Reservatórios de Carbono do Mar Profundo Uma vez Superaquecidos A Terra - Poderia Acontecer Novamente?

Reservatórios de Carbono do Mar Profundo Uma vez Superaquecidos A Terra - Poderia Acontecer Novamente? Gotas subindo da abertura de champanhe no fundo do oceano nas Ilhas Marianas. Os fluidos que saem do local contêm dióxido de carbono dissolvido. NOAA Ocean Explorer

Com o aumento da preocupação com a mudança climática induzida pelo homem, muitos cientistas estão olhando para trás, através da história da Terra, para eventos que podem lançar luz sobre as mudanças que ocorrem hoje. Analisar como o sistema climático do planeta mudou no passado melhora nossa compreensão de como ele pode se comportar no futuro.

Agora fica claro, a partir desses estudos, que eventos abruptos de aquecimento são construído no sistema climático da Terra. Eles ocorreram quando perturbações no armazenamento de carbono na superfície da Terra liberaram gases de efeito estufa na atmosfera. Um dos grandes desafios para cientistas do clima como eu é determinar de onde esses lançamentos vieram antes que os humanos estivessem presentes e o que os desencadeou. Importante, queremos saber se tal evento pode acontecer novamente.

Em um estudo recentemente publicado, meus colegas Katie Harazin, Nadine Krupinski e eu descobri que no final da última era glacial, cerca de 20,000 anos atrás, o dióxido de carbono era lançado no oceano a partir de reservatórios geológicos localizado no fundo do mar quando os oceanos começaram a aquecer.

Essa descoberta é uma potencial mudança de jogo. Os reservatórios naturais de carbono no oceano moderno poderiam ser perturbados novamente, com efeitos potencialmente graves para os oceanos e clima da Terra.

Reservatórios de Carbono do Mar Profundo Uma vez Superaquecidos A Terra - Poderia Acontecer Novamente? A Terra pedalou entre as eras glaciais (pontos baixos) e os períodos interglaciais quentes nos últimos 800,000 anos. Mas o aquecimento climático atual está ocorrendo muito mais rápido do que os eventos anteriores de aquecimento. NASA

O passado é prólogo

Um dos exemplos mais conhecidos de um rápido aquecimento causado pela liberação de carbono geológico é o Máximo Termal Paleoceno-Eoceno, ou PETM, um grande evento de aquecimento global que ocorreu cerca de 55 milhões de anos atrás. Durante o PETM, a Terra aqueceu por 9 para 16 graus Fahrenheit (5 a 9 graus Celsius) em cerca de 10,000 anos.

Os cientistas do clima agora consideram o PETM como um analógico para mudanças ambientais ocorrendo hoje. O PETM aconteceu durante um período mais longo e sem envolvimento humano, mas mostra que há instabilidade inerente no sistema climático se o carbono de reservatórios geológicos for liberado rapidamente.

Os cientistas também sabem que os níveis de dióxido de carbono na atmosfera aumentaram rapidamente no final de cada uma das eras glaciais do final do Pleistoceno, ajudando a aquecer o clima. Durante o mais recente episódio de aquecimento, 17,000 anos atrás, a Terra aqueceu por 9 para 13 graus Fahrenheit (5 a 7 graus Celsius).

O Máximo Termal do Paleoceno-Eoceno aqueceu o planeta de forma tão dramática que as florestas tropicais se estenderam para o norte, rumo ao Ártico.

No entanto, centenas de estudos científicos não conseguiram estabelecer o que causou os rápidos aumentos de dióxido de carbono que terminaram cada era glacial. Os pesquisadores concordam que o oceano deve estar envolvido porque ele atua como um grande capacitor de carbono, regulando a quantidade de carbono que reside na atmosfera. Mas eles ainda estão procurando pistas para entender o que influencia a quantidade de carbono no oceano durante as mudanças climáticas abruptas.

Lagos no fundo do oceano

Nas últimas duas décadas, cientistas oceânicos descobriram que existem reservatórios de dióxido de carbono líquido e sólido acumulados no fundo do oceano, dentro das rochas e sedimentos nas margens de ativos. fontes hidrotermais. Nesses locais, o magma vulcânico de dentro da Terra encontra água superaquecida, produzindo plumas de fluidos ricos em dióxido de carbono que se filtram através de fendas na crosta terrestre, migrando para a superfície.

Quando uma nuvem desse fluido encontra a água do mar fria, o dióxido de carbono pode se solidificar em uma forma chamada hidrato. O hidrato forma uma cápsula que retém o dióxido de carbono nas rochas e nos sedimentos e impede que ele entre no oceano. Mas a temperaturas acima de aproximadamente 48 graus Fahrenheit (9 graus Celsius), o hidrato irá derreter, liberando líquido flutuante ou dióxido de carbono gasoso diretamente na água sobre a superfície.

Até agora, os cientistas documentaram reservatórios de líquido e hidrato de dióxido de carbono no Pacífico ocidental, perto de Taiwan e Mar Egeu. Em águas mais rasas, onde as temperaturas oceânicas são mais altas e a pressão é menor, os pesquisadores observaram dióxido de carbono puro emanando diretamente de sedimentos como um gás e subindo para a superfície do oceano.

