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TEX 86

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Estructuras moleculares y detección por HPLC de GDGT. Recuperado de Tierney y Tingley (2015). [ 1 ]

TEX 86 es un paleotermómetro orgánico basado en los lípidos de membrana de Nitrososphaerota marinos mesófilos (anteriormente "Thaumarchaeota", "Grupo 1 Crenarchaeota Marino "). [ 2 ] [ 3 ]

Lo esencial

Los lípidos de membrana de Nitrososphaerota están compuestos por glicerol dialquil glicerol tetraéteres (GDGT) que contienen de 0 a 3 fragmentos de ciclopentano (comúnmente anotados como GDGT- n, donde n = número de fragmentos de ciclopentano). Nitrososphaerota también sintetiza crenarqueol (cren), que contiene cuatro fragmentos de ciclopentano y un único fragmento de ciclohexano , y un regioisómero (cren'). Los anillos de ciclohexano y ciclopentano, formados por ciclación interna de una de las cadenas de bifitano , [ 4 ] tienen un efecto pronunciado en los puntos de transición térmica de la membrana celular de Nitrososphaerota . Estudios en mesocosmos demuestran que el grado de ciclación generalmente está determinado por la temperatura de crecimiento. [ 5 ]

Calibraciones

Basándose en la distribución relativa de GDGT isoprenoides, Schouten et al. (2002) [ 6 ] propusieron el índice tetraéter de 86 átomos de carbono (TEX 86 ) como un indicador de la temperatura superficial del mar (TSM). El GDGT-0 se excluye de la calibración ya que puede tener múltiples fuentes [ 7 ], mientras que el cren se omite porque no muestra correlación con la TSM y suele ser un orden de magnitud más abundante que su isómero y los demás GDGT. La calibración más reciente del TEX 86 utiliza dos índices y calibraciones diferentes: [ 8 ] TEX 86 H utiliza la misma combinación de GDGT que en la relación original del TEX 86 :

Relación GDGT-2=[GDGT-2]+[GDGT-3]+[cren′][GDGT-1]+[GDGT-2]+[GDGT-3]+[cren′]{\displaystyle {\text{Relación GDGT-2}}={\tfrac {[{\text{GDGT-2}}]+[{\text{GDGT-3}}]+[{\text{cren}}']}{[{\text{GDGT-1}}]+[{\text{GDGT-2}}]+[{\text{GDGT-3}}]+[{\text{cren}}']}}}

La relación GDGT-2 se correlaciona con la SST utilizando la ecuación de calibración:

TEX 86 H = 68,4 × log(relación GDGT-2) + 38,6.

TEX 86 H tiene un error de calibración de ±2,0  °C y se basa en 255 sedimentos superficiales de núcleos.

TEX 86 L emplea una combinación de GDGT que es diferente de TEX 86 H , eliminando GDGT-3 del numerador y excluyendo cren' por completo:

Relación GDGT-1=[GDGT-2][GDGT-1]+[GDGT-2]+[GDGT-3]{\displaystyle {\text{GDGT ratio-1}}={\tfrac {[{\text{GDGT-2}}]}{[{\text{GDGT-1}}]+[{\text{GDGT-2}}]+[{\text{GDGT-3}}]}}}

La relación GDGT-1 se correlaciona con la SST utilizando la ecuación de calibración:

TEX 86 L = 67,5 × log(relación GDGT-1) + 46,9.

TEX 86 L tiene un error de calibración de ±4  °C y se basa en 396 muestras de sedimentos de la superficie de los núcleos.

Existen otras calibraciones (incluidas 1/TEX 86 , [ 9 ] TEX 86 ' [ 10 ] y pTEX 86 [ 11 ] ) y deben tenerse en cuenta al reconstruir la temperatura.

Advertencias

Existen varias salvedades respecto a este indicador indirecto, y esta lista no es exhaustiva. Para obtener más información, consulte a Schouten et al. 2013. [ 12 ]

Entrada terrestre

El índice de tetratether ramificado vs isoprenoide (BIT) puede utilizarse para medir el aporte fluvial relativo de materia orgánica terrestre (TOM) al medio marino. [ 13 ] El índice BIT se basa en la premisa de que el crenarqueol se deriva de Nitrososphaerota que habitan en el medio marino y los GDGT ramificados se derivan de bacterias del suelo terrestre. Cuando los valores de BIT superan 0,4, se  incorpora una desviación de >2 °C en las estimaciones de SST basadas en TEX 86. Sin embargo, los GDGT isoprenoides pueden sintetizarse en tierra (por arqueas terrestres) y pueden hacer que los valores de BIT no sean fiables; el isoGDGT se vuelve más abundante con un pH del suelo más alto . [ 12 ] : §7.1.2 Una fuerte covariación entre GDGT-4 y GDGT ramificados en entornos marinos y de agua dulce modernos también sugiere una fuente común o mixta para los GDGT isoprenoides y ramificados (Fietz et al., 2012).

