Antigos mantos de gelo da Antártida preveem o futuro dinâmico da Terra

Variabilidade em escala milenar do manto de gelo da Antártica durante o início do Mioceno

Há dezenove milhões de anos, durante uma época conhecida como início do Mioceno, enormes mantos de gelo na Antártica cresceram e recuaram rápida e repetidamente. O Mioceno é amplamente considerado um análogo potencial para o clima da Terra no próximo século, caso a humanidade permaneça na sua atual trajetória de emissões de carbono.

Identificar como e por que os principais mantos de gelo da Antártica se comportaram da maneira que agiam no início do Mioceno poderia ajudar a compreender o comportamento dos mantos sob um clima mais quente. Juntas, as camadas de gelo retêm um volume de água equivalente a mais de 50 metros de subida do nível do mar e influenciam as correntes oceâ- nicas que afetam as cadeias alimentares marinhas e os climas regionais. O seu destino tem consequências profundas para a vida em quase todos os lugares da Terra. Investigadores da Nova Zelândia e do

Wisconsin recapitulam a história da camada de gelo da Antártida ao longo da maior parte dos últimos 34 milhões de anos, começando quando a camada de gelo se formou pela primeira vez

Embora as flutuações nas camadas de gelo da Antártica tenham, ao longo de milhões de anos, aumentado e diminuído em intervalos regulares ligados às oscilações naturais na jornada em órbita da Terra, pesquisadores da Universidade de Wisconsin-Madison e seus colaboradores em todo o mundo descobriram evidências de que As camadas de gelo da Antártica cresceram e encolheram com mais frequência durante a época do Mioceno do que se sabia anteriormente.

Esta nova evidência, publicada recentemente no Proceedings of the National Academy of Sciences , indica que entre cerca de 19,2 e 18,8 milhões de anos atrás, as camadas de gelo cresceram e recuaram múltiplas vezes ao longo de ciclos de apenas alguns milhares de anos. Isto é muito mais rápido do que pode ser explicado pelas mudanças periódicas na órbita e no eixo de rotação do planeta, conhecidas como ciclos de Milankovitch, que normalmente avançam lentamente, alterando o clima e as camadas de gelo da Terra ao longo de dezenas ou centenas de milhares de anos.

Em 1976, Hays, Imbrie e Shackleton 1 forneceram a primeira evidência clara de que as variações na órbita da Terra em torno do Sol alteram dramaticamente o clima do nosso planeta, um conceito conhecido como teoria de Milankovitch 2. Existem três tipos de variação: excentricidade, obliquidade e precessão 1 ,2. a, A excentricidade descreve a forma da órbita da Terra em torno do Sol e varia de quase um círculo a uma elipse, com um período de cerca de 96.000 anos 6. b, Obliquidade é a inclinação do eixo de rotação da Terra em relação ao plano de sua órbita e oscila com um período de cerca de 41.000 anos 6,8. c, Tanto o eixo de rotação da Terra como o seu caminho orbital precessam (giram) ao longo do tempo - os efeitos combinados destes dois componentes e a excentricidade produzem um ciclo de aproximadamente 21.000 anos 6,7

Identificar como e por que os principais mantos de gelo da Antártica se comportaram da maneira que agiam no início do Mioceno poderia ajudar a compreender o comportamento dos mantos sob um clima mais quente. Um novo estudo oferece uma janela sem precedentes sobre o comportamento passado das camadas, e baseia-se num registo de sedimentos bem preservados do Projeto de Perfuração da Antártica, ou ANDRILL, retratado aqui

“Nossa observação desta rápida volatilidade dos mantos de gelo da Antártida levanta a interessante questão do que está causando isso”, diz Nick Sullivan, Ph.D. graduado que liderou a análise de sua pesquisa de dissertação.

O estudo oferece uma janela sem precedentes sobre o comportamento passado das camadas e baseia-se num registo de sedimentos bem preservados do Projeto de Perfuração da Antárctida, ou ANDRILL. O projeto foi uma colaboração científica internacional para reunir evidências de condições climáticas passadas através de sedimentos e rochas perfuradas centenas de metros abaixo do fundo do mar da Antártica.

Em 2006 e 2007, perfurações no Estreito McMurdo, na costa da Antártida, numa área influenciada por ambas as grandes camadas de gelo do continente, recuperaram registos detalhados de sedimentos do Mioceno, perto da camada de gelo .

“Pudemos ver claramente a influência dos ciclos climáticos de longo prazo na extensão do manto de gelo nos núcleos de rochas e sedimentos que recuperamos em 2007, mas as nossas observações iniciais não foram detalhadas o suficiente para detectar mudanças de curto prazo”, diz o co-autor Richard. Levy, professor da Victoria University of Wellington e principal cientista do GNS Science, um instituto público de pesquisa na Nova Zelândia.

A análise mais recente liderada por Sullivan permite agora aos cientistas “documentar as mudanças passadas nas camadas de gelo em escalas de tempo tão curtas como cinco séculos ou mais”, diz Stephen Meyers, professor de geociências da UW-Madison que trabalhou com Sullivan na sua análise.

Na verdade, Meyers chama-o de arquivo notável.

Isso ocorre porque contém pequenos pedaços de cascalho que caíram no fundo do mar à medida que os icebergs se afastavam das camadas de gelo após se separarem. A quantidade de cascalho nos sedimentos oceânicos registra mudanças no manto de gelo, como quando a borda de um manto de gelo se aproxima ou se afasta daquela parte específica do fundo do mar.

Ao testar evidências de ciclos de Milankovitch nos sedimentos, Sullivan encontrou variações na abundância de cascalho, sugerindo que as camadas de gelo próximas avançavam e recuavam em intervalos recorrentes de apenas 1.200 anos.

Não está claro o que desencadeou o avanço e o recuo das camadas de gelo nesses intervalos geologicamente frequentes, mas a equipe propõe várias causas potenciais com base em estudos anteriores de camadas de gelo.

Uma ideia sugere que as camadas de gelo, acumulando-se ao longo do tempo, tornaram-se mais íngremes e pesadas, levando-as ao colapso. Outro propõe que, à medida que espessas camadas de gelo avançavam sobre terrenos acidentados, o calor da fricção ajudou a acelerá-las temporariamente.

“É provável que existam múltiplos mecanismos em funcionamento e interagindo entre si”, diz Sullivan, incluindo variações no clima local e no oceano.

Cientistas de todo o mundo estão a trabalhar para compreender melhor os muitos fatores para além da órbita da Terra que controlam o comportamento das camadas de gelo à medida que o planeta continua a aquecer.

O início do Mioceno não é perfeitamente análogo ao mundo de hoje, mas o novo estudo sugere que as camadas de gelo da Antártida poderão mudar rápida e inesperadamente nos próximos séculos se os níveis de dióxido de carbono e as temperaturas continuarem a subir devido às emissões antropogénicas de gases com efeito de estufa. “Há muito que se pensava que as camadas de gelo da Antártida permaneciam grandes e estáveis durante longos períodos de tempo. Mas quanto mais olhamos mais de perto, mais percebemos o quão sensíveis as camadas de gelo são às alterações ambientais”, diz Levy. “Esta visão é fundamental quando consideramos o ritmo a que precisamos de nos adaptar ao futuro aumento do nível do mar, impulsionado pelo derretimento e recuo das camadas de gelo do nosso planeta”.