Cientistas que perfuram rochas antigas no deserto do Arizona dizem que documentaram uma mudança gradual na órbita da Terra que se repete regularmente a cada 405, 000 anos, desempenhando um papel nas oscilações naturais do clima. Os astrofísicos há muito levantam a hipótese de que o ciclo existe com base em cálculos da mecânica celeste, mas os autores da nova pesquisa encontraram a primeira evidência física verificável. Eles mostraram que o ciclo permaneceu estável por centenas de milhões de anos, de antes da ascensão dos dinossauros, e ainda está ativo hoje. A pesquisa pode ter implicações não apenas para estudos climáticos, mas nossa compreensão da evolução da vida na Terra, e a evolução do Sistema Solar. Parece esta semana no Anais da Academia Nacional de Ciências .

Os cientistas há décadas afirmam que a órbita da Terra em torno do Sol vai de quase circular a cerca de 5 por cento elíptica, e volta a cada 405, 000 anos. Acredita-se que a mudança resulte de uma interação complexa com as influências gravitacionais de Vênus e Júpiter, junto com outros corpos no Sistema Solar enquanto eles giram em torno do Sol como um conjunto de bambolês giratórios, às vezes mais perto um do outro, às vezes ainda mais. Os astrofísicos acreditam que o cálculo matemático do ciclo é confiável por volta de 50 milhões de anos, mas depois disso, o problema fica muito complexo, porque muitos movimentos inconstantes estão em jogo.

"Ha outro, mais curta, ciclos orbitais, mas quando você olha para o passado, é muito difícil saber com quem você está lidando ao mesmo tempo, porque eles mudam com o tempo, "disse o autor principal Dennis Kent, um especialista em paleomagnetismo no Lamont-Doherty Earth Observatory e na Rutgers University da Columbia University. "A beleza deste é que fica sozinho. Não muda. Todos os outros passam por cima dele."

A nova evidência está dentro de 1, Núcleos de rocha de 150 metros de comprimento que Kent e seus co-autores perfuraram de um monte no Parque Nacional da Floresta Petrificada do Arizona em 2013, além de núcleos profundos anteriores dos subúrbios de Nova York e Nova Jersey. As rochas do Arizona no estudo se formaram durante o final do Triássico, entre 209 milhões e 215 milhões de anos atrás, quando a área estava coberta por rios sinuosos que depositavam sedimentos. Por volta desse horário, os primeiros dinossauros começaram a evoluir.

Os cientistas determinaram a idade das rochas do Arizona analisando camadas intercaladas de cinzas vulcânicas contendo radioisótopos que decaem a uma taxa previsível. Dentro dos sedimentos, eles também detectaram reversões repetidas na polaridade do campo magnético do planeta. A equipe então comparou essas descobertas com os núcleos de Nova York-Nova Jersey, que penetrou antigos lagos e solos que mantêm sinais primorosamente preservados de períodos alternados de chuva e seca durante o que se acreditava ser a mesma época.

Kent e Olsen há muito argumentam que as mudanças climáticas exibidas nas rochas de Nova York-Nova Jersey foram controladas pelos 405, Ciclo de 000 anos. Contudo, não há camadas de cinzas vulcânicas para fornecer datas precisas. Mas esses núcleos contêm inversões de polaridade semelhantes às observadas no Arizona. Ao combinar os dois conjuntos de dados, a equipe mostrou que ambos os sites se desenvolveram ao mesmo tempo, e que o 405, O intervalo de 000 anos, de fato, exerce uma espécie de controle mestre sobre as oscilações climáticas. O paleontólogo Paul Olsen, um co-autor do estudo, disse que o ciclo não muda diretamente o clima; em vez disso, intensifica ou amortece os efeitos dos ciclos de curto prazo, que agem mais diretamente.

Os movimentos planetários que estimulam as mudanças climáticas são conhecidos como ciclos de Milankovitch, nomeado em homenagem ao matemático sérvio que os calculou na década de 1920. Resumindo em termos mais simples, eles consistem em 100, Ciclo de 000 anos na excentricidade da órbita da Terra, semelhante ao big 405, Balanço de 000 anos; a 41, Ciclo de 000 anos na inclinação do eixo da Terra em relação à sua órbita em torno do Sol; e um 21, Ciclo de 000 anos causado por uma oscilação do eixo do planeta. Juntos, essas mudanças mudam as proporções da energia solar que atinge o hemisfério norte, onde está localizada a maior parte das terras do planeta, durante diferentes partes do ano. Isso, por sua vez, influencia o clima.

