A Terra passou por muitos períodos de aquecimento e resfriamento em sua longa história. Apesar destas mudanças, o planeta manteve-se capaz de sustentar vida durante centenas de milhões de anos. Os cientistas há muito que acreditam que a Terra tem um sistema natural que ajuda a evitar que o seu clima fique demasiado quente ou demasiado frio durante muito tempo. No entanto, não está claro como esse sistema realmente funciona.Agora, um novo estudo identificou uma parte fundamental desse controlo natural do clima. De acordo com isto, as mudanças no nível do mar afectaram a quantidade de fosfato, um nutriente essencial, no oceano, o que afectou a quantidade de dióxido de carbono na atmosfera e ajudou a regular o clima da Terra nos últimos 60 milhões de anos.O estudo, publicado no Proceedings of the National Academy of Sciences, foi coautor de Xunli Lu, professor de ciências da terra e ambientais na Universidade de Syracuse, juntamente com pesquisadores da Universidade de Oxford e da Universidade de Copenhague.
O oceano influenciou o clima
Para compreender as descobertas, é importante saber que o dióxido de carbono é um dos principais gases responsáveis pelo aquecimento do planeta. Quanto mais dióxido de carbono houver na atmosfera, mais quente a Terra se tornará.Uma forma de remover o dióxido de carbono da atmosfera é através do oceano. Pequenas criaturas marinhas absorvem carbono à medida que crescem. Quando morrem, alguns de seus restos mortais afundam no fundo do oceano e ficam enterrados em sedimentos. Isto retém o carbono durante milhões de anos, em vez de permitir que este regresse à atmosfera.Os cientistas sabem que o arrefecimento gradual da Terra ao longo dos últimos 60 milhões de anos causou um declínio significativo no dióxido de carbono atmosférico. Mas eles não tinham certeza para onde foi a maior parte desse carbono. Uma nova pesquisa mostra que há mais carbono enterrado no fundo do oceano do que se pensava anteriormente.“Sabemos que o dióxido de carbono atmosférico diminuiu significativamente à medida que a Terra arrefeceu ao longo dos últimos 60 milhões de anos, mas temos muito pouca compreensão de onde o carbono foi parar”, disse o autor principal Ross Rickaby, professor de ciências da terra na Universidade de Oxford, citado pelo Science Daily.“Nossos resultados mostram que o aumento da quantidade de carbono orgânico nos sedimentos marinhos desempenhou um papel muito mais importante do que se pensava anteriormente”, disse ele.
papel do fosfato
No centro do estudo está o fosfato, uma forma de fósforo que todos os organismos vivos necessitam para prosperar. No oceano, o fosfato serve como nutriente para a vida marinha microscópica. Quanto mais fosfato estiver disponível, melhor esses pequenos organismos poderão crescer.Embora os cientistas tenham estudado o dióxido de carbono e a química dos oceanos durante anos, os investigadores dizem que o fosfato continua a ser uma parte largamente negligenciada do sistema climático e que o nível do mar afecta directamente a quantidade de fosfato que atinge o oceano aberto.
quando o nível do mar estava alto
Quando o clima da Terra aqueceu, as camadas de gelo polares tornaram-se menores e o nível do mar subiu. À medida que o nível do mar subiu, as áreas costeiras rasas conhecidas como plataformas continentais tornaram-se maiores. Essas plataformas retiveram o fosfato nos sedimentos costeiros, em vez de dispersá-lo no oceano aberto.Com menos fosfato disponível, menos organismos marinhos evoluíram. Como resultado, menos matéria orgânica afundou no fundo do mar, reduzindo a quantidade de carbono enterrado nos sedimentos. Portanto, mais dióxido de carbono permaneceu na atmosfera.Também havia mais oxigênio nos oceanos durante esses períodos porque menos matéria orgânica que consumia oxigênio estava em decomposição. No geral, estas condições favoreceram um clima quente.
