Cerca de 56 milhões de anos atrás, o clima da Terra passou por uma grande transição climática. Uma enorme liberação de carbono no oceano e na atmosfera elevou o dióxido de carbono atmosférico (CO₂ ) - o que significava que as temperaturas subiram de 5 a 8°C e elevaram o nível do mar.
Soa familiar?

Esse evento, chamado de Máximo Termal Paleoceno-Eoceno (PETM), aconteceu ao longo de algumas dezenas de milhares de anos, mas as causas e consequências dessa transição ainda são amplamente debatidas.

Algumas das causas hipotéticas da enorme liberação de carbono incluem atividade vulcânica maciça no Atlântico Norte, a liberação repentina de metano do fundo do oceano ou o derretimento do permafrost ou turfa na Antártida.

A evidência para o PETM vem principalmente de sedimentos marinhos antigos, mas se quisermos aprender com esse período o que pode acontecer como resultado de nossa atual crise de mudança climática, precisamos entender o que aconteceu em terra também.

Até o momento, poucas informações estão disponíveis sobre como o clima do PETM mudou a vida na terra, então nossa equipe de pesquisa usou pólen fóssil distribuído globalmente preservado em rochas antigas para reconstruir como a vegetação terrestre e o clima mudaram ao longo desse período.

Nossa nova pesquisa, liderada por mim e pelo Dr. Scott Wing no Departamento de Paleobiologia do Museu Nacional de História Natural do Smithsonian e publicada na revista Paleoceanography and Paleoclimatology, demonstra que um aumento na concentração de CO atmosférico₂ desempenhou um papel importante na mudança do clima da Terra e da vida vegetal.

Poderíamos ver um aumento semelhante nos próximos séculos como resultado de aumentos antropogênicos (causados ​​por humanos) de CO₂ .

Para entender como a vegetação terrestre mudou e se moveu durante esse período, usamos uma abordagem desenvolvida recentemente baseada em pólen fóssil preservado em depósitos rochosos antigos. Ele usa a aparência distinta e específica da espécie de grãos de pólen observados usando um microscópio.

A aparência distinta do pólen evoluiu para auxiliar nas estratégias de polinização empregadas pelas plantas. Como cada espécie tem pólen único, isso significa que podemos comparar o pólen fóssil com o pólen moderno para encontrar uma correspondência – desde que a família das plantas não tenha sido extinta.

Como resultado, o pólen fóssil pode ser atribuído com confiança a inúmeras famílias de plantas modernas. Cada uma dessas plantas modernas tem requisitos climáticos específicos, e assumimos que seus parentes antigos precisavam de um clima semelhante.

Para dar mais confiança a essa suposição, evitamos dados de grupos de plantas que sabíamos que evoluíram após o PETM, pois essas espécies podem não ter se estabelecido na mesma preferência climática que têm hoje.

Pólen preservado em rochas por dezenas de milhões de anos nos permite reconstruir comunidades florais antigas e climas passados.

Pela primeira vez, aplicamos essa abordagem em todo o mundo, a amostras fósseis de 38 sítios PETM de todos os continentes, exceto a Antártida. Esta nova análise de pólen mostra que as comunidades de plantas PETM são distintas das comunidades de plantas pré-PETM nos mesmos locais.

Essas mudanças na composição floral, devido às migrações maciças de plantas, indicam que as mudanças na vegetação como resultado das mudanças climáticas foram globais, embora os tipos de plantas envolvidos variassem de região para região.

Quando dizemos migração de plantas, queremos dizer movimento de plantas, pois as sementes espalhadas crescem melhor em um lugar e clima do que em outro – neste caso, em latitudes mais altas e mais frias do que em latitudes mais baixas e mais quentes.

As plantas podem migrar mais de 500 metros a cada ano, então, ao longo de milhares de anos, elas podem se mover por grandes distâncias.

Por exemplo, no Hemisfério Norte, os pântanos de ciprestes calvos de Wyoming, nos EUA, foram subitamente substituídos por florestas subtropicais secas sazonalmente dominadas por palmeiras. Da mesma forma, no Hemisfério Sul, as florestas de podocarpos temperados úmidos foram substituídas por florestas de palmeiras subtropicais.

Atribuímos a cada espécie uma categoria baseada no clima, chamada de tipo climático de Köppen. Exemplos disso incluem floresta tropical, deserto árido, verão quente temperado e tundra polar.

Isso nos diz que o PETM trouxe climas mais quentes e úmidos para os pólos em ambos os hemisférios, mas climas mais quentes e sazonalmente secos para as latitudes médias.

Para explorar a extensão geográfica dessas mudanças, trabalhamos com a Dra. Christine Shields, do Centro Nacional de Pesquisa Atmosférica dos EUA, e o Dr. Jeffrey Kiehl, da Universidade da Califórnia, para executar simulações de modelos climáticos.

Os dados usados ​​para criar essas simulações foram derivados do Community Earth System Model (versão CESM1.2).

Essas simulações combinaram de perto com os dados climáticos encontrados no pólen, incluindo a expansão de climas temperados em detrimento de tipos de clima frio em direção aos pólos, bem como a expansão de climas temperados e tropicais em latitudes médias.

Então, se nosso CO₂ atual os níveis continuam a subir, aquecendo e derretendo o permafrost, o que poderia liberar mais carbono armazenado na atmosfera, como pode ter feito há 56 milhões de anos, veremos mais uma vez essas mudanças em massa na vegetação em resposta a mudanças dramáticas nas condições climáticas locais.

O quão bem a vegetação é capaz de migrar dependerá de muitos fatores, incluindo a velocidade das mudanças climáticas e a disponibilidade de áreas de migração adequadas para essas plantas.

Para onde vão as plantas, também vão os animais que dependem delas (se puderem) – talvez em alguns casos, inclusive os humanos.

Compreender essa grande mudança em nosso planeta que veio como resultado de um clima em aquecimento nos dá uma visão de nosso futuro potencial. Estamos preparados para sair fisicamente de nossas casas, como fizeram essas florestas antigas, para nos adaptar às mudanças climáticas ou podemos trabalhar juntos agora para evitar as consequências adversas de um mundo em aquecimento?