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Os cientistas continuam a refinar as técnicas para entender as mudanças atuais nos sistemas ambientais da Terra, mas o passado distante do planeta também oferece informações cruciais para aprofundar esse entendimento. Um estudo geológico do cientista Matt Joeckel e colegas da Universidade de Nebraska-Lincoln fornece essas informações.
Pesquisas científicas nas últimas décadas confirmaram que grandes mudanças no ciclo global do carbono causaram mudanças significativas na atmosfera e nos oceanos da Terra há 135 milhões de anos, durante o início do período Cretáceo. Uma série de questões permanece sobre os detalhes da dinâmica das mudanças climáticas naquela época. Esta nova pesquisa, envolvendo amplas análises químicas e baseadas em radioatividade de estratos rochosos na Cedar Mountain Formation de Utah, ajuda a preencher essa lacuna de conhecimento, confirmando que tais mudanças no ciclo do carbono foram registradas em terra na antiga América do Norte.
O ciclo do carbono é um dos fenômenos ambientais fundamentais da Terra, envolvendo a transferência contínua de carbono entre a atmosfera, oceanos e organismos vivos, bem como solos, sedimentos e rochas na Terra sólida. O ciclo é crucial para os processos biológicos dos seres vivos na terra e no mar. Quando ocorrem mudanças em grande escala no ciclo, elas podem produzir grandes mudanças no clima e nas condições biológicas dos oceanos.
“Estamos estudando como o ciclo global do carbono funcionou no passado, como as mudanças são registradas nas rochas sedimentares ao redor do mundo”, disse Joeckel, professor da Escola de Recursos Naturais de Nebraska. Os fenômenos ambientais que ele e seus colegas analisaram “são exatamente o tipo de coisas sobre as quais estamos falando hoje, pois as pessoas aumentam a entrada de dióxido de carbono na atmosfera em um ritmo muito acelerado pela queima de combustíveis fósseis”.
Joeckel, o geólogo do estado de Nebraska, liderou o trabalho de campo de Utah e organizou o estudo, publicado como um artigo revisado por pares em uma edição especial de fevereiro da revista. geociências.
Nas últimas duas décadas, Joeckel e vários colegas estudaram uma série de aspectos geológicos da Formação Cedar Mountain, no sudeste de Utah, conhecida por seus excepcionais fósseis de dinossauros. A encosta íngreme de 45 metros onde os cientistas conduziram sua recente pesquisa sobre o ciclo do carbono é conhecida como Utahraptor Ridge, assim chamada devido à descoberta de aves de rapina, os ferozes predadores bípedes familiares aos espectadores dos filmes Jurassic Park.
Para determinar se ocorreram mudanças no ciclo do carbono, os cientistas analisam as quantidades mínimas de carbono orgânico contidas nas rochas em busca de grandes mudanças em dois isótopos de carbono. Os ciclos de carbono são evidentes se os cientistas descobrirem que aumentos e reduções significativas nas proporções de isótopos ocorreram ao longo do tempo. Joeckel e seus colegas encontraram evidências de dois picos distintos em uma curva que representa mudanças em uma razão isotópica chave durante o início do período Cretáceo. Esta descoberta indica que o local de Utah, embora em terra, experimentou a mesma grande mudança no ciclo do carbono registrada em rochas sedimentares marinhas na Europa.
Muitos geólogos se referem a esse antigo fenômeno do ciclo do carbono como o “Evento Weissert”, que foi impulsionado por grandes erupções vulcânicas sustentadas no Hemisfério Sul. Essas erupções aumentaram muito os níveis de dióxido de carbono na atmosfera, produzindo efeitos climáticos de efeito estufa significativos por um período prolongado.
Uma incerteza central tem sido se as mudanças no ciclo do carbono registradas em sedimentos em oceanos antigos também foram registradas por sedimentos em terra. O trabalho de Joeckel e seus colegas sugere fortemente que isso aconteceu.
Analisar as amostras de Utah para essas mudanças de isótopos de carbono foi um empreendimento científico desafiador, disse Joeckel, diretor da Divisão de Pesquisa e Conservação do estado de Nebraska, que conduz uma ampla gama de pesquisas geológicas, geográficas, de água e solo no estado e além.
“Estamos falando de uma quantidade mínima de carbono orgânico que deve ser muito laboriosamente isolado de amostras de rocha sedimentar do tamanho de um punho”, disse ele. Um trabalho tão complexo é “como ter que vasculhar uma pilha inteira de listas telefônicas à mão apenas para chegar ao ponto onde você pode gerar números, e você tem que gerar muitos deles. Há muito trabalho duro no laboratório que precisa ser feito.”
Para datar com precisão as mudanças no ciclo do carbono, os cientistas também analisaram cristais microscópicos do mineral zircônio. Esses cristais “são importantes porque são uma maneira de realmente colocar uma data de idade nas rochas”, disse Joeckel. Os cristais de zircão produzidos vulcanicamente são “tesouros quase indestrutíveis de informações que estão espalhados por todo o lugar” após uma erupção.
Os coautores de Joeckel no artigo são Celina Suarez e Garrett Hatzell, da Universidade de Arkansas; Noah McLean, Andreas Möller, Marina Suarez e Joseph Andrew, da Universidade do Kansas; Gregory Ludvigson e Spencer Kiessling do Kansas Geological Survey; e James Kirkland do Utah Geological Survey.
O projeto, disse Joeckel, ilustra como a geologia como disciplina continua a revelar novos insights.
“De certa forma, o passado pode ser a chave para o presente, e não vice-versa, como os geólogos tradicionalmente postulam”, disse ele. “Quanto melhor entendermos o antigo ciclo do carbono e a antiga mudança global, mais poderemos entender o que acontece hoje.”
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