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Mesmo em seu isolamento escuro da atmosfera acima, as cavernas podem conter um rico arquivo das condições climáticas locais e como elas mudaram ao longo das eras. Formados ao longo de dezenas de milhares de anos, os espeleotemas – formações rochosas exclusivas de cavernas mais conhecidas como estalagmites e estalactites – guardam segredos dos ambientes antigos a partir dos quais se formaram.
Um estudo recém-publicado de uma estalagmite encontrada em uma caverna no sul de Wisconsin revela uma história não detectada anteriormente do clima local que remonta a milhares de anos. As novas descobertas fornecem fortes evidências de que uma série de eventos de aquecimento maciço e abrupto que pontuaram a mais recente era glacial provavelmente envolveu vastas áreas do hemisfério norte.
A pesquisa, conduzida por uma equipe de cientistas da Universidade de Wisconsin-Madison, aparece em 2 de março na revista Geociência da Natureza. É o primeiro estudo a identificar uma possível ligação entre os aquecimentos da era glacial registrados na camada de gelo da Groenlândia – conhecidos como eventos Dansgaard-Oeschger – e os registros climáticos das profundezas do interior da América do Norte central.
“Este é o único estudo nesta área do mundo que registra esses eventos climáticos abruptos durante o último período glacial”, diz Cameron Batchelor, que liderou a análise enquanto concluía seu doutorado na UW-Madison. Batchelor é agora um pós-doutorando da National Science Foundation trabalhando no Massachusetts Institute of Technology.
O estudo é baseado em uma análise química e física excepcionalmente detalhada de uma estalagmite que se formou na Caverna dos Montes, uma atração turística e destino educacional.
“No Cave of the Mounds, nossa missão é interpretar essa maravilha geológica para nossos muitos visitantes anuais”, diz Joe Klimczak, gerente geral da caverna, que é um marco natural nacional designado. “Estamos entusiasmados em aprofundar nossa compreensão da caverna graças a esta pesquisa de classe mundial e resultados muito emocionantes”.
A estalagmite que Batchelor e sua equipe analisaram cresceu extremamente lentamente – levando cerca de 20.000 anos para atingir o comprimento de um dedo mindinho humano.
A rocha subterrânea do comprimento de um dedo se formou a partir de um processo complexo que começou no céu. A água que originalmente caiu como precipitação da atmosfera penetrou no solo e se infiltrou através do solo e rachaduras no leito rochoso, dissolvendo pequenos pedaços de calcário ao longo do caminho. Parte desse calcário dissolvido foi então deixado para trás quando inúmeras gotas de água caíram do teto da Cave of the Mounds, acumulando-se gradualmente em milhares de camadas extremamente finas de um mineral chamado calcita.
“E porque essas camadas de calcita são formadas a partir dessa precipitação original, elas estão bloqueando o oxigênio no H2O proveniente dessa precipitação”, diz Batchelor.
Aí está a chave para reconstruir um registro climático antigo a partir de uma rocha pequena e normal. O oxigênio preso na calcita existe em algumas variedades – conhecidas como isótopos – que os cientistas podem usar para obter informações sobre as condições ambientais presentes durante os eventos de precipitação que o formaram. Isso inclui a temperatura e as possíveis fontes de chuva e neve que caíram no topo da Caverna dos Montes ao longo de milhares de anos.
A equipe de Batchelor usou uma técnica de imagem especializada que lhes permitiu identificar camadas dentro da estalagmite representando bandas de crescimento anual – muito parecido com como os anéis de árvores registram o crescimento de uma estação. Usando outra técnica, eles identificaram os isótopos nas camadas minúsculas, revelando que o atual sul de Wisconsin experimentou uma série de oscilações médias de temperatura muito grandes de até 10 C (ou cerca de 18 F) entre 48.000 e 68.000 anos atrás. Várias das oscilações de temperatura ocorreram ao longo de cerca de uma década.
Embora as informações de datação não sejam precisas o suficiente para vincular definitivamente as oscilações de temperatura aos eventos Dansgaard-Oeschger registrados nos núcleos de gelo da Groenlândia, os pesquisadores podem dizer com confiança que ocorreram em prazos semelhantes. A equipe também realizou simulações climáticas que reforçaram a hipótese de que eventos de aquecimento ocorreram dezenas de milhares de anos atrás na região da América do Norte, que inclui a atual Wisconsin, e que os registros climáticos da Cave of the Mounds e da camada de gelo da Groenlândia são de fato vinculado.
Esse vínculo potencial é empolgante para Batchelor porque oferece uma história climática sobre a América do Norte central que até agora não foi contada. Pesquisas anteriores no meio do continente não resolveram os sinais dessas grandes oscilações de temperatura, também chamadas de excursões.
“Uma teoria era que o continente central é relativamente imune a mudanças climáticas abruptas, e talvez seja porque está cercado por uma massa de terra e há algum tipo de proteção acontecendo”, diz Batchelor. “No entanto, quando fomos e medimos, vimos essas excursões realmente grandes e pensamos: ‘Oh, não, algo definitivamente está acontecendo.’”
Esse algo – um clima em rápida mudança – está se revelando novamente hoje, graças aos humanos e ao uso de combustíveis fósseis. Batchelor diz que espera que seu trabalho em Wisconsin, e agora uma caverna no subártico canadense que ela está estudando para seu pós-doutorado, ajude a preencher uma grande lacuna de dados sobre a história e o futuro potencial das mudanças climáticas abruptas no meio do continente da América do Norte.
Este estudo foi apoiado por doações da National Science Foundation (P2C2-1805629, EAR-1355590, EAR-1658823). Outros recursos foram fornecidos pelo Departamento de Energia dos Estados Unidos (DE-AC05-00OR22725), pela Wisconsin Alumni Research Foundation e pelo Isotope Laboratory da Universidade de Minnesota. Na UW-Madison, Shaun Marcott, Ian Orland e Feng He contribuíram para este estudo, assim como R. Lawrence Edwards na Universidade de Minnesota.
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