Cientistas que estudam o antigo gelo da Antártica estão revelando novos detalhes sobre como o clima da Terra mudou nos últimos 3 milhões de anos. Ao analisar tanto o gelo como as pequenas bolsas de ar presas no seu interior, os investigadores estão a criar um registo mais longo e completo das condições climáticas passadas.
Dois novos estudos publicados na revista Natureza revelar uma imagem incrível. Embora o planeta tenha esfriado gradualmente durante esse período, o nível de gases de efeito estufa que retêm calor na atmosfera diminuiu ligeiramente.
O antigo mistério do clima
Há mais de um século, os cientistas sabem que há cerca de 3 milhões de anos a Terra era muito mais quente. As evidências incluem fósseis de florestas temperadas e subtropicais encontradas em lugares como o Alasca e a Groenlândia, bem como antigas costas ao longo da costa leste dos EUA, da Geórgia à Virgínia, que mostram que os níveis do mar eram muito mais elevados.
No entanto, a causa deste período quente e do subsequente arrefecimento permaneceu obscura. Um grande desafio tem sido a dificuldade de reconstruir com precisão as temperaturas globais e os níveis de gases com efeito de estufa desde tempos tão remotos.
Em busca do gelo mais antigo da Antártica
A nova pesquisa vem do Centro de Pesquisa de Gelo Antigo da National Science Foundation, conhecido como COLDEX, uma colaboração liderada pela Oregon State University. A equipe está focada em encontrar e analisar alguns dos gelos mais antigos da Terra.
A pesquisa foi conduzida por Julia Marks-Peterson, estudante de doutorado da OSU, e Sarah Shackleton, que liderou o trabalho como pós-doutorado na Universidade de Princeton e agora é professora no Woods Hall Institution of Oceanography. Eles estudaram gelo antigo recuperado de Allan Hills, uma região única ao longo da borda do manto de gelo da Antártica Oriental.
Ao contrário dos locais típicos de núcleos de gelo, Allan Hills contém gelo que foi elevado e deformado pelo movimento dentro do manto de gelo. Isto perturba a estratificação original, pelo que, em vez de uma escala de tempo contínua, os investigadores obtêm “instantâneos” das condições climáticas de diferentes pontos do passado.
“Essas imagens ampliam o registro climático do gelo muito além do que era possível anteriormente”, disse o diretor do COLDEX, Ed Brooke, paleoclimatologista da Faculdade de Ciências da Terra, Oceânicas e Atmosféricas da OSU. “Estes registos mais longos também levantam novas questões sobre a evolução do clima da Terra e até onde podemos voltar no tempo com os dados do núcleo de gelo.”
Resfriamento oceânico revelado por gases aprisionados
Um estudo utilizou medições de gases nobres armazenados em bolhas de ar aprisionadas para estimar as mudanças na temperatura do oceano ao longo do tempo. Esses gases fornecem um sinal global sobre o estado do oceano.
Os resultados mostram que a temperatura média dos oceanos caiu cerca de 2 a 2,5 graus Celsius nos últimos 3 milhões de anos. Embora estudos anteriores tenham documentado o resfriamento na superfície do oceano, este estudo descobriu que os tempos de resfriamento das águas superficiais e das camadas mais profundas eram diferentes.
“Os gases nobres no gelo fornecem uma forma única de observar as mudanças nas temperaturas dos oceanos”, disse Shackleton. “Outros métodos podem fornecer informações sobre a temperatura do oceano num só lugar, mas isto dá uma imagem mais global.”
A maior parte do resfriamento geral ocorreu cedo, começando há cerca de 3 milhões de anos e durando cerca de 1 milhão de anos. Este período coincide com a formação de grandes mantos de gelo no hemisfério norte. Em contraste, as temperaturas da superfície dos oceanos diminuíram de forma mais gradual até cerca de 1 milhão de anos atrás. Os investigadores sugerem que esta diferença pode ser devida a mudanças na forma como o calor viaja entre a superfície do oceano e as suas profundezas.
Os níveis de gases de efeito estufa mostram apenas mudanças modestas
Utilizando as mesmas amostras de gelo, Marks-Petersson e a sua equipa fizeram as primeiras medições diretas dos níveis de dióxido de carbono e metano nos últimos 3 milhões de anos.
As suas descobertas mostram que os níveis de dióxido de carbono geralmente permaneceram abaixo de 300 partes por milhão durante este período. Há cerca de 2,7 milhões de anos, o nível era de cerca de 250 partes por milhão, depois caiu ligeiramente para cerca de 20 partes por milhão antes de há 1 milhão de anos. Os níveis de metano permaneceram estáveis em cerca de 500 partes por bilhão.
Algumas estimativas anteriores baseadas em sedimentos antigos sugeriam níveis mais elevados de dióxido de carbono, mas os resultados variaram. Isso destaca a importância de estender os registros do núcleo de gelo ainda mais atrás no tempo para melhorar a precisão.
Pelo contrário, os níveis de gases com efeito de estufa são hoje muito mais elevados. De acordo com a Administração Oceânica e Atmosférica Nacional, o dióxido de carbono atingiu uma média de 425 partes por milhão em 2025, enquanto o metano atingiu 1.935 partes por bilhão.
O clima da Terra não foi moldado apenas pelos gases de efeito estufa
As conclusões mostram que os gases com efeito de estufa, por si só, não explicam completamente a tendência de arrefecimento a longo prazo. Outros factores provavelmente desempenharam um papel significativo, incluindo mudanças na reflectividade da Terra, mudanças na vegetação e na cobertura de gelo, e mudanças na circulação oceânica.
“Esperamos que este trabalho esclareça a nossa visão dos climas quentes do passado e aprimore a nossa compreensão de como os diferentes elementos do sistema terrestre interagem”, disse Marks-Peterson.
Até o gelo velho pode conter mais respostas
A pesquisa já está levando a novas questões. Os cientistas envolvidos no COLDEX continuam a estudar amostras de gelo antigas para levar ainda mais longe os registos climáticos.
Os investigadores identificaram recentemente gelo que pode ter 6 milhões de anos na base de um núcleo e estão agora a analisar essas amostras. Novas perfurações também estão em andamento para encontrar gelo antigo adicional.
Os cientistas estão a trabalhar para melhorar os métodos de reconstrução dos níveis de dióxido de carbono, estudar outros gases presos no gelo e compreender melhor como o gelo muito antigo é preservado. Estes esforços poderiam ajudar a identificar novos locais para futuras perfurações e expandir ainda mais o registo da história climática da Terra.
COLDEX é apoiado pelo NSF Office of Polar Programs; Programa Centro de Ciência e Tecnologia do Escritório de Atividades de Integração da NSF; e Universidade Estadual de Oregon. O trabalho de campo na Antártica é apoiado pelo Programa Antártico dos EUA e financiado pela NSF. O suporte para perfuração de gelo é fornecido pelo Programa de Perfuração de Gelo NSF dos EUA, e a coleta de amostras de gelo é feita pelo NSF Ice Core Center em Denver, Colorado.
