Os pesquisadores descobriram que uma estreita faixa de condições oceânicas maximizou o sepultamento de carbono por milhões de anos consecutivos.
Durante mais de 100 milhões de anos, a Terra permaneceu dentro de uma faixa de temperatura adequada à vida, como se o planeta fosse regulado por um termostato natural. Exatamente como esse sistema funcionava continua difícil de explicar. Uma nova investigação aponta para uma ligação que falta entre o nível do mar, o fosfato e a quantidade de carbono retido nos sedimentos oceânicos.
A temperatura alterou as camadas de gelo polares e o nível do mar, o que alterou a quantidade de fosfato disponível para a vida marinha. Esse fornecimento de nutrientes influenciou então o sepultamento do carbono, o dióxido de carbono atmosférico e, em última análise, se o planeta ficou mais quente ou mais frio.
Um estudo de autoria de Zunli Lu, professor de ciências da Terra e ambientais na Faculdade de Artes e Ciências da Universidade, examinou como as mudanças no nível do mar e no oxigênio dissolvido moldaram a disponibilidade de fosfato nos oceanos e o acúmulo de dióxido de carbono atmosférico nos últimos 60 milhões de anos. As descobertas foram publicadas em Anais da Academia Nacional de Ciências.
“Sabemos que o dióxido de carbono atmosférico diminuiu substancialmente à medida que a Terra arrefeceu ao longo dos últimos 60 milhões de anos, mas tivemos muito pouca compreensão de onde esse carbono foi parar”, diz o autor principal Ros Rickaby, professor de ciências da Terra no Universidade de Oxfordem uma notícia do departamento. “Nossos resultados sugerem que o maior soterramento de carbono orgânico em sedimentos marinhos desempenhou um papel muito mais importante do que se pensava anteriormente.”
O fosfato conecta o nível do mar e o clima
No centro do processo está o fosfato, uma forma de fósforo que os organismos marinhos precisam para crescer. Os investigadores descrevem-no como uma parte anteriormente “invisível” do puzzle climático.
Quando o nível do mar estava alto, amplas plataformas continentais capturavam fosfato em sedimentos rasos do fundo do mar antes que este pudesse atingir o oceano aberto. Com menos nutrientes disponíveis, a produtividade marinha caiu e menos carbono orgânico afundou e ficou enterrado no fundo do mar. As águas oceânicas permaneceram ricas em oxigênio, enquanto mais dióxido de carbono se acumulava na atmosfera.
A queda do nível do mar produziu o padrão oposto. À medida que as plataformas continentais se contraíam, mais fosfato entrou na água, estimulando o crescimento de organismos marinhos. Quando esse material orgânico afundou e se decompôs, o processo consumiu oxigênio dissolvido e criou zonas em expansão de água pobre em oxigênio.
Assim que essas zonas atingiram sedimentos ricos em orgânicos nas plataformas continentais, iniciaram um ciclo de reforço. Condições de baixo oxigênio liberaram fosfato adicional dos sedimentos, apoiando um maior crescimento marinho e aumentando o sepultamento de carbono orgânico. À medida que mais carbono ficava preso no fundo do mar, menos dióxido de carbono permanecia na atmosfera.
“Nosso coautor, Christian Bjerrum, estudou a conexão entre o nível do mar, o oxigênio e o fosfato dos oceanos com um modelo de computador há duas décadas”, diz Lu. “Finalmente reunimos os registros geológicos necessários para testar essa hipótese.”
Uma faixa estreita do nível do mar maximizou o sepultamento
O mais forte soterramento de carbono ocorreu dentro de uma janela relativamente limitada, quando o nível do mar se situava cerca de 10 a 40 metros acima da sua altura actual. Dentro deste “ponto ideal” ao nível do mar, zonas mínimas de oxigénio alinhadas com sedimentos de plataforma ricos em orgânicos, permitindo que o feedback continue durante milhões de anos.
Os investigadores testaram este padrão contra evidências geológicas que abrangem 60 milhões de anos. Seus registros incluíam isótopos de carbono, acúmulo de fósforo em sedimentos de águas profundas e um substituto recém-desenvolvido de iodo para cálcio para estimar os níveis de oxigênio em oceanos antigos.
O laboratório de Lu realizou as medições de iodo em cálcio. O método examina a química preservada dos foraminíferos, organismos marinhos microscópicos cujos restos se acumulam nos sedimentos do fundo do mar, para determinar quanto oxigênio estava presente na água antiga. As amostras foram medidas com um espectrômetro de massa na Syracuse University através de financiamento da National Science Foundation.
O alto mar enfraqueceu o sumidouro de carbono da Terra
A época do Eoceno, que abrange cerca de 56 a 34 milhões de anos atrás, fornece um exemplo claro do que aconteceu quando o feedback do sepultamento de carbono parou de funcionar de forma eficaz. Os níveis do mar estavam extremamente elevados, inundando as plataformas continentais e retendo fosfato em sedimentos rasos. O oceano aberto permaneceu altamente oxigenado, enquanto o mecanismo que promovia o sepultamento do carbono orgânico estava em grande parte inativo.
Com menos carbono sendo removido e armazenado nos sedimentos marinhos, o dióxido de carbono acumulado na atmosfera e na Terra permaneceu quente.
O estudo propõe que a gama de condições favoráveis ao sepultamento de carbono tornou-se mais estreita ao longo do tempo geológico, à medida que as zonas mínimas de oxigénio se deslocavam para águas mais profundas. Essa mudança gradual ajudou a estabilizar o oxigênio atmosférico e o dióxido de carbono. As flutuações entre o sepultamento de carbono nos oceanos e a acumulação atmosférica tornaram-se menos pronunciadas, aumentando a resiliência do sistema climático da Terra.
Registros antigos de oxigênio aprimoram a história climática
Os resultados ampliam o trabalho anterior do laboratório de Lu, usando o substituto iodo-cálcio para reconstruir o conteúdo de oxigênio dos oceanos antigos.
Um estudo publicado em Geociências da Natureza em janeiro usou o mesmo método para mostrar que oceanos tropicais durante o Éon Proterozóico continha oxigênio abundante, o oposto do padrão moderno. Essa investigação também identificou um ponto de viragem planetário há centenas de milhões de anos que inverteu a distribuição de oxigénio nos oceanos.
Referência: “Águas com baixo teor de oxigênio que invadem plataformas controlam as taxas de sepultamento de carbono orgânico do Cenozóico” por Rosalind EM Rickaby, Thomas J. Wood, Zunli Lu e Christian J. Bjerrum, 22 de junho de 2026, Anais da Academia Nacional de Ciências.
DOI: 10.1073/pnas.2526409123
O projeto recebeu financiamento do Conselho Europeu de Investigação (ERC) no âmbito do programa de investigação e inovação Horizonte 2020 da União Europeia (projeto SCOOBI, acordo de subvenção n.º 101019146; REMR) e do Conselho de Investigação do Ambiente Natural (NERC; projeto PUCCA, prémio NE/V011049/1; REMR).
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