p O manto de gelo da Groenlândia deve sua existência ao crescimento de um arco de ilhas no sudeste da Ásia - que se estende de Sumatra à Nova Guiné - nos últimos 15 milhões de anos, um novo estudo afirma. p De acordo com uma análise de pesquisadores da Universidade da Califórnia, Berkeley, UC Santa Barbara e um instituto de pesquisa em Toulouse, França, à medida que o continente australiano empurrou essas ilhas vulcânicas para fora do oceano, as rochas foram expostas à chuva misturada com dióxido de carbono, que é ácido. Minerais dentro das rochas dissolvidos e lavados com o carbono para o oceano, consumindo dióxido de carbono suficiente para resfriar o planeta e permitir a formação de grandes camadas de gelo sobre a América do Norte e o norte da Europa.

p "Você tem a crosta continental da Austrália escavando essas ilhas vulcânicas, dando a você montanhas realmente altas ao sul do equador, "disse Nicholas Swanson-Hysell, professor associado de ciências terrestres e planetárias na UC Berkeley e autor sênior do estudo. "Então, você tem esse grande aumento de área de terra que é bastante íngreme, em uma região onde é quente e úmido e muitos tipos de rochas que têm a capacidade de sequestrar carbono naturalmente. "

p Começando cerca de 15 milhões de anos atrás, esta construção de montanha tropical retira dióxido de carbono na atmosfera, diminuindo a força do efeito estufa e resfriando o planeta. Por cerca de 3 milhões de anos atrás, A temperatura da Terra era fria o suficiente para permitir que a neve e o gelo permanecessem durante o verão e se transformassem em enormes mantos de gelo no hemisfério norte, como aquele que cobre a Groenlândia hoje.

p Uma vez que os mantos de gelo do hemisfério norte cresceram, outras dinâmicas climáticas levaram a um ciclo de máximos e mínimos glaciais a cada 40, 000 a 100, 000 anos. No máximo glacial mais recente, Cerca de 15, 000 anos atrás, enormes mantos de gelo cobriam a maior parte do Canadá, as porções do norte dos EUA, bem como a Escandinávia e grande parte das Ilhas Britânicas.

p “Se não fosse pelo sequestro de carbono que está acontecendo nas ilhas do sudeste asiático, não teríamos acabado com o clima que inclui uma camada de gelo da Groenlândia e esses ciclos glaciais e interglaciais, "Swanson-Hysell disse." Nós não teríamos cruzado este CO atmosférico ₂ limiar para iniciar mantos de gelo do hemisfério norte. "

p O crescimento e declínio periódicos dos mantos de gelo do norte - o ciclo de máximos e mínimos glaciais - é provavelmente adiado, devido às emissões humanas que aumentaram as concentrações de dióxido de carbono na atmosfera.

p "Um processo que levou milhões de anos, revertemos em 100 anos, "Swanson-Hysell disse." Durante as próximas dezenas a centenas de milhares de anos, processos geológicos em lugares como o Sudeste Asiático irão diminuir o CO mais uma vez ₂ níveis na atmosfera - um ritmo que é frustrantemente lento quando a humanidade está enfrentando o impacto do aquecimento global atual. "

p Estudante de doutorado da UC Berkeley Yuem Park, Swanson-Hysell e seus colegas, incluindo Francis Macdonald da UC Santa Barbara e Yves Goddéris da Géosciences Environnement Toulouse, publicará suas descobertas esta semana no jornal Anais da Academia Nacional de Ciências .

p Intemperismo de sequestro de carbono de rocha

p Os geólogos há muito especulam sobre os processos que aquecem e resfriam periodicamente o planeta, ocasionalmente cobrindo todo o globo com gelo e transformando-o na chamada bola de neve da Terra.

p Assim que os cientistas perceberam isso, ao longo de milhões de anos, processos tectônicos movem massas de terra ao redor do planeta como enormes peças de um quebra-cabeça, eles buscaram uma conexão entre movimentos continentais - e colisões - e eras glaciais. Os ciclos da órbita da Terra são responsáveis ​​pelos 40, 000- ou 100, Flutuações de temperatura de 000 anos que se sobrepõem ao aquecimento e resfriamento de longo prazo.

p A ascensão do Himalaia na Ásia nas latitudes médias nos últimos 50 milhões de anos tem sido um dos principais candidatos para o resfriamento e o início de um clima glacial após um intervalo geológico estendido sem mantos de gelo. Alguns anos atrás, Contudo, Swanson-Hysell e Macdonald viram uma correlação entre a construção de montanhas em áreas tropicais e o início de intervalos de tempo com eras glaciais nos últimos 500 milhões de anos.

p Em 2017, eles propuseram que uma grande era do gelo, 445 milhões de anos atrás, foi desencadeada pela construção de montanhas nos trópicos, e eles seguiram isso em 2019 com uma correlação mais completa dos últimos quatro intervalos de tempo de clima glacial e colisões entre continentes e arcos de ilhas tropicais. Eles argumentam que a combinação de maior exposição de rocha com minerais que podem sequestrar carbono e uma plenitude de chuva tropical quente é particularmente eficaz para puxar dióxido de carbono da atmosfera.