Reservatórios de Carbono do Mar Profundo Uma vez Superaquecidos A Terra - Poderia Acontecer Novamente? Bolhas quase dióxido de carbono surgem de sedimentos que cobrem um sistema hidrotermal ativo no Pacífico tropical ocidental. Fotos de Roy Price, cortesia de Jan Amend, CC BY-ND

Um cartão selvagem do clima

Essas descobertas estão mudando a compreensão dos cientistas sobre o sistema de carbono marinho. Os cientistas do clima não incluíram reservatórios de carbono em águas profundas em modelos atuais que exploram os potenciais impactos do aquecimento futuro, porque pouco se sabe sobre o tamanho e a distribuição dessas fontes de carbono.

De fato, não há praticamente nenhum dado que documente quanto dióxido de carbono está atualmente sendo liberado desses reservatórios para o oceano. Isso torna a história geológica extremamente importante: ela confirma que esses tipos de reservatórios têm a capacidade de liberar grandes quantidades de carbono quando são perturbados.

Também foram identificados reservatórios de carbono análogos em ambientes terrestres. Em 1979, vulcão Dieng da Indonésia pessoas sufocadas 142 quando liberou dióxido de carbono quase puro. Em 1986, um reservatório de dióxido de carbono no fundo do Lago Nyos nos Camarões irrompeu, matando 1,700 moradores locais e centenas de animais.

Reservatórios de Carbono do Mar Profundo Uma vez Superaquecidos A Terra - Poderia Acontecer Novamente? Vaca sufocada por dióxido de carbono na erupção do 1986 Lake Nyos. USGS / Jack Lockwood

O dióxido de carbono também está sendo liberado ao redor de Mammoth Mountain, na Califórnia, em locais onde o magma se eleva através da crosta terrestre e se detém em profundidades rasas. Altas concentrações de dióxido de carbono no solo matou mais de 100 hectares de árvores. Os cientistas estão trabalhando para identificar e caracterizar outros sites em terra onde tais lançamentos podem ocorrer.

É muito mais difícil quantificar o dióxido de carbono armazenado em reservatórios oceânicos. Vastas regiões do leito oceânico contêm locais de vulcanismo ativo e ventilação hidrotérmica, mas os cientistas não sabem praticamente nada sobre a quantidade de dióxido de carbono acumulado nas rochas e sedimentos circundantes. Na minha opinião, há uma necessidade urgente de estudar os ambientes marinhos onde o dióxido de carbono provavelmente está se acumulando e, em seguida, avaliar quão suscetíveis eles podem ser à desestabilização.

Aquecendo oceanos, aumentando o risco

Este não é um esforço que deva ser adiado. Os oceanos da Terra estão se aquecendo rapidamente, e os modelos climáticos projetam que eles vão aquecer mais rápido perto dos pólos, onde as correntes profundas formam aquele carregue águas quentes para baixo a partir da superfície.

Conforme essas águas quentes afundam no interior do oceano, elas transportam o excesso de calor para locais onde os reservatórios de dióxido de carbono podem se formar. Essas águas mais quentes acabarão desestabilizando os selos de hidrato que mantêm o dióxido de carbono líquido preso.

Reservatórios de Carbono do Mar Profundo Uma vez Superaquecidos A Terra - Poderia Acontecer Novamente? Uma corrente muito grande e lenta, chamada de circulação termohalina, transporta água quente para as regiões polares da Terra, onde esfria e afunda nos oceanos profundos. Maphoto / Riccardo Pravettoni via GRID-Arendal, CC BY-ND

Um desses reservatórios ocorre no oeste do oeste do Pacífico Calha de Okinawa no Mar da China Oriental. A temperatura das águas inferiores neste local é de 37 a 39 graus Fahrenheit (3 a 4 graus Celsius), o que significa que a capa de hidrato está dentro de cerca de 4-5 graus Celsius do seu ponto de fusão.

É importante ressaltar que fluidos hidrotermais quentes estão subindo de baixo do reservatório de dióxido de carbono em direção à superfície. À medida que os oceanos continuam a aquecer, a diferença de temperatura entre as águas frias do oceano e os fluidos hidrotermais mais quentes diminuirá. Isso fará com que o hidrato finja, potencialmente a um ponto em que ele não irá mais evitar que o dióxido de carbono líquido escape.

Até o momento, não houve pesquisas para avaliar se esses reservatórios de dióxido de carbono dos oceanos são vulneráveis ​​ao aumento da temperatura dos oceanos. Mas o registro pré-histórico da Terra demonstra claramente que os reservatórios geológicos podem ser desestabilizados - e que, quando o são, leva a aumentos rápidos no dióxido de carbono atmosférico e no aquecimento global. Na minha opinião, isso representa um importante risco desconhecido que não pode ser ignorado.A Conversação

Sobre o autor

Lowell D. Stott, professor, Faculdade de Letras, Artes e Ciências da Universidade do Sul da Califórnia - Dornsife

Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.

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