O que causou o maior evento de glaciação da história da Terra, conhecida como 'bola de neve da Terra'? Geólogos e cientistas do clima vêm procurando a resposta há anos, mas a causa raiz do fenômeno permanece indefinida.

Agora, Pesquisadores da Universidade de Harvard têm uma nova hipótese sobre o que causou a glaciação descontrolada que cobriu a Terra de pólo a pólo de gelo.

A pesquisa é publicada em Cartas de pesquisa geofísica .

Os pesquisadores identificaram o início do que é conhecido como o evento da bola de neve de Sturtian a cerca de 717 milhões de anos atrás - a mais ou a menos alguns 100, 000 anos. Naquela época, um grande evento vulcânico devastou uma área do atual Alasca à Groenlândia. Coincidência?

Os professores de Harvard, Francis Macdonald e Robin Wordsworth, achavam que não.

“Sabemos que a atividade vulcânica pode ter um grande efeito no meio ambiente, então a grande questão era, como esses dois eventos estão relacionados, "disse Macdonald, o John L. Loeb Professor Associado de Ciências Naturais.

Inicialmente, A equipe de Macdonald achava que a rocha basáltica - que se decompõe em magnésio e cálcio - interagia com o CO2 na atmosfera e causava resfriamento. Contudo, se fosse esse o caso, o resfriamento teria acontecido ao longo de milhões de anos e a datação radioisotópica de rochas vulcânicas no Ártico Canadá sugere uma coincidência muito mais precisa com o resfriamento.

Macdonald voltou-se para Wordsworth, que modela climas de planetas não terrestres, e perguntou:os aerossóis emitidos por esses vulcões podem ter resfriado rapidamente a Terra?

A resposta:sim, sob as condições certas.

"Não é único ter grandes províncias vulcânicas em erupção, "disse Wordsworth, professor assistente de Ciência Ambiental e Engenharia da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas de Harvard John A. Paulson. "Esses tipos de erupções acontecem repetidamente ao longo do tempo geológico, mas nem sempre estão associados a eventos de resfriamento. a questão é, o que tornou este evento diferente? "

Estudos geológicos e químicos desta região, conhecida como a grande província ígnea de Franklin, mostraram que as rochas vulcânicas irromperam através de sedimentos ricos em enxofre, que teria sido empurrado para a atmosfera durante a erupção como dióxido de enxofre. Quando o dióxido de enxofre entra nas camadas superiores da atmosfera, é muito bom para bloquear a radiação solar. A erupção do Monte Pinatubo em 1991 nas Filipinas, que lançou cerca de 10 milhões de toneladas métricas de enxofre no ar, reduziu as temperaturas globais em cerca de 1 grau Fahrenheit por um ano.

O dióxido de enxofre é mais eficaz no bloqueio da radiação solar se passar da tropopausa, a fronteira que separa a troposfera e a estratosfera. Se atingir esta altura, é menos provável que seja trazido de volta à terra na precipitação ou misturado com outras partículas, estendendo sua presença na atmosfera de cerca de uma semana a cerca de um ano. A altura da barreira da tropopausa depende do clima de fundo do planeta - quanto mais frio o planeta, quanto menor a tropopausa.

"Em períodos da história da Terra quando era muito quente, o resfriamento vulcânico não teria sido muito importante porque a Terra teria sido protegida por este calor, alta tropopausa, "disse Wordsworth." Em condições mais frias, A Terra se torna especialmente vulnerável a esses tipos de perturbações vulcânicas no clima. "

"O que nossos modelos mostraram é que o contexto e a experiência realmente importam, "disse Macdonald.

Outro aspecto importante é onde as plumas de dióxido de enxofre atingem a estratosfera. Devido à deriva continental, 717 milhões de anos atrás, a grande província ígnea de Franklin, onde ocorreram essas erupções, estava situada perto do equador, o ponto de entrada para a maior parte da radiação solar que mantém a Terra aquecida.

Então, um gás refletor de luz eficaz entrou na atmosfera exatamente no local e na altura certos para causar o resfriamento. Mas outro elemento era necessário para formar o cenário de tempestade perfeito. Afinal, a erupção do Pinatubo teve qualidades semelhantes, mas seu efeito de resfriamento durou apenas cerca de um ano.

As erupções que lançaram enxofre no ar há 717 milhões de anos não foram explosões isoladas de vulcões como o Pinatubo. Os vulcões em questão medem quase 2, 000 milhas através do Canadá e da Groenlândia. Em vez de erupções singularmente explosivas, esses vulcões podem entrar em erupção mais continuamente como os do Havaí e da Islândia hoje. Os pesquisadores demonstraram que uma década ou mais de erupções contínuas desse tipo de vulcões poderiam ter derramado aerossóis suficientes na atmosfera para desestabilizar rapidamente o clima.

"O resfriamento de aerossóis não precisa congelar todo o planeta; ele apenas leva o gelo a uma latitude crítica. Em seguida, o gelo faz o resto, "disse Macdonald.

Quanto mais gelo, quanto mais a luz do sol é refletida e mais frio o planeta se torna. Uma vez que o gelo atinge latitudes em torno da atual Califórnia, o ciclo de feedback positivo assume e o efeito de bola de neve descontrolado é praticamente imparável.

"É fácil pensar no clima como um sistema imenso que é muito difícil de mudar e em muitos aspectos isso é verdade. Mas houve mudanças muito dramáticas no passado e há toda a possibilidade de que uma mudança repentina possa acontecer no futuro. Nós vamos, "disse Wordsworth.

Compreender como essas mudanças dramáticas ocorrem pode ajudar os pesquisadores a entender melhor como as extinções ocorreram, como as abordagens propostas de geoengenharia podem impactar o clima e como o clima muda em outros planetas.

"Esta pesquisa mostra que precisamos nos afastar de um paradigma simples de exoplanetas, apenas pensando em condições de equilíbrio estável e zonas habitáveis, "disse Wordsworth." Nós sabemos que a Terra é um lugar dinâmico e ativo que teve transições bruscas. Há todas as razões para acreditar que as rápidas transições climáticas deste tipo são a norma nos planetas, em vez da exceção. "