p O processo envolve a dissolução química das rochas que consomem dióxido de carbono, que é então bloqueado em minerais carbonáticos que formam a rocha calcária no oceano. O cálcio dentro das conchas que você encontra na praia pode ter vindo de uma montanha tropical do outro lado do mundo, Swanson-Hysell disse.

p "Construímos um novo banco de dados desses tipos de eventos de construção de montanhas e, em seguida, reconstruímos a latitude em que eles aconteceram, "Swanson-Hysell disse." Então vimos, Ei, há muito resfriamento quando há muito desse tipo de montanha sendo construído nos trópicos, que é o cenário do sudeste asiático. As ilhas do sudeste asiático são os melhores análogos para processos que também vimos no passado. "

p Para o artigo atual, Parque, Swanson-Hysell e Macdonald se juntaram a Goddéris para modelar com mais precisão quais seriam os níveis de dióxido de carbono com as mudanças no tamanho das ilhas do sudeste asiático.

p Os pesquisadores primeiro recriaram os tamanhos das ilhas à medida que cresciam nos últimos 15 milhões de anos, focando principalmente no maior:Java, Sumatra, as Filipinas, Sulawesi e Nova Guiné. Eles calcularam que a área das ilhas aumentou de 0,3 milhão de quilômetros quadrados há 15 milhões de anos para 2 milhões de quilômetros quadrados hoje. Eliel Anttila, estudante de graduação da UC Santa Bárbara, que era um estudante de graduação em ciências da terra e planetárias na UC Berkeley e é co-autor do artigo, contribuiu para este aspecto da pesquisa.

p Eles então usaram o modelo de computador GEOCLIM de Godderis para estimar como o crescimento dessas ilhas alterou os níveis de carbono na atmosfera. Junto com o acadêmico de pós-doutorado da UC Berkeley Pierre Maffre, que recentemente obteve seu Ph.D. no laboratório de Godderis, eles atualizaram o modelo para considerar o efeito variável de diferentes tipos de rochas. O modelo está vinculado a um modelo climático para relacionar o CO ₂ níveis de temperatura global e precipitação.

p Eles descobriram que o aumento da área de terra ao longo da borda sudeste do Pacífico correspondeu ao resfriamento global, como reconstruído a partir de composições de isótopos de oxigênio em sedimentos oceânicos. Os níveis de dióxido de carbono inferidos do modelo também correspondem a algumas estimativas baseadas em medição, embora Swanson-Hysell admita que estimar CO ₂ níveis há mais de um milhão de anos é difícil e incerto.

p Com base em seu modelo, intemperismo químico nas ilhas do sudeste asiático por si só diminuiu o CO ₂ níveis de mais de 500 partes por milhão (ppm) 15 milhões de anos atrás a aproximadamente 400 ppm 5 milhões de anos atrás e, finalmente, para níveis pré-industriais de 280 ppm. A queima de combustível fóssil agora elevou o nível de dióxido de carbono na atmosfera para 411 ppm - níveis que não eram vistos na Terra há milhões de anos.

p Embora o limite para a glaciação do Ártico seja estimado em cerca de 280 ppm de dióxido de carbono, o limite para a formação de manto de gelo no Pólo Sul é muito mais alto:cerca de 750 ppm. É por isso que os mantos de gelo da Antártica começaram a se formar muito antes, cerca de 34 milhões de anos atrás, do que aqueles no Ártico.

p Embora o modelo dos pesquisadores não lhes permita isolar os efeitos climáticos da ascensão do Himalaia, o cenário de ilhas do sudeste asiático por si só pode ser responsável pelo aparecimento de mantos de gelo do hemisfério norte. Eles exploraram o efeito de eventos vulcânicos ocorrendo na mesma época, incluindo fluxos de lava massivos, ou basaltos de inundação, como os da Etiópia e da América do Norte (armadilhas colombianas). Embora o intemperismo dessas rochas tenha sido proposto como um gatilho da era do gelo, o modelo mostra que esta atividade desempenhou um papel menor, em comparação com a ascensão das ilhas do sudeste asiático.

p "Esses resultados destacam que o estado do clima da Terra é particularmente sensível às mudanças na geografia tropical, "concluem os autores.

p Swanson-Hysell credita o France-Berkeley Fund do campus por fornecer recursos para uma colaboração inicial com Goddéris que resultou em uma grande doação colaborativa do programa Frontier Research in Earth Science da National Science Foundation (NSF) para prosseguir com a pesquisa resultante neste artigo.

p A equipe franco-americana planeja modelar outras eras glaciais passadas, incluindo aquele no período Ordoviciano, 445 milhões de anos atrás, que, em 2017, A proposta de Swanson-Hysell e Macdonald foi desencadeada por uma colisão semelhante à que ocorre hoje nas ilhas do sudeste asiático. Essa colisão ocorreu durante a primeira fase de construção da montanha Appalachian, quando o atual leste dos EUA estava localizado nos trópicos.