Para sua pesquisa, Witkowski coletou água do mar com água doce, algas modernas para testar indicadores potenciais do passado. Crédito:Caitlyn Witkowski
Os cientistas da Terra são capazes de viajar no tempo para reconstruir o passado geológico e o paleoclima para fazer melhores previsões sobre as condições climáticas futuras. Usando a molécula orgânica de fitano, um produto de detritos de clorofila, cientistas do Instituto Holandês de Pesquisa Marinha (NIOZ) e da Universidade de Utrecht conseguiram desenvolver um novo indicador (proxy) do antigo CO 2 níveis. Este novo proxy orgânico não fornece apenas o registro mais contínuo de CO 2 concentrações sempre, também cobre um recorde de meio bilhão de anos. Os dados confirmam a ideia de que aumenta o CO 2 níveis que costumavam levar milhões de anos agora estão acontecendo em um século. Essas descobertas são publicadas em Avanços da Ciência em 28 de novembro.
Como CO 2 aumenta hoje, é vital entender o impacto que essas mudanças terão. Para prever melhor o futuro, devemos entender as mudanças de longo prazo no CO 2 sobre a história geológica. Medições diretas de CO passado 2 Estão disponíveis, por exemplo, bolhas em núcleos de gelo contendo gases antigos. Contudo, os núcleos de gelo têm um período de tempo limitado de 1 milhão de anos. Para voltar no tempo, os cientistas da terra desenvolveram várias medições indiretas de CO 2 de proxies, por exemplo de algas, sai, solos antigos e produtos químicos armazenados em sedimentos antigos para reconstruir as condições ambientais anteriores.
Phytane, uma nova maneira de viajar no tempo
Um novo proxy, usando um produto de degradação da clorofila, permite que geoquímicos inferam um registro contínuo de CO histórico 2 níveis no tempo profundo. Cientistas da NIOZ desenvolveram recentemente o fitano como um novo substituto orgânico promissor que revela meio bilhão de anos de CO 2 níveis nos oceanos, do Cambriano até tempos recentes.
Usando o novo proxy, eles foram capazes de fazer o registro mais contínuo dos níveis de dióxido de carbono da história. "Desenvolvemos e validamos uma nova maneira de viajar no tempo - indo mais longe no tempo e para mais lugares, "diz a cientista do NIOZ Caitlyn Witkowski." Com fitano, agora temos o CO mais longo 2 -registro com um único proxy marinho. Esses novos dados são inestimáveis para modeladores que agora podem fazer previsões do futuro com mais precisão. "
Witkowski e seus colegas selecionaram mais de 300 amostras de sedimentos marinhos de núcleos de águas profundas e óleos de todo o mundo, refletindo a maioria dos períodos geológicos nos últimos 500 milhões de anos.
Moléculas fósseis
As reações químicas anteriores podem ser "armazenadas" em moléculas fósseis, e assim eles podem refletir várias condições ambientais antigas. Os geoquímicos podem inferir essas condições, como a temperatura da água do mar, pH, salinidade e CO 2 níveis. Matéria orgânica, como o fitano, reflete a pressão do CO 2 na água do oceano ou na atmosfera (pCO 2 )
Embora toda matéria orgânica tenha o potencial de refletir CO 2 , o fitano é especial. Phytane é o pigmento responsável pelo nosso mundo verde. Qualquer coisa que use a fotossíntese para absorver a luz solar, incluindo plantas, algas e algumas espécies de bactérias têm clorofila, do qual o fitano é um constituinte. Plantas e algas absorvem CO 2 e produzir oxigênio.
Como a clorofila é encontrada em todo o mundo, fitano também está em toda parte, e é um dos principais constituintes da biomassa em decomposição e fossilizada. "Phytane não muda quimicamente ao longo do tempo, mesmo que tenha milhões de anos, "Witkowski diz.
Fracionamento de isótopos de carbono
CO 2 do passado é estimado a partir da matéria orgânica, como o fitano, através do fenômeno de fracionamento de isótopos de carbono durante a fotossíntese. Ao assumir CO 2 , plantas e algas preferem o isótopo de carbono leve (12C) ao invés do isótopo de carbono pesado (13C). Eles só usam o isótopo de carbono pesado quando CO 2 os níveis na água ou na atmosfera ao redor são baixos. A proporção entre esses dois isótopos, portanto, reflete o nível de dióxido de carbono no ambiente no momento do crescimento.
Isso também explica por que Witkowski não usou plantas terrestres como fonte para sua pesquisa, usando exclusivamente fitano de fontes marinhas (fossilizadas). O mundo das plantas é dividido nas chamadas plantas C3 e C4, cada um com sua própria proporção única de carbono leve para pesado. Todos os fitoplânctons têm proporções muito semelhantes em comparação com suas contrapartes vegetais. Witkowski:"Ao escolher apenas fontes marinhas, poderíamos limitar a incerteza da fonte de fitano no conjunto de dados. "
"Em nossos dados, vemos altos níveis de dióxido de carbono, alcançando 1000 ppm em oposição aos atuais 410 ppm. A este respeito, os níveis atuais não são únicos, mas a velocidade dessas mudanças nunca foi vista antes. Mudanças que normalmente levam milhões de anos agora acontecem em um século. Este CO adicional 2 -dados podem nos ajudar a entender o futuro de nosso planeta. "Em pesquisas futuras, fitano pode ser usado para voltar ainda mais no tempo do que o Fanerozóico, o mais antigo encontrado em amostras de dois bilhões de anos.