Oxidación anaeróbica del metano (AOM)

El Índice de Metano (IM) se propuso para ayudar a distinguir el aporte relativo de Euryarchaeota metanotrófica en entornos caracterizados por flujo difuso de metano y oxidación anaeróbica de metano (AOM). [ 14 ] Estos sitios se caracterizan por una distribución distintiva de GDGT, a saber, el predominio de GDGT-1, -2 y -3. Los valores altos de IM (>0,5) reflejan altas tasas de AOM relacionada con hidratos de gas.

Degradación

Se cree que la madurez térmica solo afecta a los GDGT cuando la temperatura supera los 240  °C. Esto se puede comprobar utilizando una proporción de isómeros de hopano específicos . Se ha demostrado que la degradación óxica , que es un proceso selectivo y degrada los compuestos a diferentes velocidades, afecta a los valores de TEX 86 y puede sesgar los valores de SST hasta en 6 °C. 

Solicitud

El registro más antiguo de TEX 86 es del Jurásico medio (~160 Ma) e indica temperaturas superficiales del mar relativamente cálidas. [ 15 ] TEX 86 se ha utilizado para reconstruir la temperatura a lo largo de la era Cenozoica (65–0 Ma) [ 16 ] [ 17 ] y es útil cuando otros proxies de SST están alterados diagenéticamente (por ejemplo, foraminíferos planctónicos [ 18 ] ) o ausentes (por ejemplo, alquenonas [ 19 ] ).

Eoceno

TEX 86 se ha utilizado ampliamente para reconstruir la temperatura superficial del mar (TSM) del Eoceno (55-34 Ma). Durante el Eoceno temprano, los valores de TEX 86 indican TSM cálidas en latitudes altas del hemisferio sur (20-25  °C) en concordancia con otros indicadores indirectos derivados independientemente (por ejemplo, alquenonas , CLAMP , Mg/Ca ). Durante el Eoceno medio y tardío, los sitios de latitudes altas del hemisferio sur se enfriaron mientras que los trópicos permanecieron estables y cálidos. Las posibles razones de este enfriamiento incluyen cambios a largo plazo en el dióxido de carbono y/o cambios en la reorganización de los pasos de montaña (por ejemplo, el Paso de Tasmania , el Paso Drake ).

