Durante a maior parte da história da Terra, os cientistas consideraram a lenta decomposição das rochas de silicato como o principal termostato natural do planeta. Nesse processo, a água da chuva libera dióxido de carbono (CO2) do ar, pousando em rochas expostas e dissolvendo-as lentamente. O carbono e o cálcio liberados eventualmente fluem para o oceano, onde formam a matéria-prima para os recifes de xisto e calcário. Esses elementos retêm carbono no fundo do oceano por milhões de anos.
“Quando o planeta aquece, as rochas sofrem desgaste mais rápido e absorvem mais CO2permitindo que a Terra esfrie novamente”, explica Dominic Hulse.
No entanto, houve momentos em que o planeta estava completamente congelado, coberto de gelo de pólo a pólo. Os investigadores observam que isto não pode ser explicado apenas pela erosão das rochas, o que significa que outras forças devem ter estado envolvidas nestes dramáticos arrefecimentos.
Uma pista importante reside na forma como o oceano armazena carbono. Como CO atmosférico2 À medida que os níveis aumentam e o planeta aquece, mais nutrientes como o fósforo são levados para os oceanos. Esses nutrientes alimentam algas que extraem carbono por meio da fotossíntese. Quando as algas morrem, elas afundam no oceano, levando consigo esse carbono.
Num clima mais quente, contudo, o rápido crescimento de algas reduz os níveis de oxigénio na água. Com menos oxigênio, o fósforo tende a ser reciclado em vez de ser enterrado em sedimentos. Isto cria um poderoso ciclo de feedback: mais nutrientes produzem mais algas, que consomem mais oxigênio à medida que se decompõem, o que, por sua vez, libera mais nutrientes. Ao mesmo tempo, grandes quantidades de carbono ficam retidas nos sedimentos oceânicos, acabando por arrefecer o planeta.
Ao longo dos anos, Hülse e Ridgwell têm desenvolvido um modelo computacional avançado do sistema climático da Terra que incorpora essas interações complexas. “Este modelo mais completo do sistema Terra nem sempre estabiliza o clima gradualmente após o aquecimento, mas em vez disso pode sobrecarregar e arrefecer a Terra muito abaixo da sua temperatura inicial – um processo que ainda pode levar milhares de anos, no entanto. No modelo computacional do estudo, poderia desencadear uma era glacial. Apenas com a meteorização do silicato, não poderíamos explicar tais valores extremos.”
Os seus resultados sugerem que quando os níveis de oxigénio na atmosfera eram baixos, como acontecia no passado distante da Terra, estes feedbacks de nutrientes tornaram-se mais fortes e podem ter impulsionado as severas eras glaciais que marcaram o início da história geológica.
À medida que os humanos adicionam mais CO hoje2 Na atmosfera, o planeta continuará a aquecer. Mas, de acordo com os modelos dos cientistas, isto poderá levar novamente a um excesso de arrefecimento a longo prazo. No entanto, este último evento será provavelmente mais ameno, uma vez que a atmosfera actual contém mais oxigénio do que no passado distante, amortecendo a resposta dos nutrientes.
“No final das contas, realmente importa se o início de uma futura era glacial será daqui a 50, 100 ou 200 mil anos?” pergunta Ridwell. “Precisamos de nos concentrar agora em limitar o aquecimento contínuo. O arrefecimento natural da Terra não acontecerá suficientemente rápido para nos ajudar.”
A pesquisa recebeu apoio do Cluster de Excelência baseado no MARUM “The Ocean Floor – Earth’s Uncharted Interface”. Hülse quer agora usar o modelo para explorar como a Terra se recuperou, por vezes de forma surpreendentemente rápida, das alterações climáticas anteriores, e como o fundo do oceano desempenhou um papel nessa recuperação.
