Durante grande parte da história da Terra, os cientistas consideraram a lenta decomposição das rochas de silicato como o principal termostato natural do planeta. No processo, a água da chuva absorve dióxido de carbono (CO2) descem do ar sobre as rochas expostas e as dissolvem gradualmente. O carbono e o cálcio liberados eventualmente fluem para o oceano, formando a matéria-prima para conchas e recifes calcários. Esses materiais retêm carbono no fundo do oceano por centenas de milhões de anos.
“À medida que a Terra aquece, as rochas sofrem desgaste mais rápido e absorvem mais dióxido de carbono2permitindo que a Terra esfrie novamente”, explica Dominik Hülse.
No entanto, às vezes a Terra congela completamente e fica coberta de gelo de pólo a pólo. Os investigadores observam que isto não pode ser explicado apenas pela erosão das rochas, o que significa que outras forças devem estar envolvidas nestes arrefecimentos dramáticos.
Uma pista importante reside na forma como o oceano armazena carbono. Como CO atmosférico2 À medida que os níveis aumentam e o planeta aquece, mais nutrientes, como o fósforo, são levados para o mar. Esses nutrientes estimulam o florescimento de algas, que absorvem carbono por meio da fotossíntese. Quando as algas morrem, elas afundam no fundo do mar, levando consigo o carbono.
No entanto, em climas mais quentes, o rápido crescimento de algas também pode levar a níveis mais baixos de oxigénio na água. Com menos oxigênio, o fósforo tende a ser reciclado em vez de ser enterrado em sedimentos. Isto cria um poderoso ciclo de feedback: mais nutrientes criam mais algas, que consomem mais oxigênio à medida que se decompõem, liberando mais nutrientes. Ao mesmo tempo, grandes quantidades de carbono ficam retidas nos sedimentos oceânicos, acabando por arrefecer o planeta.
Durante anos, Hulse e Ridgewell desenvolveram um modelo computacional avançado do sistema climático da Terra que inclui essas interações complexas. “Este modelo mais completo do sistema Terra nem sempre estabiliza gradualmente o clima após uma fase de aquecimento, mas em vez disso pode compensar e arrefecer a Terra para bem abaixo da sua temperatura inicial – no entanto, este processo ainda pode levar centenas de milhares de anos. No modelo computacional deste estudo, isto poderia desencadear uma era glacial. Não poderíamos simular tais extremos apenas com a meteorização do silicato,” explica Dominik Hülse.
Os seus resultados sugerem que quando os níveis de oxigénio atmosférico eram mais baixos, como no passado distante da Terra, estes feedbacks de nutrientes tornaram-se mais fortes e podem ter impulsionado as severas eras glaciais que marcaram o início da história geológica.
À medida que os humanos adicionam mais dióxido de carbono hoje2 Depois de entrar na atmosfera, a Terra continuará a aquecer. Mas, a longo prazo, isto poderá levar novamente a um arrefecimento excessivo, de acordo com os modelos dos cientistas. No entanto, o próximo evento provavelmente será mais ameno porque a atmosfera atual contém mais oxigênio do que no passado distante, o que inibiria o feedback de nutrientes.
“No final das contas, realmente importa se a próxima era glacial começará nos próximos 50 anos, 100 anos ou 200 mil anos?” Ridgewell perguntou. “Precisamos de nos concentrar agora em limitar o aquecimento contínuo. O arrefecimento natural da Terra não será demasiado rápido para nos ajudar.”
A pesquisa foi apoiada pelo Cluster de Excelência “Fundo Marítimo – Interface desconhecida da Terra” localizado no MARUM. Hulls pretende agora usar o modelo para explorar como a Terra por vezes recuperou de forma surpreendentemente rápida das alterações climáticas anteriores e como o fundo do mar desempenha um papel nestas recuperações.
