Um foraminífero vivo, um tipo de plâncton marinho, que os pesquisadores cresceram em cultura de laboratório. Para reconstruir o clima do passado, espécimes fossilizados são coletados de sedimentos do fundo do mar. Crédito:Bärbel Hönisch / Lamont-Doherty Earth Observatory
Um novo estudo de um período antigo que é considerado o análogo natural mais próximo da era das emissões de carbono do homem moderno descobriu que o vulcanismo maciço enviou grandes ondas de carbono para os oceanos ao longo de milhares de anos, mas que a natureza não chegou perto de igualar o que os humanos estão fazendo hoje. O estudo estima que os humanos agora estão introduzindo o elemento três a oito vezes mais rápido, ou possivelmente até mais. As consequências para a vida na água e na terra são potencialmente catastróficas. Os resultados aparecem esta semana no jornal Proceedings of the National Academy of Sciences .
Pesquisadores do Observatório Terrestre Lamont-Doherty da Universidade de Columbia examinaram as condições do oceano há 55,6 milhões de anos, uma época conhecida como Máximo Térmico Paleoceno-Eoceno (PETM). Antes disso, o planeta já estava consideravelmente mais quente do que é hoje, e o crescente CO 2 os níveis do PETM elevaram as temperaturas mais 5 a 8 graus C (9 a 14 graus F). Os oceanos absorveram grandes quantidades de carbono, estimulando reações químicas que fizeram com que as águas se tornassem altamente ácidas, e matar ou prejudicar muitas espécies marinhas.
Os cientistas sabem sobre o aumento do carbono PETM há anos, mas até agora, têm estado inseguros sobre o que o causou. Além do vulcanismo, as hipóteses incluíram a dissolução repentina de metano congelado (que contém carbono) das lamas do fundo do oceano, ou mesmo uma colisão com um cometa. Os pesquisadores também não têm certeza sobre a quantidade de dióxido de carbono presente no ar, e, portanto, quanto os oceanos absorveram. O novo estudo solidifica a teoria do vulcão, e a quantidade de carbono que foi lançada no ar.
A pesquisa é diretamente relevante para hoje, disse a autora principal Laura Haynes, que fez a pesquisa como estudante de graduação em Lamont-Doherty. "Queremos entender como o sistema terrestre vai responder ao rápido CO 2 emissões agora, "disse ela." O PETM não é o análogo perfeito, mas é a coisa mais próxima que temos. Hoje, as coisas estão indo muito mais rápido. ”Haynes agora é professor assistente no Vassar College.
O co-autor do estudo, Bärbel Hönisch, captura foraminíferos a 13 km de Porto Rico, perto da superfície do oceano. As amostras foram trazidas de volta ao laboratório para serem incubadas em condições controladas. Crédito:Laura Haynes / Observatório da Terra Lamont-Doherty
Até agora, estudos marinhos do PETM basearam-se em escassos dados químicos dos oceanos, e suposições baseadas em um certo grau de suposições que os pesquisadores alimentaram em modelos de computador.
Os autores do novo estudo abordaram as questões de forma mais direta. Eles fizeram isso cultivando minúsculos organismos marinhos com conchas chamados foraminíferos na água do mar, que eles formularam para se assemelhar às condições altamente ácidas do PETM. Eles registraram como os organismos absorviam o elemento boro em suas conchas durante o crescimento. Eles então compararam esses dados com análises de boro de foraminíferos fossilizados em núcleos do fundo do oceano Pacífico e Atlântico que abrangem o PETM. Isso permitiu que eles identificassem assinaturas de isótopos de carbono associadas a fontes de carbono específicas. Isso indicou que os vulcões eram a principal fonte - provavelmente de erupções massivas centradas no que hoje é a Islândia, à medida que o oceano Atlântico Norte se abriu, e o norte da América do Norte e a Groenlândia se separaram do norte da Europa.
Os pesquisadores dizem que os pulsos de carbono, que outros estimam durou pelo menos 4, 000 a 5, 000 anos, adicionaram até 14,9 quatrilhões de toneladas métricas de carbono aos oceanos - um aumento de dois terços em relação ao conteúdo anterior. O carbono teria vindo do CO 2 emitido diretamente pelas erupções, a combustão das rochas sedimentares circundantes, e algum metano jorrando das profundezas. À medida que os oceanos absorviam carbono do ar, as águas tornaram-se altamente ácidas, e permaneceu assim por dezenas de milhares de anos. Há evidências de que isso matou grande parte da vida no fundo do mar, e provavelmente outras criaturas marinhas também.
Hoje, as emissões humanas estão fazendo com que o dióxido de carbono na atmosfera suba rapidamente, e os oceanos estão novamente absorvendo muito dele. A diferença é que o estamos introduzindo muito mais rápido do que os vulcões - em décadas, em vez de milênios. Os níveis atmosféricos aumentaram de cerca de 280 partes por milhão no século XVIII para cerca de 415 hoje, e eles estão em um caminho para continuar crescendo rapidamente. Os níveis atmosféricos já estariam muito mais altos se os oceanos não estivessem absorvendo tanto. Como eles fazem, a rápida acidificação está começando a estressar a vida marinha.
“Se você adicionar carbono lentamente, coisas vivas podem se adaptar. Se você fizer isso muito rápido, isso é um grande problema, "disse o co-autor do estudo, Bärbel Hönisch, um geoquímico em Lamont-Doherty. Ela ressaltou que mesmo com o ritmo muito mais lento do PETM, a vida marinha teve grandes mortandades. "O passado viu algumas consequências terríveis, e isso não é um bom presságio para o futuro, "disse ela." Estamos ultrapassando o passado, e as consequências provavelmente serão muito sérias. "
