Os cientistas investigaram o período do Máximo Termal do Cretáceo, ocorrido entre 91 e 97 milhões de anos atrás. O Máximo Termal do Cretáceo se caracterizou por concentrações atmosféricas de dióxido de carbono - CO2 - na ordem de 1.000 partes por milhão - ppm.
Por isso o sistema climático se encontrava em um estado de estufa, com a temperatura média nos trópicos entre 5ºC e 7ºC mais altas do que no presente. A região do Ártico era quente o suficiente para abrigar vegetação e fauna diversas.
Todavia, registros paleoclimáticos coletados a partir de sedimentos marinhos mostram um ciclo, com duração entre 37 e 50 mil anos, durante o período. Semelhantes aos ciclos das glaciações, verificava-se uma variação no nível do CO2 atmosférico e na temperatura média global, alternando-se momentos mais e menos quentes.
Usualmente, atribuía-se esse ciclo do sistema climático à variação do ângulo de inclinação do eixo da Terra - chamada de obliquidade. A inclinação está constantemente se modificando, em um ciclo que leva aproximadamente 40.000 anos para se completar.
A variação do eixo terrestre modifica a distribuição da insolação solar sobre a superfície do planeta. A diferença na insolação, contudo, é muito pequena. A teoria estabelecia que mecanismos internos do sistema climático - por exemplo, a circulação da atmosfera e do oceano, a biosfera, o ciclo hidrológico, e o ciclo de carbono - amplificariam a mudança na insolação, provocando tendências de aquecimento ou resfriamento global.
Mas a ciência ainda não tem uma compreensão plena de como se dá essa amplificação pelos mecanismos internos do sistema climático.
O estudo investigou os processos biogeoquímicos envolvendo a biosfera marinha, a circulação da atmosfera e dos oceanos no Cretáceo. Os processos descrevem como o plâncton marinho utiliza o CO2 atmosférico via fotossíntese, sequestrando o gás da atmosfera. Por sua vez, microrganismos degradam a biomassa do plâncton, liberando o CO2 de volta à atmosfera.
O crescimento do plâncton, bem como as reações de oxidação e redução microbianas, dependeriam dos estoques de oxigênio dissolvido, sulfeto e nutrientes presentes na água. A quantidade de plâncton e a ação dos microrganismos teria o potencial de aumentar ou diminuir as concentrações atmosféricas de CO2.
Afetariam, dessa forma, a intensidade do efeito estufa. Como resultado, o sistema climático experimentaria tendências de aquecimento ou de resfriamento.
Para testar a hipótese, os cientistas elaboraram um modelo computacional, reproduzindo a configuração e a circulação do oceanos durante o Máximo Termal do Cretáceo. O modelo incluiu também os processos biogeoquímicos do plâncton e dos microrganismos marinhos.
Ao rodar o modelo, as simulações resultaram em um ciclo de aquecimento e resfriamento do sistema climático de cerca de 40 mil anos de duração. O ciclo seria uma resposta ao aumento ou a redução do CO2 atmosférico, controlado pela fotossíntese do plâncton.
Os cientistas concluíram que a flutuação do plâncton respondeu por grande parte da variabilidade observada no Máximo Termal do Cretáceo. Teria uma contribuição significativa para os intervalos de aquecimento e resfriamento do período, complementando os efeitos da inclinação do eixo terrestre.
Fonte: GEOMAR
Mais informações: Wallmann, K., S. Flögel, F. Scholz, A. W. Dale, T. P. Kemena, S. Steinig and W. Kuhnt, 2019: Periodic changes in the Cretaceous ocean and climate caused by marine redox see-saw. Nature Geoscience
Imagem: GEOMAR/ A. Stuhr - comunidade de plâncton marinho
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