Os vulcões são, regra geral, associados a episódios curtos de perturbação climática, mas uma investigação recente indica que a sua cinza poderá também contribuir para um arrefecimento prolongado.
Uma análise de erupções antigas nos Andes descreve de que forma a cinza que cai no oceano pode desencadear alterações biológicas que se propagam por teias alimentares marinhas inteiras.
Essas mudanças conseguem retirar dióxido de carbono da atmosfera e armazená-lo nas profundezas do oceano, expondo um processo natural poderoso capaz de moldar o clima ao longo de milhões de anos.
Ler o registo oculto da Terra
Sedimentos ricos em cinza e registos fósseis nas margens do Oceano Austral guardam um arquivo estreitamente sincronizado de pulsos vulcânicos, florações de algas e transformações marinhas de grande escala.
Ao seguir estes sinais em depósitos geológicos, Mark Clementz, da Universidade do Wyoming, relacionou repetidas erupções andinas com mudanças na produtividade do oceano e no carbono atmosférico.
No mesmo intervalo, observa-se um aumento da abundância de algas e uma diminuição dos níveis de dióxido de carbono, ocorrendo em paralelo com cada grande fase de actividade vulcânica.
Esta coincidência temporal sugere uma resposta sustentada do oceano, e não acontecimentos isolados, levantando a necessidade de explicar como a cinza poderia, repetidamente, provocar efeitos biológicos e climáticos tão abrangentes.
Quando a cinza alimenta o mar
Erupções explosivas lançaram cinza com ferro, fósforo e silício para águas em redor da Antártida, onde até pequenas carências podem limitar quantidades enormes de crescimento.
Ferro, fósforo e silício favorecem em particular as diatomáceas, algas microscópicas com carapaças vítreas que são responsáveis por cerca de um quinto da produção primária global.
Experiências clássicas mostraram que a adição de ferro pode desencadear florações nas águas do Oceano Austral quando os restantes nutrientes já estão disponíveis.
Com mais crescimento na base do oceano, houve mais alimento para os níveis acima, preparando o cenário para as alterações ecológicas mais amplas que ficam registadas nos fósseis.
Da superfície para o oceano profundo
À medida que as florações de algas se expandiam, mais carbono era transferido das águas superficiais para o oceano escuro em profundidade.
Os oceanógrafos chamam a esta transferência descendente a bomba biológica - o processo que transporta carbono da superfície para baixo, à medida que a matéria viva afunda.
Quando parte desse material chega às águas profundas ou ao lodo, fica menos dióxido de carbono no ar. Uma floração isolada desaparece depressa, mas impulsos repetidos podem continuar a somar armazenamento de longo prazo muito depois de a cinza assentar.
As baleias seguem o alimento
Fósseis de mamíferos marinhos indicam que a vida das baleias estava a mudar rapidamente no mesmo intervalo dos pulsos de cinza. 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 transformavam.
Actualmente, as baleias de barbas deslocam mais de 3 700 toneladas de azoto por ano entre águas de alimentação e de reprodução.
As baleias antigas, por serem maiores, terão provavelmente reforçado a reciclagem de nutrientes e armazenado carbono em carcaças que se afundavam, embora os novos modelos não tenham contabilizado totalmente esses efeitos.
Reconstruir erupções antigas
Para verificar 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 deslocou-se para leste, atravessando a América do Sul até ao Atlântico Sul e, depois, mais além, na direcção do oceano Índico Austral.
Uma fracção da cinza caiu também perto da costa ao longo do Pacífico, fornecendo às águas próximas uma dose directa de nutrientes.
Estas trajectórias para leste fizeram com que o anel de oceano em torno da Antártida surgisse como o alvo mais evidente para um efeito de fertilização repetido.
A cinza desencadeia arrefecimento rápido do oceano
Quando, na simulação, a cinza atingiu as águas superficiais, o oceano modelado reagiu com força e quase de imediato.
O crescimento de diatomáceas na camada superficial 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, em cada ciclo repetido, um pouco mais de dióxido de carbono do ar.
Deste modo, erupções de curta duração poderiam acumular efeitos climáticos ao longo do tempo, em vez de se perderem como eventos isolados.
Pequenos pulsos, impacto duradouro
Em simulações mais longas, verificou-se que o espaçamento entre eventos era quase tão determinante como o tamanho da erupção para moldar a perda de carbono atmosférico a longo prazo.
Um único pulso de nutrientes reduziu o dióxido de carbono durante pouco tempo, antes de o oceano regressar gradualmente ao estado anterior.
Quando estes pulsos se repetiam, a descida do dióxido de carbono tornava-se mais acentuada e persistia muito mais, sobretudo quando poeira e cinza se acumulavam em conjunto.
Assim, ao longo do tempo, pulsos repetidos de nutrientes podem contar mais para o clima do que uma única explosão gigantesca.
Forças combinadas arrefecem a Terra
Os cientistas chamam a este período o Miocénico Tardio, a fase geológica entre cerca de 11,6 e 5,3 milhões de anos atrás.
“Identifying the mechanisms that drove this transition is critical, particularly for understanding how Earth systems may respond to ongoing and future climate change,” disse Clementz.
O crescimento do gelo, alterações nos ventos e uma reorganização das correntes também estavam em curso, pelo que a cinza terá actuado em conjunto com outras forças, e não de forma isolada.
O artigo defende que a cinza foi um contributo subestimado, e não a única razão para o arrefecimento do planeta.
Lições do clima antigo
O estudo não apresenta uma solução para o aquecimento actual, porque o aumento de carbono de hoje está a ocorrer muito mais depressa.
“By identifying links between volcanism, ocean productivity and carbon dioxide drawdown, it provides insight into mechanisms that can influence global climate over long time scales,” disse Clementz.
O clima não se altera apenas através do ar - a água, as teias alimentares e os sedimentos também definem o ritmo.
Quando observados em conjunto, cinza, florações, renovação das populações de baleias e queda do dióxido de carbono parecem menos uma série de eventos separados e mais um único episódio interligado.
Esta perspectiva mais ampla pode tornar mais informadas as decisões sobre resiliência climática, recursos naturais e os riscos de mudanças rápidas. Registos melhores do tamanho das erupções, da química da cinza e da circulação oceânica antiga deverão esclarecer quanta refrigeração esta cadeia, na realidade, causou.
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