Um mergulho profundo em 66 milhões de anos de dados de dióxido de carbono

Há 14 milhões de anos que o dióxido de carbono não tem sido tão elevado como as suas actuais concentrações, graças às emissões de combustíveis fósseis que estão agora a aquecer o planeta.

Hoje, o dióxido de carbono na atmosfera está nos seus níveis mais elevados em pelo menos vários milhões de anos, graças à queima humana de combustíveis fósseis em grande escala ao longo dos últimos dois séculos.

Mas onde é que se enquadram 419 partes por milhão (ppm) – a actual concentração de gases com efeito de estufa na atmosfera – na história da Terra?

Esta é uma questão que uma comunidade internacional de cientistas, que inclui contribuições importantes de geólogos da Universidade de Utah, está a resolver através do exame de um grande número de marcadores no registo geológico que fornecem pistas sobre o conteúdo da atmosfera antiga. Seu estudo preliminar foi publicado recentemente na revista Ciênciasreconstruindo uma empresa₂ As concentrações remontam à Era Cenozóica, época que começou com a extinção dos dinossauros e o aparecimento dos mamíferos há 66 milhões de anos.

As geleiras contêm bolhas de ar, fornecendo aos cientistas evidências diretas disso Os níveis de dióxido de carbono remontam a 800.000 anos, de acordo com o professor de geologia da U of T, Gabe Bowen, um dos autores do estudo. Mas este registo não se estende profundamente ao passado geológico.

“Depois de perder amostras de gelo, você perde evidências diretas. Você não tem mais amostras de gás atmosférico que possa analisar, “Bowen disse.” Portanto, você tem que confiar em evidências indiretas, o que chamamos de proxies. “É difícil trabalhar com esses agentes porque são indiretos.”

“Proxies” no registro geológico

Estas pistas incluem isótopos encontrados em minerais, a formação de folhas fossilizadas e outras evidências geológicas que refletem a química da atmosfera. Uma proxy decorre das descobertas fundamentais do geólogo da UCLA Thor Serling, ele próprio co-autor do novo estudo, e cuja investigação anterior determinou que os isótopos de carbono em solos antigos indicam a presença de dióxido de carbono no passado.₂ Níveis.

Mas a força destas proxies varia e a maioria cobre segmentos estreitos do passado. Ele ligou para a equipe de pesquisa Companhia Cenozóica₂ Projeto de integração de agentesOu Cinco₂O PIP, organizado por Universidade Columbia A climatologista Bärbel Hüneş decidiu avaliar, classificar e combinar proxies disponíveis para criar um registro de alta resolução do dióxido de carbono atmosférico.₂.

“Isso representa algumas das abordagens mais abrangentes e estatisticamente precisas para interpretar o dióxido de carbono₂ “Nos últimos 66 milhões de anos”, disse o coautor Dustin Harper, pesquisador de pós-doutorado no laboratório de Bowen. “Algumas das novas conclusões são que somos capazes de combinar vários proxies de diferentes arquivos de sedimentos, seja no oceano ou em terra, e isso realmente não foi feito nesta escala.”

A nova pesquisa é um esforço comunitário que envolve cerca de 90 cientistas de 16 países. Financiado por dezenas de doações de diversas agências, o grupo espera eventualmente reconstruir o CO2₂ Um recorde de 540 milhões de anos até o início da vida complexa.

No início da Revolução Industrial – quando os humanos começaram a queimar carvão e depois petróleo e gás para abastecer as suas economias – o dióxido de carbono estava na atmosfera₂ Era cerca de 280 ppm. Um gás que retém calor é liberado no ar quando esses combustíveis fósseis queimam.

Olhando para o futuro, espera-se que as concentrações aumentem para entre 600 e 1.000 ppm até 2100, dependendo da taxa de emissões futuras. Não está claro exactamente como é que estes níveis futuros irão afectar o clima.

Mas não existe um mapa confiável do passado do dióxido de carbono₂ Os níveis poderiam ajudar os cientistas a prever com mais precisão como serão os climas futuros, de acordo com o professor de biologia da U of T, William Anderegg, diretor da U of T. Centro Wilkes para Clima e Política.

“Esta é uma síntese muito importante que também tem implicações para as futuras alterações climáticas, especialmente os principais processos e componentes do sistema terrestre que precisamos de compreender para antecipar a velocidade e a magnitude das alterações climáticas”, disse Anderegg.

