O aquecimento da Terra pode acidentalmente desencadear um congelamento profundo
Durante a maior parte da história da Terra, os cientistas consideraram a lenta decomposição das rochas de silicato como o principal termostato natural do planeta. Neste processo, a água da chuva absorve dióxido de carbono (CO2) do ar, pousa em rochas expostas e as dissolve gradualmente. O carbono e o cálcio libertados acabam por fluir para os oceanos, onde formam a matéria-prima para conchas e recifes calcários. Esses materiais retêm carbono no fundo do mar por centenas de milhões de anos.
“Quando o planeta aquece, as rochas sofrem desgaste mais rápido e absorvem mais CO2permitindo que a Terra arrefeça novamente,” explica Dominik Hülse.
No entanto, houve momentos em que o planeta congelou completamente, coberto de gelo de pólo a pólo. Os investigadores observam que isto não pode ser explicado apenas pela erosão das rochas, o que significa que outras forças devem ter estado envolvidas nestes dramáticos arrefecimentos.
Uma pista crucial reside na forma como o oceano armazena carbono. Como CO atmosférico2 os níveis aumentam e o planeta aquece, mais nutrientes como o fósforo são levados para o mar. Esses nutrientes alimentam a proliferação de algas que absorvem carbono por meio da fotossíntese. Quando as algas morrem, elas afundam no fundo do oceano, carregando consigo esse carbono.
Num clima mais quente, contudo, o rápido crescimento de algas também leva a níveis mais baixos de oxigénio na água. Com menos oxigênio, o fósforo tende a ser reciclado em vez de ser enterrado em sedimentos. Isto cria um poderoso ciclo de feedback: mais nutrientes levam a mais algas, que consomem mais oxigênio à medida que se decompõem, o que, por sua vez, libera ainda mais nutrientes. Ao mesmo tempo, grandes quantidades de carbono ficam presas nos sedimentos marinhos, acabando por arrefecer o planeta.
Durante anos, Hülse e Ridgwell desenvolveram um modelo computacional avançado do sistema climático da Terra que inclui essas interações complexas. “Este modelo mais completo do Sistema Terra nem sempre estabiliza o clima gradualmente após uma fase de aquecimento, mas pode compensar e arrefecer a Terra muito abaixo da sua temperatura inicial – um processo que ainda pode levar centenas de milhares de anos. No modelo computacional do estudo, isto pode desencadear uma era glacial. Apenas com a meteorização do silicato, não fomos capazes de simular valores tão extremos,” explica Dominik Hülse.
Os seus resultados sugerem que quando os níveis de oxigénio na atmosfera eram mais baixos, como acontecia no passado distante da Terra, estes feedbacks de nutrientes tornaram-se mais fortes e podem ter impulsionado as severas eras glaciais que marcaram o início da história geológica.
À medida que os humanos hoje adicionam mais CO2 na atmosfera, o planeta continuará a aquecer. Mas, de acordo com o modelo dos cientistas, isso poderia levar novamente a um excesso de resfriamento no longo prazo. No entanto, o próximo evento será provavelmente mais ameno, porque a atmosfera de hoje contém mais oxigénio do que no passado distante, o que amortece o feedback dos nutrientes.
“No final das contas, realmente importa muito se o início da próxima era glacial será daqui a 50, 100 ou 200 mil anos?” pergunta Ridgwell. “Precisamos nos concentrar agora em limitar o aquecimento contínuo. O fato de a Terra esfriar naturalmente não vai acontecer rápido o suficiente para nos ajudar.”
A pesquisa recebeu apoio do Cluster de Excelência baseado no MARUM “The Ocean Floor – Earth’s Uncharted Interface”. Hülse pretende agora utilizar o modelo para explorar como a Terra por vezes recuperou de forma surpreendentemente rápida das mudanças climáticas anteriores e como o fundo do oceano desempenhou um papel nessas recuperações.
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