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Publicado no periódico Ciênciao estudo apresenta uma curva da temperatura média global da superfície que revela que a temperatura da Terra variou mais do que se pensava anteriormente ao longo de grande parte do Eon Fanerozóico, um período de tempo geológico em que a vida se diversificou, povoou a terra e sofreu múltiplas extinções em massa. A curva também confirma que a temperatura da Terra está fortemente correlacionada à quantidade de dióxido de carbono na atmosfera.
O início do Éon Fanerozóico há 540 milhões de anos é marcado pela Explosão Cambriana, um ponto no tempo em que organismos complexos e de casca dura apareceram pela primeira vez no registro fóssil. Embora os pesquisadores possam criar simulações de volta a 540 milhões de anos atrás, a curva de temperatura no estudo se concentra nos últimos 485 milhões de anos, pois há dados geológicos limitados de temperatura antes disso.
“É difícil encontrar rochas tão antigas e com indicadores de temperatura preservados nelas — mesmo há 485 milhões de anos, não temos tantos. Estávamos limitados em relação ao quão longe poderíamos ir”, disse a coautora do estudo Jessica Tierney, paleoclimatologista da Universidade do Arizona.
Os pesquisadores criaram a curva de temperatura usando uma abordagem chamada assimilação de dados. Isso permitiu que eles combinassem dados do registro geológico e modelos climáticos para criar uma compreensão mais coesa dos climas antigos.
“Este método foi desenvolvido originalmente para previsão do tempo”, disse Emily Judd, principal autora do artigo e ex-pesquisadora de pós-doutorado no Museu Nacional de História Natural Smithsonian e na Universidade do Alabama. “Em vez de usá-lo para prever o clima futuro, aqui o estamos usando para prever climas antigos.”
Refinar a compreensão dos cientistas sobre como a temperatura da Terra flutuou ao longo do tempo fornece um contexto crucial para entender as mudanças climáticas modernas.
“Se você estiver estudando os últimos dois milhões de anos, não encontrará nada que se pareça com o que esperamos em 2100 ou 2500”, disse Scott Wing, coautor do artigo e curador de paleobotânica no Museu Nacional de História Natural Smithsonian. “Você precisa voltar ainda mais para períodos em que a Terra era realmente quente, porque essa é a única maneira de obtermos uma melhor compreensão de como o clima pode mudar no futuro.”
A nova curva revela que a temperatura variou mais amplamente durante os últimos 485 milhões de anos do que se pensava anteriormente. Ao longo do éon, a temperatura global variou de 52 a 97 graus Fahrenheit. Períodos de calor extremo foram mais frequentemente associados a níveis elevados do gás de efeito estufa dióxido de carbono na atmosfera.
“Esta pesquisa ilustra claramente que o dióxido de carbono é o controle dominante nas temperaturas globais ao longo do tempo geológico”, disse Tierney. “Quando o CO2 está baixo, a temperatura é fria; quando o CO2 está alto, a temperatura é quente.”
As descobertas também revelam que a temperatura global atual da Terra de 59 graus Fahrenheit é mais fria do que a Terra tem sido durante grande parte do Fanerozóico. Mas as emissões de gases de efeito estufa das mudanças climáticas causadas pelo homem estão atualmente aquecendo o planeta a uma taxa muito mais rápida do que até mesmo os eventos de aquecimento mais rápidos do Fanerozóico, dizem os pesquisadores. A velocidade do aquecimento coloca espécies e ecossistemas ao redor do mundo em risco e está causando um rápido aumento no nível do mar. Alguns outros episódios de rápida mudança climática durante o Fanerozóico desencadearam extinções em massa.
A rápida mudança para um clima mais quente pode representar um perigo para os humanos, que viveram principalmente em uma faixa de 10 graus Fahrenheit para as temperaturas globais, em comparação com o intervalo de 45 graus de temperaturas nos últimos 485 milhões de anos, dizem os pesquisadores.
“Toda a nossa espécie evoluiu para um clima de ‘casa de gelo’, que não reflete a maior parte da história geológica”, disse Tierney. “Estamos mudando o clima para um lugar que está realmente fora do contexto para os humanos. O planeta tem sido e pode ser mais quente — mas humanos e animais não conseguem se adaptar tão rápido.”
A colaboração entre Tierney e pesquisadores do Smithsonian começou em 2018. A equipe queria fornecer aos visitantes do museu uma curva que registrasse a temperatura global da Terra ao longo do Fanerozóico, que começou há cerca de 540 milhões de anos e continua até os dias atuais.
A equipe coletou mais de 150.000 estimativas de temperatura antiga calculadas a partir de cinco indicadores químicos diferentes para temperatura que são preservados em conchas fossilizadas e outros tipos de matéria orgânica antiga. Seus colegas da Universidade de Bristol criaram mais de 850 simulações de modelos de como o clima da Terra poderia ter sido em diferentes períodos do passado distante com base na posição continental e na composição atmosférica. Os pesquisadores então combinaram essas duas linhas de evidências para criar a curva mais precisa de como a temperatura da Terra variou nos últimos 485 milhões de anos.
Outra descoberta do estudo diz respeito à sensibilidade climática, uma métrica de quanto o clima esquenta quando o dióxido de carbono dobra.
“Descobrimos que o dióxido de carbono e a temperatura não estão apenas muito intimamente relacionados, mas relacionados da mesma forma ao longo de 485 milhões de anos. Não vemos que o clima seja mais sensível quando está quente ou frio”, disse Tierney.
Além de Judd, Tierney, Huber e Wing, Daniel Lunt e Paul Valdes, da Universidade de Bristol, e Isabel Montañez, da Universidade da Califórnia, Davis são coautores do estudo.
A pesquisa foi apoiada por Roland e Debra Sauermann através do Smithsonian; pela Fundação Heising-Simons e pela Cátedra Thomas R. Brown em Ciência Integrativa da Universidade do Arizona através da Tierney; e pelo Conselho de Pesquisa do Meio Ambiente Natural do Reino Unido.
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