Nem os continentes nem os oceanos sempre foram como agora. Esses “paleomapas” mostram como os continentes e oceanos apareceram antes (em cima) e durante (em baixo) “a colisão que mudou o mundo, ”Quando a massa de terra que agora é o subcontinente indiano bateu em direção ao norte na Ásia, fechando o Mar de Tethys e construindo o Himalaia. Os níveis globais dos oceanos eram mais altos então, criando mares rasos e salgados (azul claro) que cobriam grande parte do norte da África e partes de cada um dos continentes. Uma equipe de pesquisadores de Princeton, usando amostras coletadas nos três locais marcados com estrela, criou um registro sem precedentes dos níveis de nitrogênio e oxigênio nos oceanos de 70 milhões de anos atrás até 30 milhões de anos atrás, que mostra uma grande mudança na química dos oceanos após a colisão Índia-Ásia. Outra mudança ocorreu há 35 milhões de anos, quando a Antártica começou a acumular gelo e os níveis globais do mar caíram. Crédito:Imagens criadas por Emma Kast, Universidade de Princeton, usando reconstruções paleogeográficas de Deep Time Maps, com a permissão deles
Quando a massa de terra que agora é o subcontinente indiano atingiu a Ásia há cerca de 50 milhões de anos, a colisão mudou a configuração dos continentes, a paisagem, clima global e muito mais. Agora, uma equipe de cientistas da Universidade de Princeton identificou mais um efeito:o oxigênio nos oceanos do mundo aumentou, alterando as condições de vida.
"Esses resultados são diferentes de tudo que as pessoas já viram, "disse Emma Kast, um estudante de graduação em geociências e o autor principal de um artigo que sairá na Science em 26 de abril. "A magnitude da mudança reconstruída nos pegou de surpresa."
Kast usou conchas microscópicas para criar um registro do nitrogênio do oceano durante um período de 70 milhões de anos atrás - pouco antes da extinção dos dinossauros - até 30 milhões de anos atrás. Este registro é uma enorme contribuição para o campo dos estudos do clima global, disse John Higgins, professor associado de geociências em Princeton e co-autor do artigo.
"Em nosso campo, existem registros que você considera fundamentais, que precisam ser explicados por qualquer tipo de hipótese que queira fazer conexões biogeoquímicas, "Higgins disse." Esses são poucos e distantes entre si, em parte porque é muito difícil criar discos que vão muito atrás no tempo. Rochas de cinquenta milhões de anos não revelam voluntariamente seus segredos. Eu certamente consideraria o disco de Emma um desses discos fundamentais. De agora em diante, as pessoas que desejam se envolver com as mudanças na Terra nos últimos 70 milhões de anos terão que se envolver com os dados de Emma. "
Além de ser o gás mais abundante da atmosfera, o nitrogênio é a chave para toda a vida na Terra. "Eu estudo o nitrogênio para poder estudar o meio ambiente global, "disse Daniel Sigman, Professor Dusenbury de Ciências Geológicas e Geofísicas de Princeton e autor sênior do artigo. Sigman iniciou este projeto com Higgins e o então pesquisador de pós-doutorado em Princeton Daniel Stolper, que agora é professor assistente de ciência terrestre e planetária na Universidade da Califórnia-Berkeley.
Todo organismo na Terra requer nitrogênio "fixo" - às vezes chamado de "nitrogênio biologicamente disponível". O nitrogênio constitui 78% da atmosfera do nosso planeta, mas poucos organismos podem "consertá-lo" convertendo o gás em uma forma biologicamente útil. Nos oceanos, as cianobactérias nas águas superficiais fixam nitrogênio para todas as outras formas de vida oceânica. À medida que as cianobactérias e outras criaturas morrem e afundam, eles se decompõem.
O nitrogênio tem dois isótopos estáveis, 15 N e 14 N. Em águas pobres em oxigênio, a decomposição consome nitrogênio "fixo". Isso ocorre com uma ligeira preferência pelo isótopo de nitrogênio mais leve, 14 N, então o oceano é 15 N-to- 14 A proporção de N reflete seus níveis de oxigênio.
Essa proporção é incorporada a pequenas criaturas marinhas chamadas foraminíferos durante suas vidas, e então preservados em suas conchas quando morrem. Ao analisar seus fósseis, coletados pelo Programa de Perfuração Oceânica do Atlântico Norte, Pacífico Norte, e Atlântico Sul - Kast e seus colegas conseguiram reconstruir o 15 N-to- 14 Razão N do oceano antigo, e, portanto, identificar mudanças anteriores nos níveis de oxigênio.
O oxigênio controla a distribuição dos organismos marinhos, com águas pobres em oxigênio, prejudicando a maior parte da vida no oceano. Muitos eventos anteriores de aquecimento do clima causaram diminuições no oxigênio do oceano que limitaram os habitats das criaturas marinhas, do plâncton microscópico aos peixes e baleias que se alimentam deles. Os cientistas que tentam prever o impacto do aquecimento global atual e futuro alertaram que os baixos níveis de oxigênio do oceano podem dizimar os ecossistemas marinhos, incluindo importantes populações de peixes.
Quando os pesquisadores reuniram seu registro geológico sem precedentes de nitrogênio oceânico, eles descobriram que nos 10 milhões de anos após a extinção dos dinossauros, a proporção de 15N para 14N era alta, sugerindo que os níveis de oxigênio no oceano estavam baixos. Eles primeiro pensaram que o clima quente da época era o responsável, como o oxigênio é menos solúvel em água mais quente. Mas o momento contou outra história:a mudança para o oxigênio oceânico mais elevado ocorreu cerca de 55 milhões de anos atrás, durante uma época de clima continuamente quente.
"Contrariamente às nossas primeiras expectativas, o clima global não foi a principal causa desta mudança no ciclo de oxigênio e nitrogênio dos oceanos, "Kast disse. O culpado mais provável? Placas tectônicas. A colisão da Índia com a Ásia - apelidada de" a colisão que mudou o mundo "pelo lendário geocientista Wally Broecker, um fundador da pesquisa climática moderna - fechou um antigo mar chamado Tétis, perturbando as plataformas continentais e suas conexões com o oceano aberto.
"Ao longo de milhões de anos, mudanças tectônicas têm o potencial de ter efeitos massivos na circulação do oceano, "disse Sigman. Mas isso não significa que as mudanças climáticas podem ser descontadas, ele adicionou. "Em escalas de tempo de anos a milênios, o clima tem a vantagem. "
"Evidência de isótopos de nitrogênio para suboxia expandida do oceano no início do Cenozóico, "por Emma R. Kast, Daniel A. Stolper, Alexandra Auderset, John A. Higgins, Haojia Ren, Xingchen T. Wang, Alfredo Martínez-García, Gerald H. Haug e Daniel M. Sigman, aparece na edição de 26 de abril de Ciência e foi lançado online em 25 de abril.
