Ciclagem acelerada do carbono marinho forçada pela desgaseificação tectônica sobre o Ótimo Clima do Mioceno

(a) Localização dos sites discutidos neste estudo, com destaque para o novo site IODP U1505 (estrela vermelha). (b e c) Visão geral do bentônico δ ¹⁸ O e δ ¹³ Registros C com a evolução das camadas de gelo polares (sombra cinza). (d) Taxas globais de produção de crosta oceânica com intervalos de confiança de 95%. (e) CO atmosférico reconstruído₂ níveis derivados do isótopo de boro e alcenona. A ocorrência do Grupo Basalto do Rio Columbia (CRBG) é mostrada por um retângulo laranja (f e g) Sensibilidade de excentricidade do bentônico δ ¹⁸ O e δ ¹³ C (S_ecc -δ ¹⁸ O e S_ecc -δ ¹³ C) de sites IODP/ODP selecionados. (h) Relação de fase evolutiva entre δ ¹⁸ O e δ ¹³ Registros C nas bandas 405-ka. Apenas resultados com coerência>0,6 são apresentados. Relações de fase positivas e negativas indicam que δ ¹⁸ O adiantamentos e atrasos δ ¹³ C, respectivamente. O sombreado amarelo marca o período em que δ ¹³ C leva δ ¹⁸ Ó durante o MCO. Crédito:Boletim Científico (2024). DOI:10.1016/j.scib.2023.12.052

Em uma publicação recente no Science Bulletin , uma equipe multidisciplinar de autores da Universidade de Tongji, do Segundo Instituto de Oceanografia (Ministério de Recursos Naturais), do Instituto de Meio Ambiente Terrestre (Academia Chinesa de Ciências) e da Universidade de Utrecht relata pela primeira vez que entradas massivas de carbono provenientes do vulcanismo e do fundo do mar a propagação impactou as relações da fase orbital entre o ciclo do carbono e as mudanças climáticas.

Mudanças passadas no clima e no ciclo do carbono foram documentadas pela composição isotópica estável do oxigênio e do carbono foraminíferos bentônicos, uma vez que são representantes do clima-criosfera e das transferências de carbono entre o oceano e outros reservatórios, respectivamente. Além disso, as alterações climáticas globais na criosfera e o ciclo do carbono marinho foram significativamente regulados pela excentricidade, obliquidade e precessão orbital da Terra, com o ciclo de 405.000 anos a ter um efeito particularmente pronunciado.

Quando a Terra foi glaciada por mantos de gelo unipolares na Antártica durante o Oligoceno e o Mioceno, há cerca de 34 a 6 milhões de anos, as variações na criosfera climática global e no ciclo do carbono marinho exibiram um comportamento quase em fase em escalas de tempo de excentricidade.

(a) Comparação entre o CNTR e o SCEN 1, (b) o CNTR e o SCEN 2 e (c) o CNTR e o INT. As forças de modelagem incluem mudanças no ETP, a entrada de carbono da desgaseificação tectônica (Tg=10¹² g) e a fração de carbono orgânico enterrado. Os resultados do modelo apresentados aqui são CO atmosférico₂ concentrações e o δ ¹³ C de carbono inorgânico dissolvido em águas de fundo. A relação de fase evolutiva entre o δ ¹³ C_CNTR e o δ ¹³ C_{SCEN1/SCEN2/INT} no ciclo de 405 ka é mostrado. Crédito:Boletim Científico (2024). DOI:10.1016/j.scib.2023.12.052

Nesta base, foi observado um atraso de fase moderado, mas perceptível, do ciclo do carbono marinho em relação às mudanças climáticas-criosfera de cerca de 19,2 mil anos. Este atraso de fase foi atribuído ao tempo de residência relativamente longo do carbono no oceano.

No entanto, através da análise de fase evolutiva no tempo de registros novos e publicados de alta resolução de oxigênio foraminífero bentônico e isótopos de carbono em todo o oceano global, os autores descobriram que variações no ciclo do carbono marinho lideraram o clima-criosfera por uma média de cerca de 17 mil anos. durante o Ótimo Clima do Mioceno, cerca de 17 a 14 milhões de anos atrás.

Isto corresponde à ocorrência da inundação do basalto do Rio Columbia e à rápida expansão global do fundo do mar, um período em que enormes quantidades de carbono de fontes profundas foram libertadas na atmosfera.

(a) Os máximos de excentricidade podem causar uma redução do volume de gelo da Antártida e um aumento ¹⁶ O (oxigênio isotopicamente leve) é transferido para o oceano. Simultaneamente, o aumento das monções e o intemperismo continental podem transportar mais alcalinidade e nutrientes para o oceano, liberando mais ¹² Carbono enriquecido com C para o fundo do mar. (b) Durante os mínimos de excentricidade, ocorrem processos opostos. Portanto, δ bentônico ¹⁸ O-δ ¹³ As interações C estão quase em fase nos ciclos de excentricidade. (c) Coerência espectral cruzada e ângulos de fase entre paralelos δ ¹⁸ O e δ ¹³ Registros C dos locais IODP/ODP 1146, U1337, U1338 e U1505 para o intervalo MCO, e eles mostram que variações de δ bentônicas ¹³ C lidera aqueles de δ ¹⁸ O nas bandas 405-ka. Em geral, o tempo de residência relativamente longo do carbono nas profundezas do oceano facilita a liderança de δ bentônicos. ¹⁸ O em relação a δ ¹³ C. É provável que o efeito estufa do MCO tenha acelerado a resposta do ciclo do carbono marinho à forçação da excentricidade, gerando o δ ¹³ C-lead-δ ¹⁸ Ó cenário. Crédito:Boletim Científico (2024). DOI:10.1016/j.scib.2023.12.052

Outras análises de sensibilidade e simulações de modelos sugerem que o CO₂ atmosférico elevado As concentrações e o efeito estufa resultante fortaleceram o ciclo hidrológico de baixa latitude durante o Ótimo Clima do Mioceno, acelerando a resposta do ciclo do carbono marinho à forçação da excentricidade por meio do aumento do intemperismo químico e do sepultamento de carbono orgânico.

Conseqüentemente, os processos climáticos tropicais desempenharam um papel dominante na regulação do ciclo do carbono marinho quando o clima da Terra estava em um regime quente.

Este estudo fornece um caso robusto para vincular eventos tectônicos de longa duração a mudanças em escala orbital no sistema da superfície da Terra.

Mais informações: Fenghao Liu et al, Ciclagem acelerada do carbono marinho forçada pela desgaseificação tectônica durante o clima ideal do Mioceno, Boletim Científico (2024). DOI:10.1016/j.scib.2023.12.052
Fornecido pela Science China Press

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