La Tierra experimentó un período de intenso y extenso vulcanismo durante el Aptiano temprano. En ese mismo período, también se produjo una desoxigenación generalizada de los océanos durante el Evento Anóxico Oceánico 1a (OAE1a), así como el inicio de un período de inusual estabilidad en el campo magnético terrestre, conocido como el Cronicrón Normal del Cretácico (CNS), que duró aproximadamente 38 millones de años.

La hipótesis predominante ha sido que las rápidas emisiones de CO₂ atmosférico impulsadas por el vulcanismo desencadenaron una perturbación del ciclo del carbono inmediata y globalmente sincrónica en los sistemas terrestres y oceánicos, especialmente marcada por el inicio del OAE1a.

Probar esta hipótesis ha sido un desafío, ya que depende de la determinación de la duración de una breve inversión del campo geomagnético, denominada magnetocrono M0r. Esta inversión se utiliza para definir el límite Barremiano-Aptiano y para ayudar a restringir la duración del OAE1a, con el final de M0r marcando también el inicio del CNS.

Desafortunadamente, la edad exacta de M0r ha sido objeto de debate durante mucho tiempo, con estimaciones publicadas que oscilan entre 126,3 y 120,2 millones de años. Esta incertidumbre ha dificultado la correlación precisa de eventos geológicos y ambientales globales, ha oscurecido posibles vínculos causales entre el vulcanismo y la anoxia oceánica, y ha limitado la comprensión de cómo los sistemas marinos y terrestres respondieron al OAE1a.

Para abordar esta incertidumbre, un equipo de investigación liderado por el Prof. XU Yigang del Instituto de Geoquímica de Guangzhou de la Academia China de Ciencias (CAS) y el Prof. DENG Chenglong del Instituto de Geología y Geofísica de la CAS llevó a cabo un estudio del núcleo de perforación del Proyecto Científico de Yanshan (YSDP-4), con una profundidad de perforación de 1497,5 metros. El núcleo fue recuperado de la formación lacustre de Jiufotang en el noreste de China.

El estudio integró métodos de datación de alta resolución del núcleo mediante el análisis de polaridades geomagnéticas registradas en las rocas, así como el análisis de ciclos climáticos orbitales preservados en el registro rocoso. Determinó con precisión el final de M0r, correspondiente al inicio del CNS, en 121,26 ± 0,38 millones de años. Esta edad refinada mejora la escala de polaridad geomagnética del Cretácico temprano y establece un marco cronológico más sólido para correlacionar registros geológicos y ambientales globales.

Los hallazgos fueron publicados en Science Advances el 4 de marzo.

Utilizando esta escala de tiempo actualizada, los investigadores compararon los registros de isótopos de carbono de la formación de Jiufotang con los archivos marinos del OAE1a del mismo intervalo de tiempo. En las secciones marinas, la excursión negativa de isótopos de carbono que marcó el inicio del OAE1a apareció entre 0,3 y 0,66 millones de años después del final de M0r. En contraste, el cambio equivalente en el registro terrestre comenzó aproximadamente 1,24 ± 0,40 millones de años después de que terminara M0r.

Este desfase temporal demuestra que las respuestas del ciclo del carbono terrestre se retrasaron significativamente con respecto a los cambios marinos al inicio del OAE1a.

Al determinar con precisión el final de M0r y documentar las respuestas asíncronas terrestres y oceánicas al OAE1a, el estudio proporciona una línea de tiempo más precisa para comparar registros geológicos en todo el mundo. También ofrece nuevas perspectivas sobre la geodinámica del Cretácico temprano y cómo los ciclos del carbono marinos y terrestres evolucionaron de forma independiente.

La investigación fue realizada en colaboración con científicos del Instituto de Geoquímica de Guangzhou de la CAS, el Instituto de Geología y Geofísica de la CAS, el Instituto de Paleontología de Vertebrados y Paleoantropología de la CAS, la Universidad de Pekín, la Universidad de Tecnología de Chengdu y la Universidad de Purdue. Fue apoyada por la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China.

Refined chronologies of magnetochron M0r reveal asynchronous terrestrial and marine carbon isotope responses to Oceanic Anoxic Event 1a, Science (open access)

Astrobiology