Cinzas vulcânicas dos Andes podem ter ajudado a resfriar o planeta inteiro.

Erupções nos Andes, uma extensa cadeia vulcânica que acompanha a borda oeste da América do Sul, provavelmente ajudaram a resfriar a Terra entre 7 milhões e 5,4 milhões de anos atrás, segundo um novo estudo.

Cinzas ricas em nutrientes no Oceano Austral parecem ter alimentado enormes florações de algas, que puxaram dióxido de carbono para as águas profundas e mudaram o rumo do clima do planeta.

Cinza encontra o mar

Rochas do fundo do mar ao longo da margem pacífica da América do Sul guardam tanto o registro da queda de cinzas dessas erupções quanto indícios de águas oceânicas excepcionalmente produtivas.

Ao analisar esses depósitos em camadas, Mark T. Clementz, da Universidade de Wyoming, relacionou repetidos pulsos vulcânicos em áreas costeiras e oceânicas à entrega de nutrientes descrita no estudo.

O mesmo período em que a atividade vulcânica se intensificou, por volta de 7 milhões de anos atrás, também registra uma redução do carbono na atmosfera.

Essa coincidência sugere uma ligação forte, mas mantém em aberto a próxima pergunta do artigo: de que maneira a cinza transformou um padrão regional de erupções em um efeito climático mais amplo.

Produtividade no Oceano Austral e as erupções nos Andes

A cinza vulcânica carrega nutrientes essenciais que sustentam o crescimento da vida vegetal marinha quando as águas superficiais ficam pobres. Grande parte do Oceano Austral é limitada por ferro - isto é, mesmo com outros nutrientes disponíveis, o crescimento das plantas marinhas trava por falta desse elemento.

A chegada de cinza recente alterou esse gargalo, porque até pulsos curtos de nutrientes podem acionar um crescimento rápido nas águas frias e ricas em nutrientes.

A equipa investigou para onde foi o carbono extra e se ele permaneceu enterrado. A resposta mais intensa apareceu nas diatomáceas, algas unicelulares com carapaças vítreas, que prosperam quando a cinza adiciona ferro e silício.

À medida que as florações aumentavam, a fotossíntese retirava dióxido de carbono das águas de superfície, e a matéria orgânica que afundava levava parte desse carbono para camadas mais profundas.

As simulações indicaram que a clorofila das diatomáceas mais que dobrou após os pulsos de cinza, em linha com picos de produtividade observados em registos do Oceano Austral.

Esse arrefecimento só ocorre quando a matéria viva afunda a profundidades suficientes para ficar armazenada por anos.

Baleias ficaram maiores

A evolução das baleias também mudou nesse mesmo intervalo, com espécies de barbatanas (baleias de barbas) a tenderem a corpos muito maiores à medida que os oceanos se reorganizavam.

Na síntese de fósseis do estudo, o comprimento mediano das baleias subiu de aproximadamente 4,9 m para 11,9 m, à medida que formas menores desapareciam.

Cerro Ballena, no norte do Chile, preserva encalhes marinhos repetidos que os investigadores associaram a florações de algas nocivas - surtos tóxicos capazes de matar animais.

Por meio de fezes e carcaças que afundam, as baleias provavelmente amplificaram a história do carbono, embora os novos modelos climáticos não tenham incluído esse mecanismo de retroalimentação.

Impactos de longo alcance das cinzas

Para verificar se a sobreposição indicava mesmo uma ligação de causa e efeito, a equipa combinou fósseis, evidências químicas, padrões de vento e simulações climáticas globais.

Os padrões de vento atuais são relevantes porque mostram para onde a cinza viaja, e a maioria das plumas desloca-se para leste, atravessando o Atlântico Sul.

Parte do material também caiu perto da costa do Chile, mas o sinal de fertilização mais amplo alcançou as águas que circundam a Antártida e além.

Uma nuvem de cinzas local pode afetar uma costa específica; já uma pluma mais extensa pode influenciar como o oceano absorve e armazena carbono muito para lá dessa região.

A resposta da vida marinha

Quando os investigadores inseriram quatro pulsos de cinza ao longo de 300 anos, a vida marinha reagiu nos primeiros dois anos após cada explosão.

As águas frias do sul exibiram um salto no crescimento de plantas microscópicas, e o oceano passou a capturar mais dióxido de carbono do ar.

Ao longo de um ciclo vulcânico de 75 anos, essa remoção adicional chegou a cerca de 0,66 partes por milhão na atmosfera.

Ainda assim, esses ganhos eram modestos por si só, mas a repetição permitiu que o efeito se acumulasse, em vez de simplesmente se dissipar.

Erupções frequentes foram decisivas

Simulações mais longas estenderam a história para 20.000 anos e mostraram por que erupções frequentes são mais importantes do que explosões isoladas.

Os nutrientes recém-chegados desaparecem rapidamente à medida que as partículas afundam ou são soterradas, por isso um novo pulso de cinza precisa chegar antes de o sistema terminar de recuperar.

Quando essas erupções continuaram a ocorrer, o dióxido de carbono no ar caiu em uma quantidade pequena, porém mensurável.

Durante intervalos especialmente violentos por volta de 8,4 milhões de anos atrás, alguns pulsos eruptivos podem ter sido 12 vezes mais fortes do que o cenário médio testado.

O que os modelos podem não captar

Nem todas as etapas dessa cadeia couberam de forma limpa dentro de um modelo, e os autores apontaram incertezas importantes.

Foram usados valores conservadores para os nutrientes na cinza, o que evita exageros, mas pode subestimar as erupções mais fortes.

Altura de injeção, química da cinza e a circulação mais lenta do oceano podem alterar por quanto tempo o carbono extra permanece enterrado.

A reciclagem impulsionada por baleias também ficou fora das simulações principais; assim, a retroalimentação marinha real pode ter sido maior ou mais complexa.

Implicações para o clima da Terra

O resultado não oferece uma solução para o aquecimento atual, porque vulcões trazem destruição e o clima de hoje é movido por emissões humanas.

Em vez disso, a pesquisa mostra como pequenas mudanças nos nutrientes se propagam pelas cadeias alimentares e alteram quanto carbono o oceano consegue armazenar.

“Este trabalho melhora a nossa compreensão de como processos naturais podem regular o clima da Terra, o que é diretamente relevante para antecipar as mudanças climáticas futuras e os seus impactos na sociedade”, disse Clementz.

Ao relacionar a atividade vulcânica a explosões de vida no oceano e à remoção de dióxido de carbono do ar, o estudo esclarece como esses processos podem moldar o clima da Terra ao longo de longos períodos.

De camadas de cinza no fundo do mar a longas execuções de modelos climáticos, as evidências indicam erupções a alimentar a vida - e a vida a resfriar o clima.

Agora, os investigadores vão precisar de registos mais precisos do timing das erupções, da química das cinzas e da resposta do oceano para estimar com mais exatidão esse efeito planetário.