Terra pode regular sua própria temperatura ao longo de milênios diz novo estudo

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Terra pode regular sua própria temperatura ao longo de
milênios, diz novo estudo
O clima da Terra passou por algumas grandes mudanças, desde o vulcanismo global até as eras glaciais
que refrescam o planeta e mudanças dramáticas na radiação solar. E, no entanto, a vida, nos últimos 3,7
bilhões de anos, continuou batendo.
Agora, um estudo realizado por pesquisadores do MIT na Science Advances confirma que o planeta
abriga um mecanismo de “realimento estabilizador” que atua ao longo de centenas de milhares de anos
para puxar o clima de volta da beira do abismo, mantendo as temperaturas globais dentro de uma faixa
estável e habitável.
Como é que ele consegue isso? Um mecanismo provável é o “intemperismo de silicato” – um processo
geológico pelo qual o intemperismo lento e constante das rochas de silicato envolve reações químicas
que, em última análise, extraem dióxido de carbono da atmosfera e para os sedimentos oceânicos,
prendendo o gás nas rochas.
Os cientistas há muito suspeitam que o resistencia do silicato desempenha um papel importante na
regulação do ciclo de carbono da Terra. O mecanismo de intemperismo de silicato poderia fornecer uma
força geologicamente constante para manter o dióxido de carbono - e as temperaturas globais - sob
controle. Mas nunca houve evidências diretas para o funcionamento contínuo de tal feedback, até agora.
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As novas descobertas são baseadas em um estudo de dados paleoclimáticos que registram mudanças
nas temperaturas médias globais nos últimos 66 milhões de anos. A equipe do MIT aplicou uma análise
matemática para ver se os dados revelaram algum padrão característico de fenômenos estabilizadores
que refreou as temperaturas globais em uma escala de tempo geológica.
Eles descobriram que, de fato, parece haver um padrão consistente no qual as oscilações de
temperatura da Terra são amortecidas em escalas de tempo de centenas de milhares de anos. A
duração deste efeito é semelhante às escalas de tempo sobre as quais o intemperismo de silicato está
previsto para agir.
Os resultados são os primeiros a usar dados reais para confirmar a existência de um feedback
estabilizador, cujo mecanismo é provavelmente o intemperismo de silicato. Esse feedback estabilizador
explicaria como a Terra permaneceu habitável através de eventos climáticos dramáticos no passado
geológico.
“Por um lado, é bom porque sabemos que o aquecimento global de hoje acabará sendo cancelado
através desse feedback estabilizador”, diz Constantin Arnscheidt, estudante de pós-graduação no
Departamento de Ciências da Terra, Atmosféricas e Planetárias do MIT (EAPS). “Mas, por outro lado,
levará centenas de milhares de anos para acontecer, então não é rápido o suficiente para resolver
nossos problemas atuais.”
O estudo é de co-autoria de Arnscheidt e Daniel Rothman, professor de geofísica do MIT.
Estabilidade nos dados
Os cientistas já viram indícios de um efeito estabilizador do clima no ciclo do carbono da Terra: análises
químicas de rochas antigas mostraram que o fluxo de carbono dentro e fora do ambiente da superfície
da Terra permaneceu relativamente equilibrado, mesmo através de mudanças dramáticas na
temperatura global. Além disso, modelos de intemperismo de silicato preveem que o processo deve ter
algum efeito estabilizador no clima global. E, finalmente, o fato da habitabilidade duradoura da Terra
aponta para alguma verificação geológica inerente sobre oscilações extremas de temperatura.
“Você tem um planeta cujo clima foi submetido a tantas mudanças externas dramáticas. Por que a vida
sobreviveu todo esse tempo? Um argumento é que precisamos de algum tipo de mecanismo de
estabilização para manter as temperaturas adequadas para a vida”, diz Arnscheidt. “Mas nunca foi
demonstrado a partir de dados que tal mecanismo tem consistentemente controlado o clima da Terra.”
Arnscheidt e Rothman procuraram confirmar se um feedback estabilizador tem estado de fato no
trabalho, observando dados de flutuações da temperatura global através da história geológica. Eles
trabalharam com uma série de registros de temperatura global compilados por outros cientistas, a partir
da composição química de fósseis e conchas marinhas antigas, bem como núcleos de gelo antártico
preservados.
“Todo este estudo só é possível porque houve grandes avanços na melhoria da resolução desses
registros de temperatura em águas profundas”, observa Arnscheidt. “Agora temos dados que remontam
a 66 milhões de anos, com pontos de dados com no máximo milhares de anos separados.”
Velocidade para uma parada
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Para os dados, a equipe aplicou a teoria matemática de equações diferenciais estocásticas, que é
comumente usada para revelar padrões em conjuntos de dados amplamente flutuantes.
“Percebemos que essa teoria faz previsões para o que você esperaria que a história da temperatura da
Terra se parecesse se houvesse feedbacks agindo em determinadas escalas de tempo”, explica
Arnscheidt.
Usando essa abordagem, a equipe analisou a história das temperaturas médias globais nos últimos 66
milhões de anos, considerando todo o período em diferentes escalas de tempo, como dezenas de
milhares de anos versus centenas de milhares, para ver se algum padrão de feedback estabilizador
surgiu dentro de cada escala de tempo.
“Até certo ponto, é como se seu carro estivesse acelerando pela rua e, quando você coloca os freios,
desliza por um longo tempo antes de parar”, diz Rothman. “Há um prazo sobre o qual a resistência ao
atrito, ou um feedback estabilizador, entra em ação, quando o sistema retorna a um estado estacionário”.
Sem estabilizar os feedbacks, as flutuações da temperatura global devem crescer com a escala de
tempo. Mas a análise da equipe revelou um regime em que as flutuações não cresceram, o que implica
que um mecanismo de estabilização reinava no clima antes que as flutuações se tornassem muito
extremas. O prazo para esse efeito estabilizador – centenas de milhares de anos – coincide com o que
os cientistas preveem para o intemperismo de silicato.
Curiosamente, Arnscheidt e Rothman descobriram que, em prazos mais longos, os dados não revelaram
nenhum feedback estabilizador. Ou seja, não parece haver qualquer recuo recorrente das temperaturas
globais em escalas de tempo por mais de um milhão de anos. Ao longo desses prazos mais longos,
então, o que manteve as temperaturas globais sob controle?
“Há uma ideia de que a chance pode ter desempenhado um papel importante na determinação de por
que, depois de mais de 3 bilhões de anos, a vida ainda existe”, disse Rothman.
Em outras palavras, à medida que as temperaturas da Terra flutuam em trechos mais longos, essas
flutuações podem ser pequenas o suficiente no sentido geológico, para estar dentro de um intervalo que
um feedback estabilizador, como o intemperismo de silicato, poderia manter periodicamente o clima sob
controle e mais ao ponto, dentro de uma zona habitável.
“Há dois campos: alguns dizem que a chance aleatória é uma explicação boa o suficiente, e outros
dizem que deve haver um feedback estabilizador”, diz Arnscheidt. “Somos capazes de mostrar,
diretamente a partir de dados, que a resposta é provavelmente em algum lugar no meio. Em outras
palavras, houve alguma estabilização, mas a pura sorte provavelmente também desempenhou um papel
em manter a Terra continuamente habitável.
Esta pesquisa foi apoiada em parte por uma bolsa MathWorks e pela National Science Foundation.
O material neste comunicado de imprensa vem da organização de pesquisa de origem. O conteúdo
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