Mudanças nas águas subterrâneas há milhões de anos criaram camadas alternadas de amarelo vivo e marrom no mineral esfalerita, e essas variações se alinham com os movimentos na órbita da Terra que impactaram o clima no passado profundo, Cientistas da Penn State descobriram.

As descobertas fornecem novas evidências de como as mudanças no clima influenciaram as chuvas e as águas subterrâneas do planeta, um processo que os cientistas não documentaram bem, disseram os pesquisadores.

"Este estudo mostra que o bandeamento de esfalerita pode ser usado como uma impressão digital da água subterrânea no passado geológico, "disse Mingsong Li, professor assistente de pesquisa em geociências na Penn State. "A água subterrânea é crucial para a compreensão da mudança global do nível do mar, intemperismo químico e evolução da paisagem, e este estudo apresenta uma nova ideia para ajudar a discernir o papel das águas subterrâneas no sistema terrestre. "

O aumento da precipitação influenciou a formação de faixas coloridas em amostras de esfalerita do Distrito Mineral do Vale do Alto Mississippi no Meio-Oeste dos EUA, disseram os cientistas. Mais chuvas levam a águas subterrâneas ricas em oxigênio fluindo para as profundezas onde o mineral se formou, e o aumento da oxidação resultou em faixas amarelas mais claras. Tempos mais secos produziram cores marrons mais escuras.

Usando a nova tecnologia de namoro, os cientistas descobriram que esses padrões de deposição correspondiam a mudanças na órbita da Terra ao longo de dezenas de milhares a centenas de milhares de anos, conhecido como ciclos astronômicos de Milankovitch.

Esses ciclos referem-se a mudanças na forma da órbita da Terra e variações na inclinação de sua rotação que podem ter levado ao aquecimento, condições mais úmidas por períodos de 299 milhões a 252 milhões de anos atrás, quando a esfalerita se formou, disseram os cientistas.

"O que estamos fazendo é casar a pesquisa geoquímica sobre minérios com o que sabemos sobre os ciclos astronômicos de pesquisas muito diferentes, "disse Hubert Barnes, distinto professor emérito da Penn State. "Ninguém jamais fez uma tentativa disso antes."

A pesquisa baseia-se em trabalhos anteriores que mostram fluidos hidrotérmicos que criaram depósitos de minério nos dias modernos de Iowa, Illinois e Wisconsin começaram como águas subterrâneas nas Montanhas Apalaches. A água foi aquecida por processos geotérmicos e coletou metais e solutos ao longo de sua jornada.

Mas durante épocas de alta precipitação, novas fontes de água subterrânea fluíram para cerca de 3, 000 pés abaixo da superfície transportando níveis mais elevados de oxigênio e se misturando com os fluidos hidrotérmicos para criar faixas coloridas diferentes na esfalerita.

Os pesquisadores digitalizaram um perfil em tons de cinza da esfalerita de Wisconsin e analisaram as bandas usando um novo software de computador que pode detectar sinais periódicos nas amostras. Eles encontraram picos de frequência distintos nas bandas que se correlacionam com os ciclos de Milankovitch.

Os resultados - publicados hoje (12 de novembro) no jornal Cartas de Perspectiva Geoquímica - pode ajudar a explicar as mudanças no nível do mar durante os momentos da história da Terra quando o planeta era quente demais para o gelo, disseram os cientistas.

Mudanças nas águas subterrâneas podem ter impactos reais no nível do mar. Se toda a água subterrânea fosse drenada para os oceanos hoje, o nível do mar subiria mais de 180 pés, de acordo com os cientistas.

No entanto, as projeções do nível do mar médio global de longo prazo em escalas de tempo de centenas a milhares de anos, muitas vezes não incluem as contribuições do armazenamento de água terrestre, disseram os cientistas. O Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas, por exemplo, considera que o armazenamento de água na contribuição da terra para o aumento do nível do mar é pequeno.

“Esta pesquisa abre uma nova forma de avaliar o controle do clima nas atividades de águas subterrâneas ligadas aos ciclos globais da água, "Disse Li." Esta é a primeira evidência direta a mostrar atividades de águas subterrâneas no passado profundo. "