Cerca de 12.000 anos atrás, a última era glacial terminou. À medida que as temperaturas globais aumentam, começa o Holoceno inicial e as comunidades humanas mudam gradualmente para assentamentos mais permanentes. Um novo estudo foi publicado Natureza e Geografia Destaca como o Oceano Antártico em torno da Antártica ajudou a impulsionar esta grande mudança climática.
A equipe de pesquisa, liderada pelo Dr. Huang Huang do Laboratório Laoshan de Qingdao e incluindo o geoquímico Dr.
“Queríamos compreender como os efeitos das águas do fundo da Antártida, a massa de água mais fria e densa do oceano mundial, mudaram durante a última subsidência e qual o papel que desempenharam no ciclo global do carbono”, disse Huang, que concluiu o seu doutoramento na GEOMAR em 2019 e agora trabalha como cientista em Qingdao, China.
Núcleos de sedimentos e impressões digitais químicas no fundo do mar
Para responder a esta questão, os cientistas examinaram nove núcleos de sedimentos recolhidos nos sectores Atlântico e Índico do Oceano Antártico. Os núcleos vieram de profundidades de água entre 2.200 e 5.000 metros e de locais amplamente dispersos pela região. Ao analisar a composição isotópica do neodímio preservado nos sedimentos, que reflete a química da água do mar circundante, eles podem reconstruir como a água do fundo da Antártica mudou ao longo do tempo em uma escala de dezenas de milhares de anos.
“O neodímio dissolvido e sua impressão digital isotópica na água do mar são excelentes indicadores da origem das massas em águas profundas”, explica o Dr. Markus Gutzahr. “Em estudos anteriores, observamos que a assinatura de neodímio do profundo Atlântico Sul atingiu sua composição moderna há cerca de 12.000 anos. No entanto, os sedimentos da última era glacial mostraram valores que não são encontrados em nenhum lugar do Oceano Antártico hoje. Inicialmente, pensamos que o método era falho ou algo estava errado com tal assinatura: mas qual era o problema com tal assinatura? Uma assinatura isotópica tão exótica só pode se desenvolver quando águas profundas estão quase imóveis por longos períodos de tempo. Sob tais condições, bentônicos fluxos – insumos químicos do fundo do mar – dominam a impressão isotópica nos sedimentos marinhos.”
Águas profundas persistentes, armazenamento de carbono e a última era glacial
Durante a última era glacial, as águas profundas, frias e muito densas que hoje se formam ao redor da Antártica, não eram tão difundidas como hoje. Em vez disso, grande parte das profundezas do Oceano Antártico estava repleta de água rica em carbono originada no Oceano Pacífico, um precursor glacial das atuais Águas Profundas Circumpolares (CDW). No estudo, o CDW é descrito como rico em carbono porque ocorre nas profundezas do oceano por longos períodos de tempo com contato limitado com a superfície. Este isolamento permite que as profundezas do oceano retenham grandes quantidades de carbono dissolvido, ajudando a manter os níveis atmosféricos de CO2 relativamente baixos.
O volume da água do fundo da Antártica aumentou durante duas fases claras à medida que a camada de gelo recuou, aproximadamente 18.000 e 10.000 anos atrás, à medida que a Terra aquecia. Estas fases de expansão coincidiram com eventos de aquecimento conhecidos na Antártica. Com uma mistura mais vertical no Oceano Antártico, as águas profundas que tinham armazenado carbono durante longos períodos de tempo foram trazidas para mais perto da superfície, permitindo que esse carbono escapasse para a atmosfera.
“A expansão da AABW está ligada a vários mecanismos”, explica Gutzahr. “O aquecimento ao redor da Antártica reduziu a cobertura de gelo marinho, permitindo que mais água derretida entrasse no Oceano Antártico. As águas de fundo da Antártica formadas durante este clima de transição tinham concentrações mais baixas devido à redução da salinidade. Este AABW glacial tardio foi capaz de se espalhar ainda mais pelo Oceano Antártico, desestabilizando a composição e a troca de profundidade da água e da água existente.”
Anteriormente, muitos cientistas levantaram a hipótese de que as mudanças no Atlântico Norte, particularmente a formação de Águas Profundas do Atlântico Norte (NADW), foram os principais impulsionadores das mudanças na circulação de águas profundas do Atlântico Sul. Os novos resultados sugerem que o efeito desta resposta foi mais limitado do que se pensava anteriormente. Em vez disso, a substituição de uma massa glacial de águas profundas, rica em carbono, por águas de fundo da Antártica recém-formadas, parece ter sido importante para o aumento do CO2 atmosférico no final da última Idade do Gelo.
Aquecimento do Oceano Antártico, perda de gelo na Antártica e o clima atual
“As comparações com o passado são sempre imperfeitas”, diz Gutzahr, “mas, em última análise, depende da quantidade de energia existente no sistema. Se compreendermos como o oceano respondeu ao aquecimento no passado, poderemos compreender melhor o que está a acontecer hoje, à medida que a plataforma de gelo da Antártida derrete.”
Devido ao seu grande tamanho e circulação única, o Oceano Antártico desempenha um papel importante na regulação climática global. Nos últimos 50 anos, as águas com profundidade superior a cerca de 1.000 metros ao redor da Antártica aqueceram significativamente mais rápido do que o resto dos oceanos do mundo. Para descobrir como este rápido aquecimento do mar profundo afecta a capacidade do oceano de absorver e libertar dióxido de carbono, os cientistas devem acompanhar as mudanças físicas e bioquímicas durante longos períodos de tempo e incorporá-las em modelos climáticos.
“Quero compreender adequadamente o oceano moderno para interpretar os sinais do passado”, diz Gutzahr. “Se pudermos descobrir como a água subterrânea da Antártica mudou ao longo dos últimos milhares de anos, poderemos avaliar com mais precisão a rapidez com que a camada de gelo da Antártica poderá perder massa no futuro”.
Os dados paleoclimáticos provenientes de núcleos de sedimentos são essenciais para isso, fornecendo informações sobre climas passados que eram mais quentes do que hoje e ajudando a melhorar as projeções de alterações climáticas futuras.
