Revisando a temperatura dos oceanos no passado geológico da Terra

As estimativas realizadas pela ciência sobre a evolução da temperatura dos oceanos no passado geológico da Terra podem estar erradas, diz estudo de um grupo de cientistas europeus. Caso se confirmem as descobertas do estudo, pode significar que o atual aquecimento global é incomparável ao outros episódios ocorridos nos últimos 100 milhões de anos.

A paleoclimatologia é o ramo da ciência que estuda o sistema climático terrestre do passado, de milênio há milhões de anos atrás. Como não existem dados meteorológicos a respeito do passado distante, a história do sistema climático tem de ser deduzida por meio de vestígios e evidências naturais, como, por exemplo, a composição do gelo das calotas polares, a configuração e localização de árvores petrificadas, a análise de fósseis e sedimentos. 

No caso da temperatura dos oceanos, desde 1950 uma das principais metodologias da ciência se baseou na análise de fósseis de foraminíferas. Pequenos organismos marinhos que habitam os oceanos desde o período Cambriano, há pelo menos 1 bilhão de anos atrás, os foraminíferas se caracterizam por possuírem uma carapaça calcária. Na composição físico-químicos dessa carapaça fica registrada as mudanças ambientais e os processos evolutivos da história terrestre.

Exemplos da morfologia e estruturas de foraminíferas. Fonte: figura 1 do estudo.

A fim de estimar a temperatura dos oceanos, a paleoclimatologia mede a concentração do isótopo de oxigênio-18 em relação ao isótopo oxigênio-16 presente na carapaça de fósseis de foraminífera, retirados de sedimentos do fundo do mar. Em períodos nos quais o clima é mais frio, a evaporação das águas do oceanos leva consigo mais oxigênio-16, deixando as águas mais ricas em oxigênio-18. Com isso, os organismos marinhos como a foraminífera incorporam uma quantidade maior do isótopo em seus esqueletos e exoesqueletos. O inverso acontece em períodos de clima mais quente.

Contudo, o estudo dos cientistas europeus desafia a hipótese sobre a qual se estrutura o método de análise das foraminíferas. Trata-se da ideia de que a concentração dos isótopos oxigênio-18 e oxigênio-16 permanece constante durante e depois da formação dos fósseis em sedimentos marinhos. Evidências sugeriam que a proporção entre os dois isótopos poderia diminuir no processo de formação dos sedimentos ou ao longo de milhares de anos, sem causar nenhuma alteração estrutural visível.

Os cientistas colocaram a hipótese sob teste através de um experimento em laboratório. Foraminíferas foram expostos a situações de altas pressões e temperatura em águas ricas em oxigênio-18, tentando reproduzir as condições observadas durante a formação de fósseis em sedimentos no fundo do mar. Em seguida, a concentração dos isótopos oxigênio-18 e oxigênio-16 foi medida. Os resultados indicaram que a proporção entre os isótopos pode mudar sem deixar rastros visíveis.

Para quantificar a variação na concentração dos isótopos de oxigênio em foraminíferas, os cientistas utilizaram um modelo computacional. O modelo reproduziu os processos e as condições ambientais ligados à formação dos fósseis e dos sedimentos marinhos, considerando diferentes cenários ao longo de milhares de anos. As simulações apontaram que, em escalas de tempo de superiores a 10 milhões de anos, a diferença na concentração dos isótopos passa a ser significativa. A diferença chega a 3% para fósseis com 100 milhões de anos de idade.

Reconstrução da temperatura média global dos últimos 500 milhões de anos. O período do Cretáceo tardio/Paleogeno se encontra entre 100 e 50 milhões de anos atrás. Fonte: realclimate.org.

Aplicando as descobertas do estudo à reconstrução da temperatura dos oceanos do período entre o Cretáceo tardio e o Paleogeno, entre 100 e 50 milhões de anos atrás (ver gráfico acima), o estudo conclui que as estimativas adotadas atualmente estão erradas. Elas apresentam um viés de aquecimento, superestimando em 15oC a temperatura das camadas profundas do oceano, e superestimando a temperatura das águas superficiais nas regiões de alta latitude. Os cientistas sustentam que as temperaturas dos oceanos naquele período eram semelhantes às atuais.

O estudo pode ter um grande impacto nas pesquisas e análises a respeito do aquecimento global. Os oceanos possuem um papel fundamental no sistema climático, e o estudo dos cientistas europeus implica na necessidade de revisão das temperaturas e do comportamento dos oceanos no passado geológico. A partir daí, será possível contextualizar e compreender melhor as mudanças climáticas atuais.

Fonte: EPFL
Mais informações: Burial-induced oxygen-isotope re-equilibration of fossil foraminifera explains ocean paleotemperature paradoxes
Imagem: Pixabay