Como plantas e animais sobreviveram cerca de 200 milhões de anos atrás, quando a concentração de dióxido de carbono subiu para 6.000 partes por milhão? Paul Olsen, geólogo e paleontólogo do Observatório da Terra Lamont-Doherty da Columbia Climate School, nos mostrou o que os cientistas sabem sobre os níveis de dióxido de carbono ao longo do tempo.
Embora ninguém estivesse por perto para medir o CO da atmosfera₂ concentração de milhões de anos atrás, os paleoclimatologistas podem reconstruir a temperatura passada e os níveis de dióxido de carbono usando núcleos de gelo, anéis de árvores, corais, pólen antigo e rochas sedimentares. Esses registradores naturais de flutuações climáticas também podem revelar como vários animais e plantas prosperaram ou morreram durante diferentes períodos geológicos.

Ao estudar a Era dos Dinossauros, por exemplo, alguns pesquisadores dissecam folhas que ficaram presas em camadas de sedimentos. “Os pequenos buracos na pele das folhas são mais comuns quando há níveis mais baixos de dióxido de carbono”, explicou Paul Olsen, geólogo e paleontólogo do Observatório da Terra Lamont-Doherty da Columbia Climate School.

Cientistas como Olsen descobriram repetidamente que, durante vários períodos da história da Terra, os organismos experimentaram concentrações radicalmente mais altas de dióxido de carbono e temperaturas médias mais quentes do que hoje. No entanto, isso não significa que tudo ficará bem se continuarmos aquecendo o planeta queimando combustíveis fósseis.

"O problema hoje não é apenas a temperatura global mais alta ou os níveis de dióxido de carbono. O problema é a taxa de mudança", explicou Olsen. "Durante a maior parte da história da Terra, os níveis de dióxido de carbono geralmente mudaram muito lentamente. Isso deu aos organismos e seus ecossistemas tempo suficiente para se adaptar às mudanças climáticas por meio da evolução e da migração".

Cientistas do clima alertam que, no próximo século, a taxa de mudança será 10 vezes mais rápida do que qualquer padrão climático que se desenrolou nos últimos 65 milhões de anos. Por causa da rápida taxa de aquecimento de hoje, até 14% de todas as plantas e animais em terra podem enfrentar a extinção nas próximas décadas, de acordo com um relatório do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas.

Os altos e baixos climáticos da Terra

Durante o Período Cambriano, que durou de 542 milhões a 485,4 milhões de anos atrás, algumas fontes estimam que o CO₂ os níveis podem ter sido cerca de 20 vezes maiores do que hoje, e as temperaturas foram mais quentes em 10 graus Celsius.

Os seres vivos não pareciam se importar com as condições escaldantes. Durante esse período, a oxigenação dos oceanos levou a uma explosão de vida conhecida como "explosão cambriana". Havia uma gama diversificada de criaturas marinhas como trilobitas, incluindo predadores antigos maiores chamados Anomalocaris e animais em forma de lesma com conchas. Enquanto isso, em terra, as primeiras plantas começaram a criar raízes há cerca de 500 milhões de anos, possivelmente desfrutando de altos níveis de dióxido de carbono atmosférico, disse Olsen.

"Mas as proxies de 500 a 400 milhões de anos atrás não são tão bem elaboradas neste momento", alertou. "A maioria dos dados e gráficos dos níveis de dióxido de carbono na história da Terra começam há cerca de 350 milhões de anos."

Durante o Período Ordoviciano (cerca de 488,3 a 443,8 milhões de anos atrás), o nível do mar era 220 metros mais alto do que hoje; as regiões ao norte do cinturão tropical estavam sob o oceano. Peixes primitivos, algas vermelhas, corais e alguns outros animais marinhos, como cefalópodes e gastrópodes, faziam parte de ecossistemas prósperos, até serem atingidos por uma tragédia sem precedentes, que pode ter sido desencadeada por mudanças repentinas no CO₂ sub> níveis.

