Retrocedendo o relógio climático da Terra: um mergulho profundo em 66 milhões de anos de dados de CO2

Nos últimos 14 milhões de anos, o dióxido de carbono não tem sido tão elevado como as concentrações actuais, graças às emissões de combustíveis fósseis que agora aquecem o planeta.

Hoje, o dióxido de carbono atmosférico está no seu nível mais alto em pelo menos vários milhões de anos, graças à combustão generalizada de combustíveis fósseis pelos seres humanos ao longo dos últimos dois séculos.

Mas onde é que 419 partes por milhão (ppm) – a actual concentração de gases com efeito de estufa na atmosfera – se enquadram na história da Terra?

Esta é uma questão que uma comunidade internacional de cientistas, com contribuições importantes de geólogos da Universidade de Utah, está a resolver examinando uma infinidade de marcadores no registo geológico que oferecem pistas sobre o conteúdo de atmosferas antigas. Seu estudo inicial foi publicado recentemente na revista Ciênciareconstruindo CO₂ concentrações que remontam ao Cenozóico, a era que começou com o desaparecimento dos dinossauros e a ascensão dos mamíferos, há 66 milhões de anos.

As geleiras contêm bolhas de ar, fornecendo aos cientistas evidências diretas de níveis de CO2 que remontam a 800 mil anos, de acordo com o professor de geologia da U, Gabe Bowen, um dos autores correspondentes do estudo. Mas este registo não se estende muito profundamente no passado geológico.

“Depois que você perde os núcleos de gelo, você perde evidências diretas. Você não tem mais amostras de gás atmosférico que possa analisar”, disse Bowen. “Portanto, você tem que confiar em evidências indiretas, o que chamamos de proxies. E é difícil trabalhar com esses proxies porque são indiretos.”

“Proxies” no Registro Geológico

Esses substitutos incluem isótopos em minerais, a morfologia de folhas fossilizadas e outras linhas de evidências geológicas que refletem a química atmosférica. Uma das proxies decorre das descobertas fundamentais do geólogo Thure Cerling, ele próprio coautor do novo estudo, cujas pesquisas anteriores determinaram que isótopos de carbono em solos antigos são indicativos de CO passado.₂ níveis.

Mas a força destas proxies varia e a maioria cobre pequenas fatias do passado. A equipe de pesquisa, chamada Cenozóica CO₂ Projeto de integração de proxy, ou CenCO₂PIP, e organizado por Universidade Columbia a cientista climática Bärbel Hönisch decidiu avaliar, categorizar e integrar proxies disponíveis para criar um registro de alta fidelidade do CO atmosférico₂.

“Isso representa algumas das abordagens mais inclusivas e estatisticamente refinadas para interpretar o CO₂ ao longo dos últimos 66 milhões de anos”, disse o coautor Dustin Harper, pesquisador de pós-doutorado no laboratório de Bowen. “Algumas das novas conclusões são que somos capazes de combinar vários proxies de diferentes arquivos de sedimentos, seja no oceano ou em terra, e isso realmente não foi feito nesta escala.”

A nova investigação é um esforço comunitário que envolve cerca de 90 cientistas de 16 países. Financiado por dezenas de doações de diversas agências, o grupo espera eventualmente reconstruir o CO₂ registre 540 milhões de anos até o início da vida complexa.

No início da Revolução Industrial – quando os humanos começaram a queimar carvão e depois petróleo e gás para abastecer as suas economias – o CO atmosférico₂ estava em torno de 280 ppm. O gás que retém calor é liberado no ar quando esses combustíveis fósseis queimam.

Olhando para o futuro, espera-se que as concentrações aumentem para 600 a 1.000 ppm até o ano 2100, dependendo da taxa de emissões futuras. Não está claro exatamente como estes níveis futuros influenciarão o clima.

Mas ter um mapa confiável do passado de CO₂ Os níveis poderiam ajudar os cientistas a prever com mais precisão como serão os climas futuros, de acordo com o professor de biologia da U, William Anderegg, diretor do Wilkes Center for Climate & Policy da U.

“Esta é uma síntese extremamente importante e também tem implicações para as futuras alterações climáticas, particularmente os principais processos e componentes do sistema terrestre que precisamos de compreender para projetar a velocidade e a magnitude das alterações climáticas”, disse Anderegg.

Os 419 ppm de hoje são o nível mais alto de CO2 em 14 milhões de anos

Em tempos no passado, quando a Terra era um lugar muito mais quente, os níveis de CO₂ eram muito maiores do que agora. Ainda assim, os 419 ppm registados hoje representam um aumento acentuado e talvez perigoso e não têm precedentes na história geológica recente.

“Até 8 milhões de anos antes do presente, há talvez 5% de probabilidade de que o CO₂ os níveis eram mais elevados do que hoje”, disse Bowen, “mas realmente temos que voltar 14 milhões de anos antes de vermos níveis que pensamos serem como os de hoje”.

Em outras palavras, a atividade humana alterou significativamente a atmosfera no espaço de algumas gerações. Como resultado, os sistemas climáticos em todo o mundo mostram sinais alarmantes de perturbação, tais como tempestades poderosas, secas prolongadas, ondas de calor mortais e acidificação dos oceanos.

Uma sólida compreensão do CO atmosférico₂ a variação ao longo do tempo geológico também é essencial para decifrar e aprender com várias características da história da Terra. Mudanças no CO atmosférico₂ e o clima provavelmente contribuiu para extinções em massa, bem como para inovações evolutivas.

Durante o Cenozóico, por exemplo, declínios de longo prazo no CO₂ e o resfriamento climático associado podem ter impulsionado mudanças na fisiologia das plantas, espécies competição e dominação, que por sua vez impactaram a evolução dos mamíferos.

“Uma compreensão mais refinada das tendências passadas em CO₂ é, portanto, fundamental para compreender como surgiram as espécies e os ecossistemas modernos e como poderão evoluir no futuro”, afirma o estudo.