El ENSO durante el último interglacial (130-116 ka AP) registrado por fósiles de Mesodesma donacium (Bivalvia: Mesodesmatidae) en el Perú

Abstract

Para comprender si el ENSO es sensible al calentamiento global futuro es necesario realizar reconstrucciones bajo diferentes condiciones climáticas en el pasado. Esto porque los registros instrumentales son muy cortos para evaluar la variabilidad interanual simulada por modelos a escalas de tiempo relevantes para la futura adaptación. A partir de reconstrucciones paleoclimaticas en el Holoceno medio se ha hipotetizado que el ENSO parece ser sensible a las variaciones orbitales en la distribución estacional de energía solar. Sin embargo esto aún es discutido, porque las reconstrucciones muestran mucha variabilidad y el mínimo de actividad de ENSO en el Holoceno no ocurre durante el máximo de contraste estacional de insolación. El último máximo interglacial o MIS 5e (~ 125 ka) brinda la oportunidad de aportar a esta hipótesis, ya que este periodo se caracteriza por presentar variaciones del ciclo estacional de la insolación mayor que durante el Holoceno. Las conchas fueron obtenidas de la terraza Marina Pampa del Palo ubicada en Ilo, Moquegua, Perú (17° 41’ 44.8’’ S, 71° 20’ 45.3’’W). Las variaciones de δ18O en la estratigrafía de la terraza fueron comparados con la estatigrafia isotópica teorica de M.donacium para determinar estratos correspondientes al periodo MIS 5e, en los cuales las conchas fósiles fueron seleccionadas. Las 10 conchas seleccionadas representan ventanas cortas (2-5 años) de alta resolución que registran un total de 30.8 años, que muestran un ciclo estacional de la temperatura superficial del mar 40 % y 25 % mayor comparado con el ciclo registrado por conchas de la misma especie en el Holoceno y el periodo actual (siglo XX) respectivamente. La variabilidad climática interanual asociada al ENSO registrada en el MIS 5e es de un nivel extremo, 5 y 4.4 veces mayor comparado con el Holoceno y el periodo actual respectivamente. La variabilidad interanual fue producida por eventos ENSO muy fuertes. Nuestros resultados no soportan la hipotesis que ENSO es sensible a los cambios de la insolación pero si refuerza la relacion positiva encontrada entre el ciclo estacional de temperatura superficial del mar y la amplitud del ENSO en esta región. Mostramos que el rango de variabilidad de ENSO es mucho más amplio de lo que se ha observado en los registros instrumentales o paleoclimaticos recientes, abriendo así la posibilidad de cambios futuros de una amplitud inesperada.

To understand whether ENSO is sensitive to future global warming it is necessary to perform reconstructions under different past climatic conditions. This is because the instrumental records are too short to assess the interannual variability simulated by models at relevant time scales for future adaptation. Middle Holocene paleoclimatic reconstructions have served to hypothesize that ENSO appears to be sensitive to orbital variations which are related to the seasonal distribution of solar energy. However, this is still under scrutiny, because reconstructions show strong variability and the minimum of ENSO activity in the Holocene did not occur during the maximum seasonal contrast of insolation. The last interglacial maximum or MIS 5e (~ 125 ka) provides an opportunity to contribute to this hypothesis, since this period is characterized by presenting variations in the seasonal cycle of insolation greater than during the Holocene. This work presents a reconstruction of the seasonal variability of the sea surface temperature (SST) and the ENSO activity level in the southern coast of Peru during the MIS 5e period using month-scale δ18O records in ten fossil shells of the bivalve Mesodesma donacium. They were collected from the Pampa del Palo marine terrace, located in Ilo, Moquegua, Perú (17° 41’ 44.8’’ S, 71° 20’ 45.3’’W). δ18O variations in the stratigraphy of the terrace were compared with the theoretical isotope stratigraphy of M.donacium in order to determine the layers corresponding to MIS 5e, in which the fossil shell were selected. The 10 shells represent high-resolution short intervals (2-5 years) recording 30.8 years and showing an SST seasonal cycle 40 % and 25 % higher compared to the cycle recorded by shells from the same species during the Holocene or Recent (XX century) respectively. Interannual climate variability related to ENSO and recorded in the MIS 5e is extreme, 5 and 4.4 times higher compared to the Holocene and the present day respectively. The interannual variability was produced by very strong ENSO events. Our results don’t support the hypothesis of ENSO’s sensitivity to changing insolation but reinforce the positive relationship found between the SST seasonal cycle and ENSO amplitude in this region. We show that the ENSO variability range is wider that previously observed in modern or paleoclimatic instrumental records and thus opening the possibility of future unexpected changes in its amplitude.