Foi a primeira grande extinção em massa da Terra. Começando há cerca de 443 milhões de anos, eliminou aproximadamente 85% de todas as espécies marinhas por até dois milhões de anos. A causa permanece desconhecida, mas alguns cientistas especulam que pode ter sido associada à formação de geleiras maciças e uma queda drástica no nível do mar depois que o supercontinente Gondwana derivou em direção ao Pólo Sul. Um estudo de 2012 sugeriu que as primeiras plantas terrestres podem ter causado a queda das temperaturas globais ao absorver CO₂ , desencadeando uma era glacial. Por outro lado, em um estudo de 2020, cientistas do Canadá levantaram a hipótese de que erupções vulcânicas generalizadas liberaram enormes quantidades de dióxido de carbono que aqueceram abruptamente o planeta e desencadearam dois pulsos de extinções em massa em dois milhões de anos.

Como os dinossauros sobreviveram apesar do CO excepcionalmente alto₂ níveis?

O Período Triássico (252 a 201 milhões de anos atrás) deu início à era dos dinossauros.

"Naquela época, era extremamente quente porque as concentrações de dióxido de carbono atmosférico eram cinco vezes maiores do que os níveis atuais", explicou Olsen. "E, no entanto, a vida marinha e terrestre estava prosperando."

No início do Período Triássico, o supercontinente de Pangea abrangia a massa de terra de todos os sete continentes modernos. Répteis ou sinapsídeos semelhantes a mamíferos dominavam o mundo. Rãs e salamandras estavam apenas começando a evoluir. Depois disso, uma gama mais ampla de arcossauros - um grupo de répteis que inclui crocodilianos, pássaros e dinossauros - assumiu.

Os primeiros dinossauros surgiram há cerca de 232 milhões de anos. Eles eram tão pequenos quanto cães.

Para o Triássico Superior e o Jurássico anterior (aproximadamente 237-174 milhões de anos atrás), os cientistas não encontraram nenhuma evidência de camadas de gelo glacial polar em registros fósseis – provavelmente resultado de níveis de dióxido de carbono que podem ter atingido até 6.000 partes por milhão. Durante este estado de estufa, densas florestas de coníferas e decíduas cobriram a maior parte da Pangea do Pólo Norte e Pólo Sul até as latitudes subtropicais.

No entanto, cerca de 230 milhões de anos atrás, a Pangea começou a se desintegrar. Enquanto a América do Norte se afastava da Eurásia e da África, o magma invadiu a crosta terrestre em uma área enorme, causando uma das erupções vulcânicas mais significativas da história da Terra. Isso desencadeou um evento de extinção em massa há 202 milhões de anos que eliminou 80% de todos os organismos, incluindo muitos tipos anteriormente dominantes de grandes répteis tropicais do Triássico, como os fitossauros semelhantes a crocodilos.

A maioria dos pesquisadores acredita que o evento de extinção em massa do final do Triássico está diretamente ligado às erupções vulcânicas generalizadas, disse Olsen. Cada erupção pode ter durado continuamente por dezenas ou mesmo centenas de anos, e houve muitas erupções. Eles foram associados a uma duplicação abrupta para a triplicação do dióxido de carbono atmosférico em pouco tempo.

"É bastante comparável ao que os humanos estão fazendo com o planeta agora", disse ele. Um estudo de 2019 revelou que as atividades humanas estão liberando anualmente até 100 vezes mais carbono na atmosfera do que os vulcões.

Os níveis excepcionalmente altos de dióxido de carbono há 202 milhões de anos resultaram na acidificação dos oceanos e anóxia, ou perda de oxigênio debaixo d'água. Olsen e seus colegas identificaram esses fatores como os maiores impulsionadores desse grande evento de extinção em massa que eliminou invertebrados marinhos e corais.

Em um estudo recente, eles descobriram que enormes quantidades de dióxido de enxofre também foram bombeadas para a atmosfera durante os vários pulsos de erupções vulcânicas. Isso causou períodos frios intensos, embora curtos, à medida que os aerossóis de enxofre refletiam a luz do sol no espaço sideral.

