p Quase um quarto da terra no Hemisfério Norte, no valor de cerca de 9 milhões de milhas quadradas, é coberto com permafrost - solo, sedimento, e rochas que ficam congeladas por anos a fio. Vastas extensões de permafrost podem ser encontradas no Alasca, Sibéria, e o Ártico canadense, onde temperaturas de congelamento persistentes mantiveram carbono, na forma de pedaços apodrecidos de plantas e animais, trancado no chão. p Os cientistas estimam que mais de 1, 400 gigatoneladas de carbono estão presos no permafrost da Terra. Conforme as temperaturas globais sobem, e degelo do permafrost, este reservatório congelado poderia potencialmente escapar para a atmosfera como dióxido de carbono e metano, amplificando significativamente as mudanças climáticas. Contudo, pouco se sabe sobre a estabilidade do permafrost, hoje ou no passado.

p Agora, geólogos do MIT, Boston College, e em outros lugares reconstruíram a história do permafrost nos últimos 1,5 milhão de anos. Os pesquisadores analisaram depósitos de cavernas em locais em todo o oeste do Canadá e encontraram evidências de que, entre 1,5 milhão e 400, 000 anos atrás, permafrost era propenso a descongelar, mesmo em altas latitudes árticas. Desde então, Contudo, o degelo do permafrost foi limitado às regiões subárticas.

p Os resultados, publicado em Avanços da Ciência , sugerem que o permafrost do planeta mudou para um estado mais estável nos últimos 400, 000 anos, e tem sido menos suscetível ao descongelamento desde então. Neste estado mais estável, o permafrost provavelmente reteve muito do carbono que acumulou durante este tempo, tendo poucas oportunidades de liberá-lo gradualmente.

p "A estabilidade dos últimos 400, 000 anos podem realmente trabalhar contra nós, no sentido de que permitiu que o carbono se acumulasse continuamente no permafrost ao longo desse tempo. O derretimento agora pode levar a liberações substancialmente maiores de carbono para a atmosfera do que no passado, "diz o co-autor do estudo David McGee, professor associado do Departamento da Terra do MIT, Atmosférico, e Ciências Planetárias.

p Os co-autores de McGee são Ben Hardt e Irit Tal no MIT; Nicole Biller-Celander, Jeremy Shakun, e Corinne Wong no Boston College; Alberto Reyes, da Universidade de Alberta; Bernard Lauriol, da Universidade de Ottawa; e Derek Ford na Universidade McMaster.

p Aquecimento empilhado

p Períodos de aquecimento anterior são considerados períodos interglaciais, ou tempos entre eras glaciais globais. Essas janelas geologicamente curtas podem aquecer o permafrost o suficiente para descongelar. Sinais de degelo do antigo permafrost podem ser vistos em estalagmites e outros depósitos minerais deixados para trás conforme a água se move pelo solo e para dentro das cavernas. Essas cavernas, particularmente em altas latitudes árticas, são frequentemente remotos e de difícil acesso, e como resultado, pouco se sabe sobre a história do permafrost, e sua estabilidade passada em climas quentes.

p Contudo, em 2013, pesquisadores da Universidade de Oxford conseguiram amostrar depósitos em cavernas em alguns locais da Sibéria; sua análise sugeriu que o degelo do permafrost era generalizado em toda a Sibéria antes de 400, 000 anos atrás. Desde então, os resultados mostraram uma faixa muito reduzida de degelo do permafrost.

p Shakun e Biller-Celander se perguntaram se a tendência em direção a um permafrost mais estável era global, e procurou realizar estudos semelhantes no Canadá para reconstruir a história do permafrost lá. Eles se uniram aos cientistas pioneiros das cavernas Lauriol e Ford, que forneceu amostras de depósitos de cavernas que coletaram ao longo dos anos de três regiões distintas de permafrost:o sul das Montanhas Rochosas canadenses, Parque Nacional Nahanni nos Territórios do Noroeste, e o norte de Yukon.

p No total, a equipe obteve 74 amostras de espeleotemas, ou seções de estalagmites, estalactites, e flowstones, de pelo menos cinco cavernas em cada região, representando várias profundidades de caverna, geometrias, e histórias glaciais. Cada caverna amostrada foi localizada em encostas expostas que foram provavelmente as primeiras partes da paisagem permafrost a descongelar com o aquecimento.

p As amostras foram enviadas para o MIT, onde McGee e seu laboratório usaram técnicas precisas de geocronologia para determinar as idades das camadas de cada amostra, cada camada refletindo um período de degelo do permafrost.

p "Cada espeleotema foi depositado ao longo do tempo como cones de trânsito empilhados, "diz McGee." Começamos com o mais externo, camadas mais novas até a data mais recente em que o permafrost degelou. "

p Mudança ártica

p McGee e seus colegas usaram técnicas de geocronologia de urânio / tório para datar as camadas de cada espeleotema. A técnica de datação depende do processo natural de decomposição do urânio em seu isótopo filho, tório 230, e o fato de que o urânio é solúvel em água, ao passo que o tório não é.

p "Nas rochas acima da caverna, à medida que as águas se infiltram, eles acumulam urânio e deixam o tório para trás, "McGee explica." Uma vez que a água chega à superfície da estalagmite e precipita no tempo zero, você tem urânio, e sem tório. Então, gradualmente, o urânio se decompõe e produz tório. "

p A equipe perfurou pequenas quantidades de cada amostra e as dissolveu por meio de várias etapas químicas para isolar o urânio e o tório. Em seguida, eles executaram os dois elementos por meio de um espectrômetro de massa para medir suas quantidades, a proporção que eles usaram para calcular a idade de uma determinada camada.

p De sua análise, os pesquisadores observaram que as amostras coletadas do Yukon e dos locais mais distantes do norte continham amostras com não mais que 400, 000 anos de idade, sugerindo que o degelo do permafrost não ocorreu nesses locais desde então.

p "Pode ter havido algum degelo superficial, mas em termos de toda a rocha acima da caverna sendo descongelada, que não ocorreu nos últimos 400, 000 anos, e era muito mais comum antes disso, "McGee diz.

p Os resultados sugerem que o permafrost da Terra era muito menos estável antes de 400, 000 anos atrás e era mais propenso a descongelar, mesmo durante os períodos interglaciais, quando os níveis de temperatura e dióxido de carbono atmosférico estavam no mesmo nível dos níveis modernos, como outro trabalho mostrou.

p "Para ver essa evidência de um Ártico muito menos estável antes de 400, 000 anos atrás, sugere mesmo em condições semelhantes, o Ártico pode ser um lugar muito diferente, "McGee diz." Isso levanta questões para mim sobre o que fez o Ártico mudar para uma condição mais estável, e o que pode fazer com que ele saia dele. "