Como o vulcanismo dos Andes no Miocénico Tardio pode ter arrefecido o planeta

Há cerca de sete milhões de anos, algo mudou no oceano junto à América do Sul. Microalgas chamadas diatomáceas começaram a multiplicar-se em grande escala.

Ao mesmo tempo, as baleias tornaram-se maiores, o oceano profundo passou a reter mais nutrientes e, gradualmente, o planeta entrou numa trajectória de arrefecimento.

Durante décadas, os cientistas tentaram perceber o que esteve por detrás desta teia de alterações no Miocénico Tardio.

Um novo estudo aponta para um factor muitas vezes ignorado: os próprios Andes - mais concretamente, o vulcanismo explosivo que contribuiu para a sua formação.

Sob a liderança de Barbara Carrapa, da Universidade do Arizona, a equipa combinou fósseis, dados geoquímicos e modelos para mostrar que a cinza vulcânica poderá ter ajudado a arrefecer a Terra.

Os vulcões adicionam nutrientes aos oceanos

Os Andes formam o arco vulcânico activo mais longo do planeta e, no Miocénico Tardio, a actividade foi particularmente intensa.

O Complexo Vulcânico Altiplano-Puna - o maior sistema activo de magma silícico da Terra - gerou supererupções repetidas, com um pico entre 8 e 4 milhões de anos atrás.

Quando estas erupções ocorriam, libertavam plumas de cinza fina com elementos de que o oceano aberto necessita desesperadamente: ferro, fósforo e silício.

As diatomáceas, que constroem as suas carapaças a partir de sílica, estavam entre as principais beneficiárias desse aporte.

“Quando se coloca no oceano uma grande quantidade de nutrientes muito importantes vindos dos vulcões, então os produtores primários vão disparar, porque, de repente, têm muitos nutrientes disponíveis e isso, por sua vez, vai afectar todo o ecossistema marinho”, afirmou Carrapa.

A própria geografia favoreceu o processo: ventos de oeste transportaram a cinza andina para leste, atravessando o Atlântico Sul em direcção ao Oceano Antártico, enquanto outra parte caía mais perto, no Pacífico.

A vida oceânica cresce e transforma-se

Os registos fósseis permitem observar esta viragem. Em sedimentos do Oceano Antártico, a abundância de diatomáceas aumenta de forma acentuada durante o Miocénico Tardio.

Há picos claros de produtividade há cerca de 6 milhões e 4,5 milhões de anos. Esses intervalos coincidem com grandes episódios eruptivos nos Andes.

Também as baleias sofreram uma mudança marcada. As baleias de barbas começaram a atingir dimensões muito maiores há cerca de sete milhões de anos. O tamanho médio passou de aproximadamente 4,9 metros para cerca de 11,9 metros.

As maiores baleias actuais, incluindo a baleia-azul - que pode chegar a cerca de 30 metros -, associam a origem do seu gigantismo a este período.

Ao longo da costa pacífica do Peru e do Chile, o registo sedimentar revela um lado mais sombrio. A Formação Pisco, no Peru, e depósitos equivalentes no Chile contêm autênticos “cemitérios” de baleias.

Nesses locais preservam-se grandes quantidades de mamíferos marinhos. Os investigadores relacionam as mortes com blooms repetidos de algas nocivas, e nas mesmas rochas surgem, ao longo das camadas, depósitos de cinza vulcânica provenientes de erupções andinas.

Efeitos que se propagam à escala global

Para avaliar se a cinza andina poderia fornecer nutrientes em quantidade suficiente, a equipa recorreu a modelos computacionais. Um deles, o HYSPLIT, indicou que a cinza da região Altiplano-Puna viaja sobretudo para leste, em direcção ao Atlântico Sul e para além dele.

“Para ilustrar a nossa abordagem, diríamos: ‘Vamos começar a fazer os Andes entrar em erupção de propósito e ver o que acontece’”, explicou Kaustubh Thirumalai, professor associado no Departamento de Geociências da Universidade do Arizona.

“E o que descobrimos é que existe outro componente que não era devidamente valorizado: a biologia do oceano responde, com efeitos de retroacção no clima à escala mundial.”

O Modelo do Sistema Terrestre da Comunidade simulou quatro erupções separadas por 75 anos.

Em cada uma, o crescimento de diatomáceas à superfície do oceano mais do que duplicou num prazo de dois anos. A partir daí, o oceano passou a retirar mais dióxido de carbono da atmosfera.

Sistemas que sustentaram o arrefecimento

Para analisar escalas de tempo mais longas, a equipa utilizou o modelo cGENIE, que segue alterações do carbono ao longo de milhares de anos.

Erupções repetidas a cada 75 anos reduziram o dióxido de carbono atmosférico em cerca de nove partes por milhão ao longo de 2.000 anos.

Com erupções mais frequentes, eventos maiores e maior entrada de poeiras, a descida aumentou para aproximadamente 15 partes por milhão em 20.000 anos.

Uma diminuição de 15 partes por milhão pode parecer pequena. No entanto, em conjunto com outros mecanismos de retroacção, terá provavelmente influenciado o clima. Em paralelo, o Rio Amazonas começou a fornecer mais nutrientes ao oceano.

A Corrente de Humboldt intensificou-se. As baleias também contribuíram, ao reciclar nutrientes e ao deslocar carbono no interior do oceano.

Vulcões ajudam a arrefecer a Terra

O Desvio Isotópico do Carbono do Miocénico Tardio, a Floração Biogénica e o arrefecimento ocorreram em simultâneo. E esse intervalo coincide com o pico de actividade vulcânica nos Andes.

“Quando se consideram os efeitos biológicos da fertilização do oceano pelos vulcões, conseguimos ver uma bela correlação entre o vulcanismo andino e todas essas mudanças que estão a acontecer no oceano”, disse Carrapa.

A investigadora acrescentou que, em conjunto com a Corrente de Humboldt, estas condições criaram o cenário ideal: a cinza a atingir as zonas certas podia desencadear produção primária e, com o tempo, afectar ecossistemas marinhos inteiros, incluindo as baleias.

“Este trabalho melhora a nossa compreensão de como processos naturais podem regular o clima da Terra, o que é directamente relevante para antecipar futuras alterações climáticas e os seus impactos na sociedade”, afirmou o co-autor Mark Clementz, professor na Universidade do Wyoming.