Congelado há 6 milhões de anos, o gelo da Antártica reescreve a história climática da Terra

De acordo com um estudo publicado em 28 de outubro no Anais da Academia Nacional de Ciênciaso gelo tem cerca de 6 milhões de anos. Pequenas bolhas de ar seladas no gelo proporcionam uma visão rara e direta da antiga atmosfera da Terra, oferecendo aos cientistas um registo incomparável do clima passado do planeta.

Um vislumbre de um mundo antigo mais quente

A amostra mais antiga coletada em Allan Hills data de 6 milhões de anos, um período em que os registros geológicos indicam que a Terra era significativamente mais quente e os níveis do mar eram muito mais elevados do que são hoje.

O esforço de pesquisa foi liderado por Sarah Shackleton, do Woods Hole Oceanographic Institution, e John Higgins, da Universidade de Princeton. Ambos fazem parte do Centro para Exploração de Gelo Mais Antigo (COLDEX), financiado pela National Science Foundation, uma colaboração multiinstitucional de 15 parceiros de pesquisa dos EUA, coordenada pela Oregon State University.

“Os núcleos de gelo são como máquinas do tempo que permitem aos cientistas ver como era o nosso planeta no passado”, explicou Shackleton, que trabalhou em várias expedições de perfuração na Antárctida. “Os núcleos de Allan Hills nos ajudam a viajar muito mais longe do que imaginávamos ser possível.”

Ed Brook, diretor do COLDEX e paleoclimatologista da Oregon State University, descreveu a descoberta como a descoberta mais importante do centro até agora. O Centro de Ciência e Tecnologia NSF, criado em 2021, foi criado para explorar o manto de gelo da Antártica, o maior reservatório de água congelada da Terra.

“Sabíamos que o gelo era antigo nesta região”, disse Brook. “Inicialmente, esperávamos encontrar gelo com até 3 milhões de anos, ou talvez um pouco mais velho, mas esta descoberta excedeu em muito as nossas expectativas.”

Uma corrida global para ir mais fundo no tempo

A COLDEX está entre as várias equipas internacionais que se esforçam para estender o registo do núcleo de gelo para além do seu limite anterior de 800.000 anos. Um projeto europeu anunciou recentemente um núcleo profundo contínuo atingindo 1,2 milhões de anos na Antártica Oriental, mas as amostras de Allan Hills empurram a linha do tempo vários milhões de anos para trás, embora em fragmentos discretos, em vez de um único núcleo contínuo.

Os investigadores do COLDEX trabalham num local remoto em Allan Hills, passando meses perfurando entre cem e duzentos metros de gelo perto da borda da camada de gelo da Antártica. Nesta região, o terreno acidentado e os padrões de fluxo de gelo atuam em conjunto para preservar o gelo extremamente antigo mais próximo da superfície. Por outro lado, a obtenção de testemunhos contínuos do interior da Antártida normalmente requer perfuração a profundidades superiores a 2.000 metros.

“Ainda estamos a descobrir as condições exactas que permitem que um gelo tão antigo sobreviva tão perto da superfície”, disse Shackleton. “Juntamente com a topografia, é provavelmente uma mistura de ventos fortes e frio intenso. O vento sopra a neve fresca e o frio desacelera o gelo até quase parar. Isso faz de Allan Hills um dos melhores lugares do mundo para encontrar gelo antigo e raso e um dos lugares mais difíceis para passar uma temporada de campo.”

A idade das amostras de Allan Hills foi determinada diretamente a partir do próprio gelo, usando medições precisas de um isótopo do gás nobre argônio. Esta abordagem permite aos cientistas datar o gelo sem depender dos sedimentos circundantes ou de outras evidências indiretas.

Embora o registo não seja contínuo, as amostras são muito mais antigas do que qualquer gelo previamente estudado. Como observou Higgins, “a equipe construiu uma biblioteca do que chamamos de ‘instantâneos climáticos’ cerca de seis vezes mais antiga do que quaisquer dados de núcleos de gelo relatados anteriormente, complementando os dados mais recentes e mais detalhados de núcleos no interior da Antártica”.

Reconstruindo 6 milhões de anos de resfriamento

A análise dos isótopos de oxigênio no gelo revelou que a região esfriou cerca de 12 graus Celsius (cerca de 22 graus Fahrenheit) nos últimos 6 milhões de anos. Esta é a primeira evidência direta que quantifica o quanto o clima da Antártica esfriou desde aquele antigo período quente.

A investigação futura centrar-se-á na reconstrução das concentrações de gases com efeito de estufa e dos níveis de calor dos oceanos preservados nas bolhas de gelo – pistas essenciais para a compreensão das forças naturais que impulsionam as alterações climáticas a longo prazo.

Uma nova expedição COLDEX está programada para retornar a Allan Hills nos próximos meses para perfurações adicionais. A equipe espera recuperar amostras ainda mais antigas e produzir um registro mais detalhado da antiga atmosfera da Terra.

“Dado o gelo espetacularmente antigo que descobrimos em Allan Hills, também projetamos um novo estudo abrangente e de longo prazo desta região para tentar estender os registros ainda mais no tempo, que esperamos realizar entre 2026 e 2031”, disse Brook.

Colaboração e Suporte

Os colaboradores do estudo incluem Julia Marks Peterson, Christo Buizert e Jenna Epifanio, do estado de Oregon; Valens Hishamunda, Austin Carter e Michael Bender de Princeton; Lindsey Davidge, Eric Steig e Andrew Schauer, da Universidade de Washington; Sarah Aarons, Jacob Morgan e Jeff Severinghaus do Scripps Institution of Oceanography da Universidade da Califórnia, San Diego; Andrei V. Kurbatov e Douglas Introne, da Universidade do Maine; Yuzhen Yan, da Universidade Tongji; e Peter Neff, da Universidade de Minnesota.

COLDEX é apoiado pelo NSF Office of Polar Programs; o Programa do Centro de Ciência e Tecnologia do Escritório de Atividades Integrativas da NSF; e Universidade Estadual de Oregon. As operações de campo na Antártica são realizadas com o apoio do Programa Antártico dos EUA e financiamento da NSF, com assistência de perfuração do Programa de Perfuração de Gelo dos EUA da NSF e armazenamento de amostras gerenciado pela NSF Ice Core Facility em Denver, Colorado.