Núcleo de gelo de 2,7 milhões de anos revela o início das eras glaciais

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Cientistas sofreram no vento para recuperar o gelo antigo de um campo de gelo azul em Allan Hills na Antártica. Crédito: Yuzhen Yan.

Por Paul Voosen
Publicado na Science

Cientistas anunciaram hoje que um núcleo perfurado na Antártida conseguiu gelo de 2,7 milhões de anos, uma surpreendente descoberta 1,7 milhão de anos mais antiga do que o recordista anterior. As bolhas no gelo contêm gases de efeito estufa da atmosfera da Terra em um momento em que os ciclos de avanço e recuo glacial do planeta estavam apenas começando, potencialmente oferecendo pistas sobre o que desencadeou as eras glaciais. Essa informação por si só torna o valor da amostra “incrível”, diz David Shuster, geoquímico da Universidade da Califórnia, em Berkeley, que não participou da pesquisa. “Esta é a única amostra da atmosfera da Terra antiga que temos acesso”.

Descrito na Conferência de Goldschmidt em Paris por Yuzhen Yan, estudante de pós-graduação na Universidade de Princeton, o gelo revelou níveis de dióxido de carbono atmosférico (CO²) que não excederam 300 partes por milhão, muito abaixo dos níveis atuais. Alguns modelos climáticos antigos preveem que tais níveis relativamente baixos seriam necessários para colocar a Terra em uma série de eras glaciais. Mas alguns proxies obtidos dos fósseis de animais que viviam em oceanos rasos indicaram maiores níveis de CO². Se o novo resultado resistir, diz Yige Zhang, paleoclimatologista na Texas A&M University da College Station, os proxies precisarão ser recalibrados. “Temos muito trabalho a fazer”.

A descoberta também aponta o caminho para encontrar gelo ainda mais antigo, porque vem de uma área de “gelo azul” amplamente ignorada, onde dinâmicas peculiares podem preservar camadas antigas. Embora as áreas de gelo azul ofereçam apenas uma visão fragmentada do passado, elas podem se transformar em locais de caça principais para o gelo antigo, diz Ed Brook, geoquímico na equipe de descobertas da Oregon State University em Corvallis. “Gelo com essa idade realmente faz as pessoas se interessarem”, diz ele. “Estamos apenas arranhando a superfície”.

Os núcleos de gelo da Groenlândia e da Antártica são pilares da ciência climática moderna. Tradicionalmente, os cientistas perfuram em lugares onde as camadas de gelo acumulam ano após ano, sem perturbações dos fluxos glaciais. Os registros da camada longa de locais profundos no centro da Antártica revelam como os gases de efeito estufa surgiram e se espalharam por centenas de milhares de anos. Mas, como o calor da base abaixo pode derreter o gelo mais profundo e mais antigo, a abordagem tradicional não conseguiu gelo mais velho que 800 mil anos, a partir de um núcleo perfurado no Domo C da Antártica em 2004.

Congelamento profundo. Ao invés de perfurar profundamente o interior da Antártida, os cientistas encontraram um núcleo de 2,7 milhões de anos no “gelo azul” raso, onde os fluxos glaciais trazem gelo velho até a superfície. Crédito: (Gráfico) G. Grullón/Science; (Dados) Base de Dados Quantarctica, Instituto Norueguês Polar; H. Fischer et al. Clim. 9, 2489-2505 (2013).

A equipe liderada por Princeton foi atrás do gelo antigo depositado muito mais perto da superfície, no Allan Hills, uma região varrida pelo vento da Antártica Oriental a 200 quilômetros da Estação McMurdo, famosa por preservar meteoritos antigos. Em tais áreas de gelo azul – apenas 1% da superfície do continente – o gelo flui através de cumes rochosos. As camadas profundas e velhas são empurradas para cima, enquanto o vento tira a neve e o gelo mais novo, revelando o azul brilhante do gelo comprimido abaixo. Mas essas contorções também confundem a ordem das camadas anuais – tornando impossível datar o gelo.

Michael Bender, geoquímico de Princeton que liderou o projeto, resolveu o problema ao descobrir uma maneira de datar os pedaços de gelo diretamente a partir de vestígios de gases argônio e potássio que eles contêm. Embora não seja tão preciso quanto outros métodos de datação, diz Bender, a técnica pode estimar o gelo dentro de 100 mil anos ou mais.

Em 2010, o time perfurou seu primeiro buraco no Allan Hills, em um lugar onde o gelo era superficial e pensava estar subindo uma colina, com a chance de ficar preso contra a rocha. Eles perfuraram horizontalmente, em direção à colina, na esperança de que o gelo envelhecesse conforme eles perfurassem mais. Eles ficaram sem tempo depois de 128 metros, antes de chegarem ao solo, mas o núcleo inacabado produziu alguns pedaços de gelo com 1 milhão de anos de idade. Foi a primeira amostra com mais de 800.000 anos, de um momento crucial em que os períodos glaciais passaram de ocorrer a cada 40.000 anos para cada 100.000 anos.

Em 2015, o time tentou novamente. O ambiente era rigoroso, com o vento destruindo suas tendas constantemente. “O frio é uma coisa”, diz o geoquímico de Princeton John Higgins, “mas o frio do vento é um monstro”. No entanto, eles conseguiram perfurar os 20 metros restantes e encontraram o gelo que, juntamente com vários outros núcleos novos, continham as amostras mais antigas.

É improvável que qualquer esforço tradicional corresponda à amostra de Allan Hills em idade, diz John Goodge, geólogo da Universidade de Minnesota em Duluth. Várias equipes estão buscando locais que podem voltar até 1,5 milhão de anos – mas mesmo assim isso dá esperanças, diz Goodge, líder de uma equipe dos EUA planejando perfurar um sítio de gelo profundo no interior da Antártida. “Nesse sentido, o núcleo de gelo de Allan Hills pode ficar sozinho no topo por algum tempo”, diz ele.

Agora, a equipe de Princeton quer voltar para o gelo azul e perfurar um pouco mais, diz Brook, não só para preencher os ciclos climáticos dos últimos 2,7 milhões de anos com uma infinidade de imagens, mas também para ir ainda mais longe no tempo, antes das eras de gelo, quando os níveis de CO² eram maiores. Há evidências de que a Antártida hospedou pelo menos algum gelo por 30 milhões de anos. É plausível, diz Brook, que a próxima tentativa poderia voltar com o gelo de 5 milhões de anos – uma época em que as temperaturas eram parecidas com as que a Terra terá por causa do aquecimento global causado pelos humanos.

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