A poeira interplanetária misturada com hélio-3 que se depositou no fundo do mar forneceu aos cientistas do clima um registo histórico urgentemente necessário do gelo marinho. Essa urgência decorre da luta dos climatologistas para compreender como o Ártico responderá ao agravamento da crise climática.
A quantidade de gelo no Oceano Ártico diminuiu em mais de 42% em resposta ao aumento das temperaturas desde que o monitoramento regular por satélite começou em 1979 – e o Ártico continua a aquecer mais rápido do que qualquer outro lugar do mundo. Terraespecialmente devido ao aquecimento global provocado pelo homem, causado por coisas como a queima de carvão para obter energia barata. Dentro de algumas décadas poderemos ver o Oceano Ártico livre de gelo durante todo o verão. Além do aumento do nível do mar resultante à medida que o gelo derrete, os cientistas querem aprender mais sobre como esta mudança no gelo marinho afecta a habitabilidade do Árctico e do resto do mundo.
Até agora, tem sido difícil fazer previsões precisas sobre o gelo marinho do Ártico, em parte porque não existem registos históricos nos quais basear as previsões. Se não sabemos como o gelo marinho respondeu às mudanças climáticas no passado, não podemos dizer com certeza como responderá no futuro.
É aí que entra a poeira cósmica.
Estamos sendo gentilmente mergulhado em poeira do espaço todos os dias. Se você colocar uma tigela do lado de fora por uma semana, parte da sujeira que se acumula nela será proveniente do espaço.
Quando o Oceano Ártico está coberto de gelo, a poeira é impedida de atingir o fundo do mar. Assim, quando o oceano está praticamente ausente de gelo, mais poeira cósmica é capaz de se depositar na forma de sedimentos.
Pavia liderou uma equipa que procurou esta poeira em núcleos sedimentares retirados de três locais no Oceano Ártico: um perto do Pólo Norte, onde há gelo durante todo o ano, um perto da borda do gelo em setembro, quando a cobertura de gelo está no seu nível anual mais baixo, e outro num local que estava coberto de gelo em 1980, mas já não está.
Em particular, a equipa de Pavia procurava camadas sedimentares dos isótopos hélio-3 e tório-230. Cada um tem uma origem diferente. O hélio-3 está presente na poeira cósmica, tendo sido capturado por grãos de poeira do Sol vento solarenquanto o tório é um produto da decomposição do urânio natural que se dissolveu no oceano. Em épocas de grande abundância de gelo no oceano, a proporção de tório-230 para hélio-3 deve ser maior do que em épocas em que há menos gelo e mais poeira cósmica pode atingir o fundo do mar.
“É como procurar uma agulha num palheiro”, disse Pavia. “Há uma pequena quantidade de poeira cósmica chovendo por toda parte, mas também há sedimentos da Terra se acumulando muito rapidamente”.
Os núcleos forneceram um registo histórico que narra períodos em que quantidades maiores e menores de poeira cósmica atingiram o fundo do oceano, correspondendo a diferentes quantidades de gelo marinho. O gelo aumentou e diminuiu ao longo de milénios, e os núcleos indicam que o alvorecer da mais recente era do geloque começou há cerca de 20.000 anos, viu uma diminuição na quantidade de poeira cósmica no fundo do mar à medida que o gelo cobria todo o Ártico durante todo o ano.
“Durante a última era glacial quase não havia poeira cósmica nos sedimentos do Ártico”, disse Pavia.
Quando o gelo começou a derreter e a recuar, à medida que a era glacial começou a chegar ao fim, há 15 mil anos, os núcleos mostram que a quantidade de poeira cósmica nos sedimentos do fundo do mar começou a aumentar.
O que é mais intrigante é o que os núcleos nos dizem sobre o que governa a quantidade de gelo marinho e como a sua presença, ou a falta dela, pode influenciar o equilíbrio dos nutrientes e, portanto, a biosfera do oceano.
A suposição era que a perda de gelo do Oceano Ártico era governada pela temperatura do oceano, mas os resultados do grupo de Pavia indicam que tem mais a ver com atmosférico em vez disso, as temperaturas. Esta é uma informação crucial porque o oceano demora mais tempo a responder às mudanças climáticas do que a atmosfera. Se for verdade, então poderemos perder gelo marinho no Oceano Ártico mais rapidamente do que esperávamos.
Eles também descobriram que a cobertura de gelo marinho está correlacionada com a rapidez com que os nutrientes do oceano são consumidos por processos biológicos. Pequenas conchas que antes eram usadas por micróbios chamados foraminíferos estavam presentes nos núcleos, e uma análise química revelou quanto do total de nutrientes disponíveis eles consumiram quando os micróbios estavam vivos em diferentes pontos do registro histórico. A equipe de Pavia encontrou uma correlação entre o aumento do consumo de nutrientes e a falta de gelo marinho.
“À medida que o gelo diminui no futuro, esperamos ver um aumento no consumo de nutrientes pelo fitoplâncton no Ártico, o que tem consequências para a cadeia alimentar”, disse Pavia. A longo prazo, essa produtividade poderá não ser mantida, provocando o colapso de ecossistemas delicados, tanto no oceano como na costa.
Os resultados ainda deixam algumas questões sem resposta por enquanto, como por que a disponibilidade de nutrientes muda com a quantidade de gelo marinho presente. Uma possível explicação é que, com menos gelo, há mais espaço na superfície do oceano para a fotossíntese de algas que produzem mais nutrientes. No entanto, um efeito concorrente seria a diluição dos nutrientes pelo derretimento do gelo marinho, o que significa que deve haver um equilíbrio delicado entre os dois processos.
Os resultados foram publicados em 6 de novembro na revista Ciência.
