A pesquisa geoquímica e biológica oferece aos acadêmicos uma janela para a história da Terra, permitindo-lhes reunir eventos que ocorreram antes do início dos registros. Muito do nosso entendimento das mudanças climáticas anteriores é baseado na geologia, em particular o estudo de rochas sedimentares depositadas nos oceanos.

O artigo que primeiro reconheceu e definiu Eventos Anóxicos Oceânicos (OAEs), escrito pelo professor de Oxford Hugh Jenkyns e um colega americano, é considerada uma contribuição seminal para a história geológica, isso abriu caminho para vários estudos sobre os efeitos da falta de oxigênio nos oceanos.

A descoberta de sedimentos ricos em orgânicos, frequentemente descrito como xisto preto, em vários locais de perfuração em alto mar durante o início dos anos 1970, levou a um reconhecimento mais amplo do impacto oceânico das mudanças climáticas. Em certos intervalos durante a era jurássica, enormes surtos de atividade vulcânica desencadearam concentrações aumentadas de dióxido de carbono atmosférico. Isso causou um efeito estufa indireto, elevando a temperatura da superfície do mar e reduzindo os níveis de oxigênio em grandes partes do oceano.

No mesmo, oceanos se beneficiaram com o aumento dos níveis de nutrientes, e, como resultado, algas e bactérias marinhas floresceram. Enquanto eles morriam, esses organismos foram preservados em sedimentos que se formaram no fundo do mar e com o tempo se transformaram em rochas geradoras de petróleo. São esses fenômenos que ilustram as causas e efeitos das OAEs.

Nova pesquisa, publicado em Nature Geoscience , examinou pela primeira vez o impacto deste tipo de deposição de sedimentos em lagos. O estudo demonstra que os ambientes lacustres responderam de forma semelhante às mudanças climáticas, desenvolvendo as mesmas condições anóxicas dos oceanos.

Liderado pelo estudante de pós-graduação em Ciências da Terra Weimu Xu, o trabalho oferece uma visão sobre como os fatores ambientais afetaram a formação do lago ao longo dos tempos. Weimu e a equipe estudaram sedimentos de um dos maiores lagos da história da Terra - o dobro do tamanho da Inglaterra e três vezes o tamanho do Lago Superior - o maior lago (em área de superfície) do mundo hoje. Este antigo lago formou-se rapidamente na Bacia de Sichuan, China, como resultado da mudança climática de Toarcian (Jurássico Inferior), cerca de 183 milhões de anos atrás.

Weimu conversou com o Science Blog sobre as principais descobertas do estudo e o que eles podem nos dizer sobre as mudanças climáticas hoje.

Qual é a principal descoberta que você gostaria que as pessoas tirassem deste estudo?

Os efeitos extremos das mudanças climáticas anteriores não se limitam exclusivamente aos oceanos. Ao datar os sedimentos do lago do período Jurássico Inferior (Toarcian), pudemos mostrar que grandes lagos se formaram e foram afetados da mesma forma que os oceanos durante uma OAE.

À medida que o clima esquentava, os continentes experimentaram um aumento nas chuvas, criando reservatórios de lago, que essencialmente agiam como mini-oceanos. Organismos lacustres se tornaram mais abundantes, extraindo grandes quantidades de dióxido de carbono da atmosfera, que acabou sendo depositado em sedimentos. Ao longo do tempo, esses sedimentos tornaram-se rochas geradoras de petróleo.

Ambientes de lago representam seus próprios desafios únicos. Você encontrou algum especificamente?

O maior desafio para nós foi estabelecer a idade dos sedimentos encontrados na Bacia de Sichaun, e provando que eles eram de idade semelhante àqueles que se formaram nos oceanos durante a OAE toarciana. A riqueza de matéria orgânica encontrada em ambientes marinhos torna bastante fácil datar um evento, baseando-se na idade geológica de um fóssil. Mas os lagos não têm esses fósseis, o que torna muito mais difícil determinar a idade dos sedimentos encontrados.

Um estudo desta natureza envolve uma enorme quantidade de trabalho. Como você administrou um empreendimento tão extenso?

Felizmente trabalhei com uma grande equipe. Este trabalho foi liderado por mim, co-desenhado por M. Ruhl, H.C. Jenkyns e S.P. Hesselbo e envolveram um total de 11 pessoas. O projeto é um ótimo exemplo de pesquisa colaborativa.

Usamos três metodologias distintas, o que seria impossível para qualquer pesquisador dominar. Colegas da Universidade de Durham aplicaram datação radioisotópica para estabelecer a idade dos sedimentos e colegas do British Geological Survey estudaram o pólen, esporos e algas preservados nos sedimentos. Finalmente, para nos dar ainda mais detalhes para suportar a idade dos sedimentos, juntamente com colegas da Universidade de Bristol e da Shell Global Solutions International B.V., aplicamos isótopos de carbono estáveis ​​para analisar os sedimentos, planta e algas permanecem. Essas técnicas variadas mostraram de forma convincente que os sedimentos encontrados, formou-se ao mesmo tempo que a OAE Toarcian.

Tivemos a sorte de fazer parceria com especialistas nessas três áreas, e, claro, nosso parceiro industrial Shell.

Quanto tempo a pesquisa demorou para ser realizada?

O estudo durou desde a primeira viagem de amostragem em novembro de 2013 até a conclusão deste manuscrito em setembro de 2016. Também tivemos que levar em consideração o tempo para obter permissão para publicar os resultados, das empresas petrolíferas que fornecem os dados.

Existem impactos de longo prazo associados às suas descobertas?

Existem ligações definidas entre o evento climático identificado no Toarcian e o aquecimento global atual. Uma melhor compreensão dos sistemas climáticos anteriores poderia ajudar a prever mudanças ambientais e ecológicas em um futuro mundo com efeito de estufa. Embora o lago que estudamos existisse no período jurássico inicial, hoje existem lagos na África e na Colúmbia Britânica, por exemplo, que foram afetados pelo aquecimento global. Eles estão se tornando cada vez mais anóxicos e, como resultado, alguns estão perdendo estoques pesqueiros. As pessoas se fixam no calor, mas a anoxia anda de mãos dadas com o calor.

Há uma certa ironia no fato de que as condições que criaram os depósitos de petróleo e gás milhões de anos atrás estão sendo recriadas muito mais rapidamente pela queima desses combustíveis fósseis.

Você gostaria de ver esta obra usada no futuro?

Nosso estudo vincula diretamente a formação de lagos e a deposição de sedimentos às OAE de Toarcian. Ao estudar outros sedimentos lacustres que existiam naquela época, pesquisadores poderiam estabelecer se eles também se ligam a este evento. Para uma melhor compreensão das principais mudanças climáticas em outros intervalos da história da Terra, as pessoas também podem olhar e ver se havia outros reservatórios de lagos importantes que agiam de forma semelhante.

Também seria útil entender o impacto, não só de deposição de carbono, mas sepultamento de carbono, durante épocas de grandes mudanças climáticas, e como isso impactou a formação de carvão. Isso é algo que estou muito interessado em focar a seguir.