septiembre 17, 2021

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Los papeles fósiles pueden revelar el clima en la última era de los dinosaurios

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

Una parte integral de la roca antigua es una hoja triangular con lóbulos superiores redondeados. Esta hoja cayó de un árbol en el momento en que T-rex y triceratops deambulaban por los bosques prehistóricos, pero la planta es reconocible al instante. “Se nota que esto es ginkgo, es una forma única”, dijo Barclay. “No ha cambiado mucho en millones de años”.

Lo que también distingue a los árboles de ginkgo es que sus fósiles a menudo conservan el material vegetal real, no solo la impresión de la hoja. Y esa fina capa de materia orgánica puede ser clave para comprender el antiguo sistema climático y el posible futuro de nuestro planeta en calentamiento.

Pero Barclay y su equipo primero necesitan decodificar la planta para leer la información en el periódico antiguo.

“Gingko es una cápsula del tiempo muy singular”, dijo Peter Crane, paleontólogo de la Universidad de Yale. Como escribió en su libro Ginkgo sobre la planta, “Es difícil imaginar que estos árboles, que ahora se elevan por encima de los automóviles y los pasajeros, se originaron con los 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 a los científicos de hoy?

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

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

Aprender más sobre los climas de invernadero también les brinda a los científicos datos valiosos para probar la precisión de los modelos climáticos para predecir el futuro, dice Kim Cobb, científica climática de Georgia Tech.

Pero la información climática sobre el pasado lejano 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 esas burbujas tienen solo 800.000 años.

Aquí es donde entra en juego la colección de hojas de Ginkgo del Smithsonian. Por un conjunto de carriles, Barclay salta a través de miles de años, como solo es posible en el museo, hasta el siglo XIX, cuando la Revolución Industrial comenzó a cambiar el clima.

De la tesorería, saca hojas de papel donde los eruditos victorianos pegaron y encuadernaron hojas de ginkgo arrancadas de los jardines botánicos de su época. Varios especímenes tienen hermosas etiquetas en cursiva, incluida una fechada el 22 de agosto de 1896.

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La forma de la hoja coincide aproximadamente con la de un fósil de hace unos 100 millones de años y con la de un papel moderno que Barclay tiene en la mano. Pero se puede ver una diferencia importante usando un microscopio: cómo respondió el papel al cambio de carbono en el aire.

Los poros pequeños están dispuestos en la parte inferior de la hoja 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 global promedio de dióxido de carbono en la atmósfera es de aproximadamente 410 partes por millón, y Barclay sabe lo que hace que se vea el papel. Gracias a las hojas de las plantas victorianas, sabe cómo se veían las hojas de ginkgo antes de que los humanos cambiaran drásticamente 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 separador de códigos, papel de traducción, una especie de Rosetta Stone para descifrar la escritura atmosférica antigua.

Por eso está haciendo un experimento en un bosque de Maryland.

Una mañana a principios de este año, Barclay y el asistente del proyecto Ben Lloyd tendieron hileras de árboles de ginkgo dentro de contenedores expuestos de envoltura de plástico que los expusieron a la lluvia, la luz solar y los cambios de estación. “Los cultivamos de esta manera para que las plantas pasen por ciclos naturales”, dijo Barclay.

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Los investigadores sintonizaron el dióxido de carbono bombeado en cada habitación, y un monitor electrónico exterior mostraba niveles cada cinco segundos.

Algunos árboles crecen a los niveles actuales de dióxido de carbono. Otros crecen a niveles dramáticamente elevados, acercándose a niveles en el pasado distante, o quizás en el futuro.

“Estamos buscando análogos, necesitamos algo para comparar”, dijo Barclay. Si hay una coincidencia entre la forma de las hojas en el experimento y la forma de las hojas fósiles, proporcionará a los investigadores una pista aproximada de la atmósfera antigua.

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

Pero Barkley agrega: “Si las plantas crecen demasiado rápido, es más probable que cometan errores y sean más susceptibles a sufrir daños … Es como un piloto de carreras que probablemente descarrila a altas velocidades”.