Análise climática antiga revela processos globais desconhecidos

De acordo com modelos convencionais altamente citados, o arrefecimento e uma grande queda no nível do mar há cerca de 34 milhões de anos deveriam ter levado a uma erosão continental generalizada e ao depósito de quantidades gigantescas de material arenoso no fundo do oceano. Afinal, esta foi uma das transições climáticas mais drásticas na Terra desde o desaparecimento dos dinossauros.

No entanto, uma nova revisão de Stanford de centenas de estudos que remontam a décadas atrás relata, de forma contrastante, que nas margens de todos os sete continentes, pouco ou nenhum sedimento foi encontrado datando desta transição. A descoberta desta lacuna globalmente extensa no registo geológico foi publicada esta semana no Avaliações de Ciências da Terra.

“Os resultados nos deixaram pensando: ‘para onde foi todo o sedimento?'”, Disse o autor sênior do estudo Stephan Graham, professor Welton Joseph e Maud L’Anphere Crook da Escola de Sustentabilidade Stanford Doerr. “Responder a essa pergunta nos ajudará a obter uma melhor compreensão fundamental sobre o funcionamento dos sistemas sedimentares e como as mudanças climáticas afetam o registro sedimentar marinho profundo.”

A lacuna geológica oferece novos conhecimentos sobre a deposição de sedimentos e os processos de erosão, bem como sobre os sinais ambientais mais amplos das dramáticas alterações climáticas, o que poderia ajudar os investigadores a compreender melhor a enormidade global das actuais alterações climáticas.

“Pela primeira vez, demos uma olhada global em uma resposta pouco estudada dos maiores sistemas de movimento de massa de sedimentos do planeta durante a transição extrema do Eoceno-Oligoceno”, disse o principal autor do estudo, Zack Burton, Ph.D. ’20, que agora é professor assistente de ciências da Terra na Montana State University.

Tim McHargue, professor adjunto de ciências da Terra e planetárias em Stanford, também é coautor do estudo.

Da estufa à casa de gelo

Durante o período Eoceno-Oligoceno, a Terra sofreu um profundo resfriamento planetário. Gigantescas camadas de gelo apareceram na Antártica, que antes não tinha gelo, o nível global do mar despencou e a vida terrestre e marinha sofreu graves mortes.

Antes disso, no início do Eoceno, que durou cerca de 56 milhões a 34 milhões de anos atrás, a Terra tinha as temperaturas mais quentes e os níveis do mar mais altos desde que os dinossauros caminharam pela Terra, há mais de 66 milhões de anos, de acordo com registros de proxy climático. .

Burton e colegas concentraram-se inicialmente na exploração dos efeitos das condições do início do Eoceno nos sistemas deposicionais de águas profundas. O estudo resultante – publicado em Relatórios Científicos em 2023 – encontrou abundantes depósitos ricos em areia nas bacias oceânicas ao longo das margens continentais da Terra.

A equipa de investigação atribuiu este aumento de deposição principalmente à intensificação das condições climáticas e meteorológicas que impulsionam a erosão da terra. Com a curiosidade despertada, Burton e colegas estenderam então a investigação ao final do Eoceno e ao início do Oligoceno, quando a Terra subitamente passou de climas de “estufa” e “estufa” para o oposto, um clima de “casa de gelo”.

Para o novo estudo, os investigadores analisaram meticulosamente a literatura científica e técnica que documenta sedimentos antigos até vários quilómetros abaixo do fundo do mar, examinando estudos publicados na última década até há mais de um século. A literatura incluiu estudos de perfuração de petróleo e gás offshore, estudos de afloramentos rochosos em terra e até mesmo interpretações de dados sísmicos para inferir características dos sedimentos do Eoceno-Oligoceno. No total, foram incluídos pouco mais de uma centena de sítios geográficos em todo o mundo, delineando todas as massas continentais.

Embora o método de análise da literatura utilizado no estudo não seja novo por si só, a escala de tal abordagem, possibilitada por vastos bancos de dados online, pode ser altamente esclarecedora, disse Graham. “Poderia haver outros eventos semelhantes no passado geológico que mereceriam uma investigação mais aprofundada”, disse Graham, “e a maneira de começar isso é fazer exatamente o que fizemos – uma pesquisa realmente completa da literatura geológica global para certos períodos suspeitos. a tempo.”

“O processo real de reavaliar, reinvestigar e reanalisar a literatura que, em alguns casos, está disponível há décadas é desafiador, mas pode ser muito frutífero”, disse Burton. “O método pode levar a descobertas emocionantes e inesperadas, como conseguimos fazer aqui.”

Totalmente inesperado

À medida que Burton e os seus colegas percorriam o inventário de dados compilado, ficaram cada vez mais perplexos com a aparente não comparência sedimentar.

“Não vimos deposição abundante e rica em areia, como no nosso estudo de climas quentes do início do Eoceno”, disse Burton. “Em vez disso, vimos que discordâncias erosivas proeminentes e generalizadas – em outras palavras, lacunas no registro rochoso – se desenvolveram durante o resfriamento climático extremo e a mudança oceanográfica do Eoceno-Oligoceno.”

Os pesquisadores oferecem algumas teorias sobre por que ocorreu essa falta de deposição. As vigorosas correntes oceânicas no fundo do oceano, impulsionadas pela temperatura e salinidade das águas, podem ter sido desencadeadas ou ampliadas pela grande mudança climática, potencialmente erodindo o fundo do oceano e varrendo os sedimentos que escorriam dos continentes.

Entretanto, os mecanismos das plataformas continentais expostas pela queda do nível do mar poderiam ter permitido que os sedimentos contornassem completamente as bacias sedimentares mais próximas, enviando depósitos muito mais longe para a planície abissal do fundo do oceano. Processos mais restritos regionalmente, como a erosão glacial em torno da Antártica, provavelmente também desempenharam um papel.

Quaisquer que sejam os mecanismos em jogo, eles criaram colectivamente cenas semelhantes de erosão em bacias oceânicas em todos os continentes. Essa omnipresença aponta para aquilo a que os investigadores se referiram como controlos globais – o que significa que profundas alterações climáticas foram sentidas em todo o lado, desde as massas de terra mais altas até às águas mais profundas.

Desta forma, o evento climático abrupto na fronteira Eocénico-Oligocénico e os seus efeitos substanciais recentemente observados ao longo das margens continentais poderiam ajudar os investigadores a compreender melhor a enormidade global da evolução actual das alterações climáticas. Embora as alterações climáticas causadas pelo homem nos últimos dois séculos sejam atualmente muito menores em magnitude global em comparação com a transição Eoceno-Oligoceno, estão a acontecer a um ritmo alarmantemente mais rápido, disseram os investigadores de Stanford.

“As nossas descobertas podem ajudar-nos a informar-nos sobre os tipos de mudanças radicais que podem acontecer na superfície da Terra face às rápidas alterações climáticas”, disse Graham. “O passado geológico informa o presente e, particularmente, o futuro.”