Não há paralelo perfeito no passado da Terra para as mudanças climáticas atuais – o aquecimento causado pelo homem está simplesmente acontecendo muito rápido e furiosamente. O análogo mais próximo veio 56 milhões de anos atrás, quando ao longo de 3.000 a 5.000 anos, os gases de efeito estufa subiram na atmosfera, causando pelo menos 5°C de aquecimento e empurrando as espécies tropicais para os polos.
A causa do Máximo Térmico Paleoceno-Eoceno (PETM) tem sido debatida há muito tempo, com pesquisadores invocando mecanismos exóticos, como liberações catastróficas de metano do fundo do mar ou até mesmo ataques de asteróides. Mas, nos últimos anos, surgiram evidências de um culpado mais prosaico: vulcões expelidores de carbono que emergiram sob a Groenlândia à medida que se afastavam da Europa. Agora, os pesquisadores encontraram sinais de um efeito que teria sobrecarregado o efeito de aquecimento dos vulcões, tornando-os um suspeito mais forte. Acredita-se que a parte inferior da Groenlândia esteja incrustada de rochas ricas em carbono, como cracas na quilha de um navio. Durante o rifting, eles podem ter liberado um jorro de dióxido de carbono (CO2), diz Thomas Gernon, geólogo da Universidade de Southampton e líder do novo estudo. “É uma tempestade perfeita de condições.”
O PETM há muito fascina os paleoclimatologistas. “Desde que os dinossauros chutaram o balde, este é o maior evento de aquecimento global que temos”, diz Pincelli Hull, cientista paleoclimática da Universidade de Yale. Pode fornecer pistas sobre a rapidez com que a Terra se aquece à medida que os níveis de gases de efeito estufa aumentam e como os extremos climáticos alteram os ecossistemas. Mas a comparação com hoje não é exata. Embora a liberação total de carbono durante o PETM tenha excedido o total das reservas de petróleo e gás conhecidas hoje, foi mais lenta do que a atual onda de gases de efeito estufa e levou a um aquecimento mais gradual. A vida teve mais tempo para se adaptar do que hoje: registros fósseis mostram que as árvores migraram para cima e para latitudes mais altas, com animais seguindo seu rastro, mesmo quando os corais tropicais desapareceram e os ecossistemas mudaram completamente.
Explicações anteriores para o PETM centravam-se no metano, um gás de efeito estufa ainda mais poderoso que o CO2 embora tenha vida mais curta. Amostras de antigas conchas de plâncton pareciam mostrar que a atmosfera durante a breve estufa foi enriquecida em carbono leve, o isótopo favorecido pela vida. Isso sugere que o carbono responsável pela onda de aquecimento se originou nos seres vivos, como a maioria do metano, e não nos gases expelidos pelos vulcões, que surgem das profundezas da Terra.
A princípio, os pesquisadores pensaram que uma pequena quantidade de aquecimento poderia ter desestabilizado os hidratos de metano – depósitos de metano no fundo do mar presos em gaiolas de cristais de gelo –desencadeando uma liberação maciça de carbono. Mas o de 2010 Horizonte em águas profundas derramamento de óleo no Golfo do México abalou essa teoria. Os micróbios simplesmente mastigaram o metano que o poço quebrado soltou no oceano, sugerindo que as infiltrações de metano do fundo do mar raramente chegariam ao ar. “A maioria dos estudos de modelagem sugere que você não pode liberar gases de efeito estufa suficientes apenas por meio de hidratos”, diz Sev Kender, paleoceanógrafo da Universidade de Exeter.
Mudrocks no fundo do mar também contêm carbono que se originou em seres vivos e magma de erupções submarinas poderia ter aquecido as rochas e liberado o carbono. Mas em 2017, pesquisadores analisaram fósseis de plâncton de um núcleo oceânico e descobriu que o carbono liberado durante o PETM era mais pesado do que se pensava anteriormente. Para alguns, isso indicava que o carbono não era de fontes vivas. “Dado o estado atual do conhecimento, parece provável que seja vulcanismo”, diz Marcus Gutjahr, geoquímico do GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel, que liderou o estudo de 2017.
A Groenlândia estava se afastando da Europa na época do PETM, enquanto uma pluma do manto viajava sob a ilha, preparando a crosta de 180 quilômetros de espessura acima para ser separada. Como todo vulcanismo, o processo teria liberado CO2. Gernon calculou, no entanto, que as erupções durante o rifting teriam fornecido apenas um quinto das mais de 10.000 gigatoneladas de carbono necessárias para explicar o aquecimento do PETM. Mas ele sabia que ao longo das eras, CO2 e outros gases podem borbulhar das placas tectônicas à medida que mergulham no manto, infiltrando-se na parte inferior de crostas espessas como a da Groenlândia, e formando formações carbonáticas que pode ser estável por milhões ou mesmo bilhões de anos.
Se a crosta for separada por rifting, no entanto, o carbono preso pode se espalhar para cima e entrar em erupção como lava carbonatítica rara, que contém muito mais CO2 que a lava padrão. De fato, esse processo parece ser em andamento na África Oriental agora, onde uma fenda começou a separar o chifre da África do resto do continente, diz James Muirhead, geólogo estrutural da Universidade de Auckland. “Na borda do cráton temos essas lavas carbonatíticas”, diz ele. “E adjacente ao cráton temos alto CO2 fluxos.”
Da mesma forma, o ponto quente que queimou a Groenlândia a partir de 60 milhões de anos atrás poderia ter mobilizado qualquer carbonato sob sua crosta, diz Gernon. Quando o rifting começou a abrir o que hoje é o nordeste do Oceano Atlântico, “você terá uma enorme quantidade de liberação de carbono”.
A evidência do derretimento rico em carbono é abundante em ambos os lados da fenda do Atlântico Norte, a divisão tectônica que marca a antiga fronteira entre a Groenlândia e a Europa, relatam Gernon e seus coautores em um estudo publicado hoje dentro Geociência da Natureza. Em um núcleo oceânico coletado em 1981, eles encontraram tufos vulcânicos indicando um aumento acentuado no vulcanismo durante o PETM. Eles também vasculharam a literatura para estudos de outras rochas correspondentes ao núcleo e encontraram relatos no leste da Groenlândia e nas Ilhas Faroé de lavas anômalas ricas em magnésio, óxido de titânio e elementos de terras raras – assinaturas de fusão de rochas carbonáticas das profundezas da crosta . As lavas datam de aproximadamente 56,1 milhões de anos atrás, e os pesquisadores calculam que o rifting teria produzido o suficiente para explicar quase todas as emissões de carbono necessárias.
Kender diz que Gernon faz um argumento convincente, mas acrescenta que o momento é fundamental. O PETM aconteceu em um instante geológico, durando apenas alguns milhares de anos. Enquanto isso, o vulcanismo não foi datado com precisão. “Se foi no início, no meio ou mais tarde, ainda não podemos dizer”, diz Kender. A equipe de Gernon diz que datações geoquímicas mais precisas do núcleo do oceano, ainda não publicadas, apoiam a ideia de que as lavas que estão estudando podem ser do início do PETM. “Estou tranquilamente confiante de que a história funciona”, diz Gernon.
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