Técnicas geológicas recentemente desenvolvidas ajudam a descobrir os registros climáticos mais precisos e de alta resolução até hoje, de acordo com um novo estudo. A pesquisa descobriu que a prática padrão de usar corais modernos e fósseis para medir as temperaturas da superfície do mar pode não ser tão direta quanto se pensava originalmente. Ao combinar técnicas microscópicas de alta resolução e modelagem geoquímica, pesquisadores estão usando a história de formação dos esqueletos de coral de Porites para ajustar os registros usados ​​para fazer previsões do clima global.

As novas descobertas são relatadas no jornal Fronteiras na ciência marinha .

Por mais de 500 milhões de anos, os corais têm monitorado passivamente as mudanças na temperatura da superfície do mar, registrando a proporção de cálcio para estrôncio e isótopos de oxigênio em seus esqueletos, disseram os pesquisadores. Os esqueletos de coral - que são feitos de mineral carbonato de cálcio - crescem em camadas como anéis de árvores que têm quantidades aumentadas de estrôncio e o isótopo mais leve de oxigênio durante a estação mais quente. Os cientistas do clima aproveitam esse processo para rastrear a temperatura da superfície do mar ao longo do tempo.

Contudo, esta técnica de monitoramento do clima tem suas falhas, disse o professor de geologia e microbiologia da Universidade de Illinois, Bruce Fouke, quem liderou a nova pesquisa.

"Podemos basear a verdade nos registros de temperatura da superfície do mar baseados em corais em comparação com registros feitos com sondas de temperatura, "Fouke disse, "Notavelmente, os registros de corais são precisos na maioria das vezes, mas há casos em que as medições estão erradas em até nove graus Celsius, e isso precisa ser corrigido. "

Para fazer crescer seus esqueletos, pólipos de coral depositam aragonita. Contudo, o mineral também se cristaliza a partir da água do mar, os pesquisadores disseram, e isso pode causar problemas ao analisar a química do esqueleto do coral original. À medida que a água do mar flui através da estrutura porosa do coral, ele deposita aragonita recém-cristalizada no topo dos esqueletos. Essa nova aragonita, que pode registrar uma temperatura diferente da superfície do mar, altera a química esquelética original através de um processo chamado diagênese, Disse Fouke.

"É difícil distinguir a aragonita diagenética do esqueleto original do coral sem o uso de microscópios de alta potência, "disse Kyle Fouke, um estudante de graduação da Bucknell University, Afiliado do Instituto Carl R. Woese de Biologia Genômica e co-autor do estudo. "Também é desafiador saber exatamente quando a alteração diagenética ocorreu - dias ou décadas após a formação dos esqueletos. A menos que você esteja usando as mais novas técnicas de microscopia para ajudar a selecionar suas amostras, você pode coletar e medir uma combinação de dois registros de temperatura muito diferentes. "

Para testar isso, a equipe coletou núcleos de perfuração de esqueletos de cabeças de corais de Porites vivos a uma profundidade de água de 3 a 30 metros na Grande Barreira de Corais, na costa da Austrália. Essas grandes cabeças de coral atingem quase 3 metros de diâmetro, e alguns vêm crescendo há centenas de anos.

"Com base em nossas análises, vemos que as porções mais antigas das cabeças de coral crescendo em águas mais profundas do mar contêm uma concentração maior de aragonita diagenética, "Kyle Fouke disse.

"Usando uma ampla gama de luz, técnicas de microscopia eletrônica e de raios-X - disponibilizadas sob a direção do co-autor do estudo Mayandi Sivaguru, um diretor associado do Instituto Carl R. Woese do Núcleo de Microscopia de Biologia Genômica da Universidade de I. de I. - fomos capazes de diferenciar claramente entre o esqueleto original e a aragonita diagenética, quando presente, "disse Lauren Todorov, um estudante de graduação em biologia celular e molecular e co-autor do estudo.

Usando essas técnicas, a equipe descobriu uma infinidade de diferentes histórias de cristalização de aragonita, variando de variações sazonais no crescimento do esqueleto a processos em menor escala que podem estar ocorrendo em ciclos diários - até mesmo de hora em hora.

Ao tomar medidas extras para resolver o tempo relativo entre a cristalização esquelética e diagenética da aragonita, a equipe integrou seus dados com modelos de mistura química para cálcio, isótopos de estrôncio e oxigênio de estudos geoquímicos de Porites de Papua Nova Guiné. Disto, a equipe criou o primeiro fator de correção confiável e reproduzível que determina a magnitude do erro que a alteração diagenética pode colocar nas medições de temperatura da superfície do mar.

"Além disso, porque isso foi conseguido usando o mineral carbonato de aragonita, que é onipresente entre a vida marinha, este mesmo fator de correção pode ser usado com outras criaturas marinhas que secretam esqueletos carbonáticos e conchas, "Bruce Fouke disse.

Os registros da temperatura da superfície do mar derivados da química do esqueleto do coral são o padrão ouro para reconstruções climáticas precisas e previsões futuras, os pesquisadores disseram, e esse novo insight apenas fortalece ainda mais essa ferramenta.