberinto de pasillos, Barclay salta durante milenios, como solo puede hacerlo un museo, hasta el siglo XIX, cuando la Revolución Industrial comenzó a cambiar el clima.

De un armario, saca hojas de papel en las que los científicos de la época victoriana grabaron y ataron hojas de ginkgo tomadas de los jardines botánicos de su época. Muchos especímenes tienen etiquetas escritas en hermosas letras cursivas, incluida una fechada el 22 de agosto de 1896.

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La forma de la hoja es prácticamente idéntica a la del fósil de hace unos 100 millones de años y a una hoja moderna que Barclay sostiene en su mano. Pero se puede ver una diferencia fundamental con un microscopio: cómo respondió la hoja al cambio de carbono en el aire.

Diminutos poros en la parte inferior de una hoja están dispuestos para absorber dióxido de carbono y respirar agua, lo que permite que la planta convierta la luz solar en energía. Cuando hay mucho carbono en el aire, la planta necesita menos poros para absorber el carbono que necesita. Cuando bajan los niveles de carbono, las hojas producen más poros para compensar.

Hoy en día, los científicos saben que el nivel medio mundial de dióxido de carbono en la atmósfera es de aproximadamente 410 partes por millón, y Barclay sabe cómo se ve la hoja. Gracias a las hojas botánicas victorianas, sabe cómo se veían las hojas de ginkgo antes de que los humanos transformaran significativamente la atmósfera del planeta.

Ahora quiere saber qué pueden decirle los poros de las hojas de ginkgo fosilizadas sobre la atmósfera hace 100 millones de años.

Pero primero necesita un descifrador de códigos, una hoja de traducción, una especie de piedra Rosetta para descifrar la caligrafía de la atmósfera antigua.

Por eso está haciendo un experimento en un claro del bosque en Maryland.

Una mañana a principios de este año, Barclay y el asistente del proyecto Ben Lloyd tendieron hileras de árboles de ginkgo dentro de recintos abiertos de láminas de plástico que los exponen a la lluvia, la luz solar y los cambios estacionales. “Estamos creciendo de esta manera para que las plantas experimenten ciclos naturales”, dijo Barclay.

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Los investigadores ajustan el dióxido de carbono bombeado en cada cámara y un monitor electrónico externo muestra los niveles cada cinco segundos.

Algunos árboles crecen a los niveles actuales de dióxido de carbono. Otros están creciendo a niveles significativamente altos, acercándose a niveles en el pasado distante, o quizás en el futuro.

“Buscamos análogos, necesitamos algo para comparar”, dijo Barclay. Si existe una correspondencia entre la apariencia de las hojas en el experimento y la apariencia de las hojas fósiles, esto les dará a los investigadores una guía aproximada de la atmósfera antigua.

También están estudiando qué sucede cuando los árboles crecen en entornos sobrealimentados y han descubierto que una mayor cantidad de dióxido de carbono los hace crecer más rápido.

Pero añade Barclay, “si las plantas crecen demasiado rápido, es más probable que cometan errores y sean más susceptibles a los daños. … Es como un piloto de carreras que tiene más probabilidades de salirse de los rieles a gran velocidad. “

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