Qualquer pessoa preocupada com a ideia de que as pessoas podem tentar combater o aquecimento global injetando toneladas de aerossóis de sulfato na atmosfera da Terra pode querer ler um artigo no dia 1º de maio, Edição de 2017 da revista Geologia .

Iniciar, um cientista da Universidade de Washington em St. Louis e seus colegas descrevem o que aconteceu quando pulsos de dióxido de carbono atmosférico e aerossóis de sulfato foram misturados no final do período geológico Ordoviciano, há mais de 440 milhões de anos.

A contrapartida do tumulto nos céus foi a morte nos mares. Em uma época em que a maior parte do planeta ao norte dos trópicos era coberta por um oceano e a maioria dos organismos multicelulares complexos viviam no mar, 85 por cento das espécies de animais marinhos desapareceram para sempre. O fim da extinção Ordoviciana, como este evento foi chamado, foi uma das cinco maiores extinções em massa na história da Terra.

Embora os gases tenham sido injetados na atmosfera por vulcanismo maciço, em vez da queima prodigiosa de combustíveis fósseis e sob circunstâncias que nunca serão exatamente repetidas, eles fornecem um histórico de caso que revela a instabilidade potencial da dinâmica do clima em escala planetária.

Descobrir o que causou o fim da extinção Ordoviciana ou qualquer uma das outras extinções em massa na história da Terra é notoriamente difícil, disse David Fike, professor associado de ciências terrestres e planetárias em Artes e Ciências e co-autor do artigo.

Porque as antigas atmosferas e oceanos há muito foram alterados além do reconhecimento, os cientistas têm que trabalhar com proxies, como variações nos isótopos de oxigênio em rochas antigas, para aprender sobre climas há muito tempo. O problema com a maioria dos proxies, disse Fike, que se especializou em interpretar as assinaturas químicas da atividade biológica e geológica no registro de rochas, é que a maioria dos elementos da rocha participa de tantas reações químicas que um sinal pode muitas vezes ser interpretado de mais de uma maneira.

Mas uma equipe liderada por David Jones, um cientista da Terra no Amherst College, foi capaz de contornar esse problema medindo a abundância de mercúrio. Hoje, as fontes primárias de mercúrio são usinas de energia a carvão e outras atividades antropogênicas; durante o Ordoviciano, Contudo, a principal fonte foi o vulcanismo.

Vulcanismo coincide com extinções em massa com frequência suspeita, Disse Fike. Ele não está falando sobre um vulcão isolado, mas sobre erupções massivas que cobriram milhares de quilômetros quadrados com grossos fluxos de lava, criando grandes províncias ígneas (LIPs). O exemplo mais famoso de LIP nos EUA é a província de Basalto do Rio Columbia, que cobre a maior parte da parte sudeste do estado de Washington e se estende até o Pacífico e o Oregon.

Vulcões são forçadores climáticos plausíveis, ou mudar de agente, porque eles liberam dióxido de carbono, que pode produzir o efeito estufa de longo prazo, e dióxido de enxofre, que pode causar resfriamento reflexivo de curto prazo. Além disso, o intemperismo de vastas planícies de rocha recém-exposta pode puxar o dióxido de carbono atmosférico e enterrá-lo como minerais de calcário nos oceanos, também causando resfriamento.

Quando Jones analisou amostras de rocha de idade Ordoviciana do sul da China e do Monitor Range em Nevada, ele encontrou concentrações anormalmente altas de mercúrio. Algumas amostras continham 500 vezes mais mercúrio do que a concentração de fundo. O mercúrio chegou em três pulsos, antes e durante a extinção em massa.

Mas o que houve? Deve ter sido uma seqüência incomum de eventos porque a extinção (atipicamente) coincidiu com a glaciação e também aconteceu em dois pulsos.

Quando os cientistas começaram a juntar as peças da história, eles começaram a se perguntar se a primeira onda de erupções não empurrou o clima da Terra para um estado particularmente vulnerável, preparando-o para uma catástrofe climática desencadeada por erupções posteriores.

A primeira onda de erupções produziu um LIP, cujo desgaste retirou o dióxido de carbono atmosférico. O clima esfriou e geleiras se formaram no supercontinente de Gondwana, que então se localizava no hemisfério sul.

O resfriamento pode ter reduzido a tropopausa, a fronteira entre duas camadas da atmosfera com gradientes de temperatura diferentes. A segunda onda de erupções vulcânicas injetou quantidades prodigiosas de dióxido de enxofre acima da tropopausa, aumentando abruptamente o albedo da Terra, ou a quantidade de luz solar refletida.

Isso levou ao primeiro e maior pulso de extinções. À medida que os lençóis de gelo cresciam, o nível do mar caiu e os mares ficaram mais frios, fazendo com que muitas espécies morram.

Durante a segunda onda de vulcanismo, o aquecimento do efeito estufa do dióxido de carbono superou o resfriamento causado pelo dióxido de enxofre e o clima esquentou, o gelo derreteu e o nível do mar subiu. Muitos dos sobreviventes do primeiro pulso de extinções morreram na inundação do habitat com água mais quente, águas pobres em oxigênio.

Para levar para casa, disse Fike, é que os diferentes fatores que afetam o clima da Terra podem interagir de maneiras inesperadas e é possível que eventos que podem não parecer extremos em si mesmos podem colocar o sistema climático em um estado precário, onde perturbações adicionais têm consequências catastróficas.

"É algo para se ter em mente quando contemplamos esquemas de geoengenharia para mitigar o aquecimento global, "disse Fike, que ministra um curso em que os alunos examinam esses esquemas e, em seguida, avaliam sua disposição de implantá-los.