Quando se fala em vulcões, a ideia mais comum é a de um impacto climático rápido e passageiro - cinzas no ar, dias mais frios, e depois tudo volta ao normal. Mas há investigação recente a sugerir que as cinzas podem ter um papel bem menos óbvio: ajudar a sustentar um arrefecimento a longo prazo.
Ao analisar erupções antigas nos Andes, um estudo mostra como a cinza que cai no oceano pode desencadear mudanças biológicas que se propagam por toda a cadeia alimentar marinha. Essas alterações podem retirar dióxido de carbono da atmosfera e prendê-lo nas profundezas do mar, revelando um processo natural poderoso capaz de influenciar o clima ao longo de milhões de anos.
Reading Earth’s hidden record
Sedimentos ricos em cinzas e registos fósseis ao longo das margens do Oceano Antártico preservam um historial muito alinhado entre pulsos vulcânicos, florações de algas e grandes mudanças no ambiente marinho.
Ao seguir esses sinais em depósitos geológicos, Mark Clementz, da Universidade do Wyoming, ligou repetidas erupções andinas diretamente a alterações na produtividade do oceano e no carbono atmosférico.
No mesmo intervalo, observa-se um aumento na abundância de algas e uma descida nos níveis de dióxido de carbono, acontecendo em paralelo com cada grande fase de atividade vulcânica.
Essa coincidência temporal aponta para uma resposta oceânica sustentada, e não para eventos isolados - o que levanta a pergunta: como é que a cinza poderia, repetidamente, provocar efeitos biológicos e climáticos tão abrangentes?
When ash feeds the sea
Erupções explosivas lançaram cinzas com ferro, fósforo e silício para águas em torno da Antártida, onde até pequenas carências destes elementos podem limitar uma enorme quantidade de crescimento.
Ferro, fósforo e silício favorecem sobretudo as diatomáceas - algas microscópicas com “carapaças” vítreas - responsáveis por cerca de um quinto da produção primária global.
Experiências clássicas já tinham mostrado que a adição de ferro pode desencadear florações nas águas do Oceano Antártico quando os restantes nutrientes já estão disponíveis.
Mais crescimento na base do oceano significou mais alimento para os níveis acima, preparando o terreno para as mudanças ecológicas mais amplas preservadas nos fósseis.
From surface to deep ocean
À medida que as florações de algas se expandiam, mais carbono saía das águas superficiais e era transportado para o oceano escuro em profundidade.
Os oceanógrafos chamam a esta transferência descendente a “bomba biológica” - o processo que leva o carbono da superfície para baixo, à medida que matéria viva afunda.
Quando parte desse material chega a águas profundas ou fica enterrado em lamas, sobra menos dióxido de carbono no ar. Uma floração isolada desaparece depressa, mas impulsos repetidos podem continuar a alimentar esse armazenamento de longo prazo muito depois de a cinza assentar.
Whales follow food
Fósseis de mamíferos marinhos indicam que a vida das baleias estava a mudar rapidamente no mesmo intervalo dos pulsos de cinzas. O comprimento mediano das baleias de barbas aumentou de cerca de 4,9 metros para 11,9 metros à medida que as zonas de alimentação e as linhas de costa se alteravam.
Atualmente, as baleias de barbas deslocam mais de 3.700 toneladas de azoto por ano entre águas de alimentação e de reprodução.
Baleias antigas, por serem maiores, terão provavelmente reforçado a reciclagem de nutrientes e também armazenado carbono através de corpos que afundavam - embora os novos modelos não tenham contabilizado totalmente esses efeitos.
Rebuilding ancient eruptions
Para testar se o calendário observado era mais do que coincidência, os investigadores recriaram plumas de cinza e a resposta do oceano.
A maior parte da cinza simulada viajou para leste, atravessando a América do Sul até ao Atlântico Sul e depois mais longe, em direção ao sul do Oceano Índico.
Uma parte da cinza também caiu perto da costa no Pacífico, dando às águas próximas uma “dose” direta de nutrientes.
Esses trajetos para leste fizeram do anel oceânico em torno da Antártida o alvo mais claro para um efeito fertilizante repetido.
Ash sparks fast ocean cooling
Quando a cinza simulada atingia as águas superficiais, o oceano no modelo reagia de forma forte e quase imediata.
O crescimento de diatomáceas nas águas de superfície mais do que duplicou nos primeiros dois anos após cada pulso de nutrientes.
Ao longo de 300 anos, quatro erupções ajudaram o oceano a retirar um pouco mais de dióxido de carbono do ar a cada ciclo repetido.
Assim, erupções de curta duração podem somar os seus efeitos climáticos com o tempo, em vez de se perderem como episódios isolados.
Small bursts, lasting impact
Simulações mais longas mostraram que o espaçamento entre erupções importa quase tanto quanto o tamanho da erupção na forma como se molda a perda de carbono do ar a longo prazo.
Um único impulso de nutrientes reduzia o dióxido de carbono por pouco tempo, antes de o oceano regressar gradualmente ao estado anterior.
Quando esses impulsos se repetiam, a descida de dióxido de carbono tornava-se maior e durava muito mais - sobretudo quando poeira e cinza se acumulavam em conjunto.
Por isso, ao longo do tempo, pulsos repetidos de nutrientes podem pesar mais no clima do que uma única explosão gigantesca.
Forces combine to cool Earth
Os cientistas chamam a este intervalo o Miocénico tardio, um período geológico de cerca de 11,6 a 5,3 milhões de anos atrás.
“Identificar os mecanismos que impulsionaram esta transição é crucial, sobretudo para compreender como os sistemas da Terra podem responder às alterações climáticas em curso e futuras”, disse Clementz.
O crescimento do gelo, mudanças nos ventos e correntes reorganizadas também estavam em jogo, pelo que a cinza terá atuado em conjunto com outras forças, em vez de agir sozinha.
O artigo defende que a cinza foi um contributo subestimado - não a única força por trás do arrefecimento do planeta.
Lessons from ancient climate
O estudo não apresenta uma solução para o aquecimento atual, porque o aumento de carbono de hoje está a acontecer muito mais depressa.
“Ao identificar ligações entre vulcanismo, produtividade oceânica e redução do dióxido de carbono, fornece pistas sobre mecanismos que podem influenciar o clima global em escalas de tempo longas”, disse Clementz.
O clima não se move apenas pelo ar - a água, as cadeias alimentares e os sedimentos também ajudam a definir o ritmo.
Vistos em conjunto, cinzas, florações, mudanças nas baleias e a descida do dióxido de carbono parecem menos eventos separados e mais um único episódio interligado.
Essa visão mais ampla pode ajudar a afinar decisões sobre resiliência climática, recursos naturais e os riscos de mudanças rápidas. Registos melhores do tamanho das erupções, da química das cinzas e da circulação oceânica antiga deverão clarificar quanto arrefecimento esta cadeia realmente causou.
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