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A queda do nível do mar mudou o processo
O oposto aconteceu quando a Terra esfriou e o nível do mar caiu. Os níveis mais baixos do mar reduziram o tamanho das plataformas continentais, permitindo que mais fosfato entrasse no oceano aberto.O fosfato extra ajudou a vida marinha a crescer em maior número. Quando essas criaturas morreram, elas afundaram no fundo do oceano. À medida que se decompunham, eles consumiam o oxigênio da água circundante.Com o tempo, algumas partes do oceano ficaram sem oxigênio. Essas condições de baixo oxigênio desencadearam outro processo importante. Os sedimentos na plataforma continental libertaram ainda mais fosfato na água.Esse fosfato extra sustentou ainda mais vida marinha, criando um ciclo que aumentou o sequestro de carbono no fundo do oceano. À medida que mais carbono ficava preso nos sedimentos, menos dióxido de carbono permanecia na atmosfera, ajudando a resfriar o planeta.“Nosso coautor, Christian Bjerrum, estudou a relação entre o nível do mar, o oxigênio marinho e o fosfato com um modelo computacional há duas décadas. Finalmente reunimos o registro geológico necessário para testar essa hipótese”, disse Lu.
‘Ponto ideal’ para carbono
Os investigadores descobriram que este sistema de feedback natural funcionava melhor quando o nível do mar estava cerca de 10 a 40 metros mais alto do que hoje. Nesses níveis, as águas com baixo teor de oxigênio se sobrepunham a sedimentos ricos em carbono encontrados nas plataformas continentais.Esta combinação permitiu que quantidades particularmente grandes de carbono permanecessem enterradas no fundo do oceano durante milhões de anos. Segundo os pesquisadores, agiu como um freio natural ao clima da Terra, removendo o dióxido de carbono da atmosfera.
Olhe para trás 60 milhões de anos
Para testar a sua ideia, os cientistas compararam o seu modelo com o registo geológico dos últimos 60 milhões de anos. Eles examinaram o registro de isótopos de carbono, medições que revelaram como o fósforo se acumulou nos sedimentos do fundo do mar e um novo método que estima os níveis de oxigênio em oceanos antigos.Este método analisa a proporção de iodo e cálcio em fósseis de pequenas criaturas marinhas chamadas foraminíferos. Esses organismos microscópicos viveram no mar há milhões de anos. Depois que morreram, suas conchas pousaram no fundo do oceano.Ao estudar a composição química destes fósseis, os cientistas podem estimar quanto oxigénio estava presente na água do mar quando os organismos estavam vivos.
Por que eoceno ficou aquecido
O estudo também ajuda a explicar porque é que a Terra permaneceu invulgarmente quente durante a época do Eoceno, que durou cerca de 56 milhões a 34 milhões de anos atrás.Naquela época o nível do mar era muito mais alto do que hoje. Grandes plataformas continentais foram cobertas por água do mar, retendo fosfato em sedimentos costeiros rasos.Como menos fosfato atingiu o oceano aberto, a produtividade marinha permaneceu relativamente baixa. Menos carbono foi enterrado devido a menos organismos transportando carbono para o fundo do oceano.Como resultado, mais dióxido de carbono permaneceu na atmosfera e o clima da Terra permaneceu mais quente durante milhões de anos.
um clima estável
Os investigadores também dizem que este sistema de sepultamento de carbono mudou gradualmente ao longo da história da Terra. Eles acreditam que as áreas com baixo teor de oxigênio, onde ocorre o soterramento de carbono, moveram-se lentamente para águas mais profundas ao longo de milhões de anos.Isto teria tornado o clima da Terra mais estável, reduzindo grandes flutuações no oxigênio atmosférico e no dióxido de carbono. Por outras palavras, os sistemas naturais de regulação climática do planeta tornaram-se mais resistentes a grandes perturbações ao longo do tempo geológico.Os pesquisadores dizem que as descobertas melhoram a compreensão dos cientistas sobre como funciona o ciclo do carbono da Terra ao longo de milhões de anos.O estudo também se soma a trabalhos anteriores do laboratório de Lu, usando o método de iodo-cálcio para reconstruir os níveis de oxigênio em oceanos antigos. Um estudo anterior publicado na Nature Geoscience, utilizando a mesma técnica, mostrou que os oceanos tropicais eram ricos em oxigénio durante a Era Proterozóica, o oposto do que se vê hoje.
