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Mudança na órbita terrestre pode ter causado aquecimento global há 56 milhões de anos

Estudo combina dados geológico e astronômicos para explicar o que causou o extraordinariamente rápido aquecimento da Terra no fim do Paleoceno

Peculiaridades da órbita terrestres podem ajudar a explicar por que, há cerca de 56 milhões de anos, o Ártico (visto aqui coberto de gelo) era quente o suficiente para abrigar crocodilos e palmeiras. Foto: NASA’s Earth Observatory

Há cerca de 56 milhões de anos, durante a transição entre os períodos Paleoceno e Eoceno, a Terra passou por uma “febre”. Em um intervalo de apenas 20 mil anos — um período que não equivale nem mesmo a um erro de arredondamento na maioria das medições de tempo geológico — quantidades massivas de dióxido de carbono subiram para a atmosfera, e as temperaturas médias aumentaram de cinco a oito graus Celsius. O planeta se transformou. Crocodilos habitavam as praias do Ártico cheias de palmeiras, e pântanos e selvas fumegantes se estendiam por grande parte das latitudes médias.

Tais eventos “hipertermais” vêm e vão periodicamente ao longo da história da Terra, mas este foi particularmente intenso, por razões pouco claras. Durante décadas, pesquisadores ficaram intrigados com o que desencadeou esse Máximo Térmico do Paleoceno-Eoceno (PETM, em inglês), olhando através das lentes do passado para entender melhor o atual atual aquecimento do nosso planeta. Uma onda de erupções vulcânicas provavelmente teve alguma influência, talvez auxiliada por um impacto de cometa. Mas um novo estudo sugere que o PETM pode ter sido causado por mudanças sutis na órbita da Terra ao redor do Sol.

Determinar onde a Terra estava há dezenas de milhões de anos é um problema surpreendentemente espinhoso, porque o Sol e seus planetas formam um sistema caótico, no qual mudanças orbitais minúsculas podem, com o tempo, crescer até ter efeitos enormes. Os melhores modelos astronômicos de movimentos planetários não conseguem retroceder no tempo mais do que cerca de 50 milhões de anos.

Os geólogos podem ajudar, procurando pistas sobre o paleoclima da Terra em antigos sedimentos do fundo do mar e usando esses dados para extrapolar informações sobre a posição passada do planeta em relação ao Sol. No novo estudo, publicado na revista Science, Richard Zeebe, paleoceanógrafo da Universidade do Havaí em Manoa, e Lucas Lourens, geólogo da Universidade de Utrecht, na Holanda, combinaram dados astronômicos e geológicos para levar nosso conhecimento detalhado da posição da Terra há oito milhões de anos além do que medimos atualmente, relacionando o início do PETM a um ciclo maior de alteração orbital.

“A partir de um gatilho orbital para o PETM, e com as fortes evidências de participação orbital dos hipertermais subsequentes, nenhum outro gatilho é necessário”, diz Zeebe.

UM RELÓGIO DE 405 MIL ANOS

A órbita da Terra é excêntrica, o que significa que ela mudou várias vezes ao longo do tempo. Estimuladas pela gravitação de Júpiter, Marte, Vênus e outros planetas, a inclinação e a precessão axiais de nosso mundo estão sempre mudando aos poucos. A órbita terrestre desliza entre caminhos circulares e elípticos em ciclos complexos ao longo de milênios. Um ciclo em particular, com duração de 405.000 anos, ajuda os geólogos a calibrar a dinâmica planetária usando registros de sedimentos: como um relógio, quando esse ciclo aproximava a Terra do Sol, o clima esquentava, deixando para trás evidências depositadas em rochas.

No estudo, Zeebe e Lourens examinaram os registros geológicos para identificar ciclos de órbitas excêntricas, calculando uma nova solução astronômica para as posições e velocidades dos planetas no passado, e comparando-a com os sedimentos do fundo do oceano Atlântico. “Chegamos a uma correspondência notável”, diz Zeebe. “Os registros geológicos e nosso cálculo parecem estar bastante de acordo até 58 milhões de anos atrás.” Mais significativamente, os cálculos de Zeebe e Lourens mostram que o PETM também começou em torno de um dos ciclos de 405.000 anos, que acompanha os eventos hipertermais do passado, sugerindo que foi a dinâmica planetária que o iniciou.

“Estávamos esperando alguém fazer algo assim há algum tempo”, diz Linda Hinnov, paleoclimatologista da Universidade George Mason, que não participou do estudo. Ela diz que descobrir qual das muitas soluções astronômicas propostas para a dinâmica planetária se encaixa nos dados geológicos é fundamental para esclarecer onde a Terra estava há mais de 50 milhões de anos atrás. O novo estudo pode fornecer uma âncora para empurrar a janela ainda mais para trás no tempo, acrescenta ela.

O DEBATE ESQUENTA

Paul Olsen, paleontologista da Universidade de Columbia, que não fez parte do trabalho, diz que a conclusão que vincula o PETM à dinâmica orbital é bem fundamentada. “Durante muito tempo, parecia que o PETM era algo super especial e não se enquadrava na categoria de ser estimulado pela mecânica celeste, porque parecia que não caía em nenhum desses picos [de 405.000 anos]”, ele diz. Mas Olsen ainda não está pronto para bater o martelo sobre o que desencadeou o PETM. Ele diz que sua gravidade em comparação com outros períodos hipertermais que também ocorreram em ciclos de 405.000 anos levanta a questão de por que esse era tão mais extremo. “O que o torna diferente?”, questiona, observando que as hipóteses de cometa e vulcão ainda são relevantes. 

Jessica Whiteside, paleontologista molecular da Universidade de Southampton, na Inglaterra, que também não participou do estudo, diz que uma confluência de condições na Terra no limite do Paleoceno-Eoceno pode ter tornado as condições propícias para a dinâmica orbital impulsionar o aquecimento do PETM a tais extremos. “Acho que o que causou o pulso inicial de dióxido de carbono ainda é discutível”, diz ela.

O que quer que tenha sido responsável pelo aumento do dióxido de carbono que precedeu o PETM, o evento — e o aumento das temperaturas globais que se seguiram — são os melhores análogos em registro de rochas para o atual aquecimento global causado pelo homem. Isso não significa que a força orbital esteja desempenhando um papel na mudança climática antropogênica, diz Zeebe. Na verdade, os humanos estão liberando carbono na atmosfera muito mais rapidamente do que ocorreu no momento do PETM, o que significa que os impactos podem ser ainda mais graves. “Obviamente, as configurações orbitais hoje são muito diferentes do que eram 56 milhões de anos atrás”, diz ele. “E, em termos de mudanças climáticas futuras, há muito pouca expectativa de que a força orbital a reduza ou a enfraqueça.”

Jim Daley