Na década de 1970, os cientistas mostraram que os ciclos de Milankovitch geraram aquecimento e resfriamento repetidos do planeta, e, portanto, o aumento e o declínio das eras glaciais nos últimos milhões de anos. Mas eles ainda estão discutindo sobre inconsistências nos dados durante esse período, e as relações dos ciclos com os níveis crescentes e decrescentes de dióxido de carbono, o outro aparente controle de clima mestre. Compreender como tudo isso funcionou em um passado mais distante é ainda mais difícil. Para um, as frequências dos ciclos mais curtos quase certamente mudaram ao longo do tempo, mas ninguém pode dizer exatamente quanto. Para outro, os ciclos estão todos constantemente procedendo uns contra os outros. Às vezes, alguns estão defasados ​​com outros, e eles tendem a se anular; em outros, vários podem alinhar-se uns com os outros para iniciar repentinamente, mudanças drásticas. Fazer o cálculo de como todos eles podem se encaixar fica mais difícil quanto mais você recua.

Kent e Olsen dizem que a cada 405, 000 anos, quando a excentricidade orbital está em seu pico, diferenças sazonais causadas por ciclos mais curtos se tornarão mais intensas; os verões são mais quentes e os invernos mais frios; tempos secos mais secos, tempos úmidos mais úmidos. O oposto será verdadeiro 202, 500 anos depois, quando a órbita é mais circular. Durante o final do Triássico, por razões mal compreendidas, a Terra estava muito mais quente do que agora em muitos ciclos, e havia pouca ou nenhuma glaciação. Então, o 405, Ciclo de 000 anos apareceu em períodos chuvosos e secos fortemente alternados. A precipitação atingiu o pico quando a órbita estava mais excêntrica, produzindo lagos profundos que deixaram camadas de xisto negro no leste da América do Norte. Quando a órbita era mais circular, as coisas secaram, deixando camadas mais leves de solo expostas ao ar.

Júpiter e Vênus exercem influências fortes devido ao tamanho e proximidade. Vênus é o planeta mais próximo de nós - no seu ponto mais distante, apenas cerca de 162 milhões de milhas - e aproximadamente semelhante em massa. Júpiter está muito mais longe, mas é o maior planeta do Sistema Solar, 2,5 vezes maior do que todos os outros combinados.

Linda Hinnov, um professor da George Mason University que estuda o passado profundo, disse que o novo estudo dá suporte a estudos anteriores de outros que afirmam ter observado sinais de 405, Ciclo de 000 anos ainda mais atrás, antes de 250 milhões de anos atrás. Entre outras coisas, ela disse, isso "poderia levar a novos insights sobre a evolução inicial dos dinossauros". Ela chamou as descobertas de "uma nova contribuição significativa para a geologia, e para a astronomia. "

Kent e Olsen dizem que por causa de todos os fatores concorrentes no trabalho, ainda há muito a aprender. "Isso é realmente complicado, "disse Olsen." Estamos usando basicamente os mesmos tipos de matemática para enviar espaçonaves a Marte, e com certeza, isso funciona. Mas uma vez que você começa a estender os movimentos interplanetários de volta no tempo e vincula isso a causa e efeito no clima, não podemos afirmar que entendemos como tudo funciona. "A batida metronômica do 405, O ciclo de 000 anos pode eventualmente ajudar os pesquisadores a desemaranhar parte disso, ele disse.

Se você estava se perguntando, a Terra está atualmente na parte quase circular do 405, Período de 000 anos. O que isso significa para nós? "Provavelmente nada muito perceptível, "diz Kent." Está muito abaixo na lista de tantas outras coisas que podem afetar o clima em escalas de tempo que são importantes para nós. "Kent aponta que, de acordo com a teoria de Milankovitch, devemos estar no pico de 20, Tendência de aquecimento de alguns anos que encerrou o último período glacial; a Terra pode eventualmente começar a esfriar novamente ao longo de milhares de anos, e possivelmente seguir para outra glaciação. "Pode acontecer. Acho que podemos esperar e ver, "disse Kent." Por outro lado, todo o CO2 que estamos despejando no ar agora é a grande enchilada óbvia. Isso está tendo um efeito que podemos medir agora. O ciclo planetário é um pouco mais sutil. "