"Esse período frio pode ter durado apenas alguns anos ou 100 anos no máximo", explicou Olsen. Em terra, os invernos vulcânicos eliminaram os animais que não tinham isolamento, como penas, gordura ou camadas grossas de pêlo. Dinossauros que tinham isolamento suficiente sobreviveram e assumiram o controle.

Após cada breve período de frio, a Terra experimentou dezenas a centenas de milhares de anos de aquecimento global devido aos aumentos abruptos nos níveis de dióxido de carbono atmosférico das erupções.

Como as temperaturas globais e o CO₂ os níveis se estabilizam antes que as pessoas apareçam?

Concentrações extremamente altas de dióxido de carbono desaparecem da atmosfera por meio de três mecanismos principais. A primeira é que o oceano absorve grandes quantidades para criar um equilíbrio na atmosfera.

O segundo mecanismo da Terra para sugar CO₂ fora do ar é através do intemperismo das rochas. Os produtos desse tipo de sequestro natural de carbono acabam nos oceanos como calcário.

O terceiro mecanismo é a fotossíntese. As plantas absorvem dióxido de carbono e, se forem enterradas em sedimentos antes de se decomporem, o carbono em seus tecidos será armazenado no subsolo. Esses três mecanismos ocorrem lentamente ao longo de vários milhares de anos.

"Mas quando a Terra experimenta mudanças rápidas nas concentrações de CO atmosférico₂ – como o que estamos experimentando hoje por causa das atividades humanas – esses três mecanismos não respondem rápido o suficiente para compensar as taxas impressionantes de mudança", explicou Olsen.

Nos últimos 60 anos, a taxa anual de aumento do CO atmosférico₂ foi 100 vezes mais rápido do que os aumentos naturais relativamente recentes que ocorreram cerca de 17.000 anos atrás, no final da última era glacial. Em 2021, a concentração média global de CO₂ atingiu seu nível mais alto registrado de 414,72 ppm.

“Isso é semelhante à taxa de mudança que ocorreu há cerca de 202 milhões de anos, após gigantescas erupções vulcânicas e também após impactos de asteroides que desencadearam o quinto evento de extinção em massa há cerca de 66 milhões de anos”, acrescentou Olsen.

Os humanos poderiam sobreviver a condições climáticas hostis como as da Era dos Dinossauros?

Embora a Terra tenha visto inúmeras flutuações nos níveis de dióxido de carbono no passado, a maioria delas ocorreu em taxas nas quais os organismos foram capazes de se adaptar e evoluir às mudanças climáticas. Isso é menos provável no ritmo acelerado de aquecimento de hoje.

“A taxa de mudança que estamos experimentando hoje por causa das emissões de gases de efeito estufa causadas pelo homem está entre as mais altas que a Terra já viu”, disse Olsen. "Níveis mais altos de dióxido de carbono na atmosfera são estados normais para o nosso planeta. Nosso estado mais baixo atual é incomum. No entanto, é essa taxa de mudança que é a mais importante."

Olsen levantou a hipótese de que mesmo com CO atmosférico extremamente alto₂ níveis de 6.000 ppm que foram registrados durante a Era dos Dinossauros e o subsequente aquecimento global, os humanos poderiam sobreviver - graças aos avanços tecnológicos, em vez da evolução.

E mesmo que as regiões interiores dos continentes sejam insuportavelmente quentes, lugares em latitudes mais altas ainda podem ser frios e habitáveis.

No entanto, com altas taxas de mudança climática em curtos períodos, Olsen alertou que haverá rupturas sociais significativas devido aos recursos limitados de alimentos e água – resultando em guerras e conflitos.

Em outras palavras, nossa espécie poderia teoricamente sobreviver, mas provavelmente não estaríamos vivendo nossas melhores vidas. + Explorar mais

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Esta história foi republicada por cortesia do Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.