Os atuais 419 ppm são o nível mais alto de dióxido de carbono em 14 milhões de anos

Em tempos no passado, quando a Terra era um lugar mais quente, os níveis de dióxido de carbono aumentaram₂ Era muito mais alto do que é agora. No entanto, os 419 ppm registados hoje representam um aumento acentuado, potencialmente perigoso e sem precedentes na história geológica moderna.

“Oito milhões de anos antes do presente, havia talvez 5% de probabilidade de ser dióxido de carbono₂ “Os níveis eram mais elevados do que são hoje, mas temos que recuar 14 milhões de anos antes de vermos os níveis que pensamos que eram hoje”, disse Bowen.

Em outras palavras, a atividade humana mudou dramaticamente a atmosfera em poucas gerações. Como resultado, os sistemas climáticos em todo o mundo estão a mostrar sinais alarmantes, tais como fortes tempestades, secas prolongadas, ondas de calor mortais e acidificação dos oceanos.

Forte compreensão do dióxido de carbono atmosférico₂ A variação ao longo do tempo geológico também é essencial para decifrar e aprender com as diferentes características da história da Terra. Mudanças no dióxido de carbono na atmosfera₂ É provável que o clima tenha contribuído para extinções em massa, bem como para inovações evolutivas.

Durante o Cenozóico, por exemplo, houve um declínio a longo prazo no dióxido de carbono₂ O resfriamento climático associado pode ter levado a mudanças na fisiologia das plantas. Classificar Competição e domínio, que por sua vez influenciaram a evolução dos mamíferos.

“Compreensão mais precisa das tendências passadas no dióxido de carbono₂ É, portanto, fundamental compreender como surgiram as espécies e os ecossistemas modernos e o que poderá acontecer no futuro.

Referência: “Rumo a uma história Cenozóica do dióxido de carbono atmosférico.”₂“Pelo Consórcio do Projeto de Integração de Proxy de Dióxido de Carbono Cenozóico (CenCO2PIP)*†, Bärbel Hönisch, Dana L. Royer, Daniel O. Bricker, Pratigya J. Polisar, Gabriel J. Bowen, Michael J. Henehan, Ying Cui, Margaret Stainthorsdóttir, Jennifer C. McElwain, Matthew J. Cohen, Anne Pearson, Samuel R. Phelps, Kevin T. Ono, Andy Ridgewell, Eleni Anagnosto, Jacqueline Osterman, Marcus P. S. Badger, Richard S. Barkley, Peter K. Bell, Thomas P. Chalk , Christopher R. Scottis, Elwyn de la Vega, Robert M. DeConto, Kelsey A. Diez, Vicki Ferrini, Peter J. Franks, Claudia F. Jolliffe, Markus Gutjahr, Dustin T. Harper, Laura L. Haynes, Matthew Hopper, Katherine E. Snell, Benjamin A. Kiessling, Wilfred Conrad, Tim K. Loewenstein, Alberto Malinverno, Maxence Guermec, Luz Maria Mejia, Joseph N. Milligan, John J. Morton, Lee Nordt, Ross Whiteford, Anita Ruth Nibelcic, Jeremy K. C. Rogenstein, Morgan F. Schaller, Nathan D. Sheldon, Cindia Sosedian, Elise B. Wilkes, Caitlin R. Witkowski, Yi J. Zhang, Lloyd Anderson, David J. Burling, Clara Bolton, Thor E. Serling, Jennifer M. Algodão, Jiawei DA, Douglas D. Eckhardt, Gavin L. Foster, David R. Greenwood, Ethan J. Hyland, Elliot A. Gagnitsky, John B. Jasper, Jennifer B. Kowalczyk, Lutz Kunzmann e Wolfram M. Korchner, Charles E. Lawrence, Carolyn H. Lear, Miguel A. Martinez Botti, Daniel P. Maxbauer, Paulo Montana, P. Davi A. Nafs, James WB Ray, Markus Reitzsch, Gregory J. Retzsch, Simon J. Ring, Osamu Seki, Julio Sepulveda, Ashish Sinha, Tiki F. Tesvamichael, Aradhna Tripathi, Johan van der Berg, Jimin Yu, James C. Zachos e Liming Zhang, 8 de dezembro de 2023, Ciências.
doi: 10.1126/science.adi5177