Referencias

  1. ↑ Tierney, Jessica E.; Tingley, Martin P. (23 de junio de 2015). "Una base de datos de sedimentos superficiales TEX86 y calibración bayesiana extendida" . Scientific Data . 2 (1): 150029. doi : 10.1038/sdata.2015.29 . ISSN 2052-4463 . PMC 4477698 .  
  2. ↑ Schouten, S.; Hopmans, EC; Schefuß, E.; Sinninghe Damste, JS (2002). "Variación distribucional en los lípidos de membrana de crenarqueotas marinas: ¿una nueva herramienta para reconstruir las temperaturas antiguas del agua de mar?". Earth and Planetary Science Letters . 204 ( 1– 2): 265– 274. Bibcode : 2002E & PSL.204..265S . doi : 10.1016/S0012-821X(02)00979-2 . S2CID 54198843 . 
  3. ^ Kim, J.-H.; Schouten, S.; Hopmans, CE; Donner, B.; Sinninghe Damsté, JS (2008). "Calibración global del núcleo de sedimentos del paleotermómetro TEX86 en el océano". Geochimica et Cosmochimica Acta . 72 (4): 1154– 1173. Código bibliográfico : 2008GeCoA..72.1154K . doi : 10.1016/j.gca.2007.12.010 .
  4. ↑ Schouten, S.; Hopmans, EC; Sinninghe Damsté, JS (2013). "La geoquímica orgánica de los lípidos de glicerol dialquil glicerol tetraéter: una revisión". Geoquímica Orgánica . 54 : 19–61 . doi : 10.1016/j.orggeochem.2012.09.006 .
  5. ↑ Wuchter, C.; Schouten, S.; Coolen, MJL; Sinninghe Damsté, JS (2004). "Variación dependiente de la temperatura en la distribución de lípidos de membrana tetraéter de Crenarchaeota marina: Implicaciones para la paleotermometría TEX 86 " . Paleoceanografía y Paleoclimatología . 19 (4): PA4028. Bibcode : 2004PalOc..19.4028W . doi : 10.1029/2004PA001041 .
  6. ↑ Schouten, Stefan; Hopmans, Ellen C.; Schefuß, Enno; Sinninghe Damsté, Jaap S. (2002-11-30). "Variaciones de distribución en los lípidos de membrana de crenarqueotas marinas: ¿una nueva herramienta para reconstruir las temperaturas antiguas del agua de mar?" . Earth and Planetary Science Letters . 204 (1): 265– 274. doi : 10.1016/S0012-821X(02)00979-2 . ISSN 0012-821X . 
  7. ↑ Koga, Y., Nishihara, M., Morii, H., y Akagawa-Matsushita, M., 1993, Lípidos polares de éter de bacterias metanogénicas: estructuras, aspectos comparativos y biosíntesis: Microbiological Reviews, vol. 57, n.º 1, págs. 164-182
  8. ↑ Kim, J.-H., van der Meer, J., Schouten, S., Helmke, P., Willmott, V., Sangiorgi, F., Koç, N., Hopmans, EC y Damsté, JSS, 2010, Nuevos índices y calibraciones derivados de la distribución de lípidos tetraéter isoprenoides de crenarqueas: Implicaciones para reconstrucciones pasadas de la temperatura de la superficie del mar: Geochimica et Cosmochimica Acta, vol. 74, n.º 16, págs. 4639-4654.
  9. ↑ Liu, Z., Pagani, M., Zinniker, D., DeConto, R., Huber, M., Brinkhuis, H., Shah, SR, Leckie, RM y Pearson, A., 2009, Enfriamiento global durante la transición climática del Eoceno al Oligoceno: Science, vol. 323, n.º 5918, págs. 1187-1190
  10. ↑ Sluijs, A., Schouten, S., Pagani, M., Woltering, M., Brinkhuis, H., Damsté, JSS, Dickens, GR, Huber, M., Reichart, G.-J., Stein, R., Matthiessen, J., Lourens, LJ, Pedentchouk, N., Backman, J., Moran, K., y la Expedición, S., 2006, Temperaturas del océano Ártico subtropical durante el máximo térmico del Paleoceno/Eoceno: Nature, vol. 441, n.º 7093, págs. 610-613.
  11. ↑ Hollis, CJ, Taylor, KWR, Handley, L., Pancost, RD, Huber, M., Creech, JB, Hines, BR, Crouch, EM, Morgans, HEG, Crampton, JS, Gibbs, S., Pearson, PN y Zachos, JC, 2012, Historia de la temperatura del Paleógeno temprano del Océano Pacífico Sudoccidental: Conciliando proxies y modelos: Earth and Planetary Science Letters, vol. 349–350, n.° 0, págs. 53-66.
  12. 1 2 Schouten, Stefan; Hopmans, Ellen C.; Sinninghe Damsté, Jaap S. (2013-01-01). "La geoquímica orgánica de los lípidos de glicerol dialquil glicerol tetraéter: una revisión" . Geoquímica orgánica . 54 : 19–61 . doi : 10.1016/j.orggeochem.2012.09.006 . ISSN 0146-6380 . 
  13. ↑ Hopmans, Ellen C; Weijers, Johan W. H; Schefuß, Enno; Herfort, Lydie; Sinninghe Damsté, Jaap S; Schouten, Stefan (30 de julio de 2004). "Un nuevo indicador de materia orgánica terrestre en sedimentos basado en lípidos tetraéteres ramificados e isoprenoides" . Earth and Planetary Science Letters . 224 (1): 107–116 . doi : 10.1016/j.epsl.2004.05.012 . ISSN 0012-821X . 
  14. ↑ Zhang, Yi Ge; Zhang, Chuanlun L.; Liu, Xiao-Lei; Li, Li; Hinrichs, Kai-Uwe; Noakes, John E. (2011). "Índice de metano: un biomarcador lipídico arqueal tetraéter para detectar la inestabilidad de los hidratos de gas marinos". Earth and Planetary Science Letters . 307 ( 3–4 ): 525–534 . Bibcode : 2011E & PSL.307..525Z . doi : 10.1016/j.epsl.2011.05.031 .
  15. ↑ Jenkyns, H., Schouten-Huibers, L., Schouten S. y Sinninghe-Damste, JS, 2012, Temperatura cálida de la superficie del mar en altas latitudes durante el Jurásico Medio-Cretácico Temprano en el Océano Austral. Climate of the Past, vol. 8, págs. 215-226
  16. ^ Sluijs, A., Schouten, S., Donders, TH, Schoon, PL, Rohl, U., Reichart, G.-J., Sangiorgi, F., Kim, J.-H., Sinninghe Damste, JS y Brinkhuis, H., 2009, Condiciones cálidas y húmedas en la región ártica durante el máximo térmico 2 del Eoceno: Nature Geosci, v. 2, no. 11, pág. 777-780.
  17. ↑ Zachos, JC, Schouten, S., Bohaty, S., Quattlebaum, T., Sluijs, A., Brinkhuis, H., Gibbs, SJ y Bralower, TJ, 2006, Calentamiento extremo del océano costero de latitudes medias durante el Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno: Inferencias a partir de datos TEX86 e isotópicos: Geology, vol. 34, n.º 9, págs. 737-740.
  18. ↑ Pearson, PN, van Dongen, BE, Nicholas, CJ, Pancost, RD, Schouten, S., Singano, JM y Wade, BS, 2007, Clima tropical cálido estable a través de la época del Eoceno: Geology, vol. 35, n.º 3, págs. 211-214.
  19. ^ Bijl, PK, Schouten, S., Sluijs, A., Reichart, G.-J., Zachos, JC y Brinkhuis, H., 2009, Evolución de la temperatura del Paleógeno temprano en el suroeste del Océano Pacífico: Naturaleza, v. 461, no. 7265, pág. 776-779.

Lecturas adicionales