Carbono, mudanças climáticas e anóxia oceânica em um antigo mundo de gelo

Novo estudo descreve um período de rápida mudança climática global em um mundo coberto de gelo muito parecido com o presente – mas há 304 milhões de anos. Em cerca de 300.000 anos, os níveis atmosféricos de dióxido de carbono dobraram, os oceanos tornaram-se anóxicos e a biodiversidade caiu em terra e no mar.
“Foi um dos eventos de aquecimento mais rápidos da história da Terra”, disse Isabel Montañez, ilustre professora do Departamento de Ciências da Terra e Planetárias da Universidade da Califórnia, Davis.
Embora vários outros eventos ‘hipertérmicos’ ou de aquecimento rápido sejam conhecidos na história da Terra, este é o primeiro identificado em uma casa de gelo da Terra, quando o planeta tinha calotas polares e geleiras, comparáveis aos dias atuais.
Isso mostra que um clima de casa de gelo pode ser mais sensível a mudanças no dióxido de carbono atmosférico do que condições mais quentes, quando os níveis de CO 2 já são mais altos. O trabalho foi publicado esta semana na revista Proceedings of the National Academy of Sciences.
O laboratório de Montañez estudou o período de 300 milhões a 260 milhões de anos atrás, quando o clima da Terra passou de uma casa de gelo glacial para uma estufa quente e livre de gelo. Em 2007, eles mostraram que o clima oscilou várias vezes durante esse período.
Mais recentemente, a equipe de Montañez e outros conseguiram se concentrar em uma transição de 304 milhões de anos atrás, a fronteira Kasimoviana-Gzheliana ou KGB.

Eles usaram vários proxies, incluindo isótopos de carbono e oligoelementos de rochas e fósseis de plantas, e modelagem para estimar o CO2 atmosférico na época.
Os pesquisadores estimam que cerca de 9.000 Gigatons de carbono foram liberados na atmosfera pouco antes do limite KG. “Não temos uma taxa, mas foi uma das mais rápidas da história da Terra”, disse Montañez. Isso dobrou o CO 2 atmosférico de aproximadamente 350 partes por milhão, comparável aos níveis pré-industriais modernos, para cerca de 700 ppm.
Zonas mortas do oceano profundo
Uma das consequências do aquecimento global é a anóxia marinha, ou uma queda de oxigênio dissolvido no oceano . O derretimento das calotas polares libera água doce na superfície do oceano , criando uma barreira à circulação de águas profundas e cortando o suprimento de oxigênio. Sem oxigênio, a vida marinha morre. A falta de oxigênio deixa sua marca nos isótopos de urânio incorporados às rochas que se formam no fundo do oceano. Ao medir isótopos de urânio em rochas carbonáticas na China atual, os pesquisadores puderam obter um indicador da quantidade de oxigênio – ou falta dele – no oceano quando essas rochas foram depositadas. Cerca de 23% do fundo do mar em todo o mundo tornara-se zonas mortas anóxicas, estimam. Isso se alinha com outros estudos que mostram grandes perdas de biodiversidade em terra e no mar ao mesmo tempo. O efeito da liberação de carbono na anóxia oceânica foi significativamente maior do que o observado em outros estudos de aquecimento rápido durante condições de ‘estufa’. Isso pode ser porque o nível de referência de CO 2 atmosférico já era muito mais alto.
“Se você aumentou o CO 2 na mesma quantidade em um mundo com efeito de estufa, não há muito efeito, mas as casas de gelo parecem ser muito mais sensíveis às mudanças e à anóxia marinha”, disse Montañez. A liberação maciça de carbono pode ter sido desencadeada por erupções vulcânicas que romperam as camadas de carvão carbonífero, disse Montañez. As erupções também teriam iniciado incêndios, e o aquecimento pode ter derretido o permafrost, levando à liberação de mais carbono orgânico. Montañez é co-autor correspondente no artigo com Jitao Chen, ex-bolsista de pós-doutorado na UC Davis e agora no Nanjing Institute of Geology and Paleontology, China e Xiang-dong Wang, Nanjing University, China.