Pământul nu a arătat întotdeauna așa cum îl știm astăzi. După dispariția dinozaurilor, acum 66 de milioane de ani, planeta a petrecut perioade îndelungate într-o stare mult mai caldă, de tip „seră” – fără calote glaciare mari, cu niveluri mai ridicate ale mărilor și cu un climat mai tropical în multe regiuni, relatează earth.com.
De-a lungul timpului însă, Pământul s-a răcit dramatic, ajungând să formeze calote glaciare permanente în Antarctica și, mai târziu, în emisfera nordică. Oamenii de știință dezbat de zeci de ani ce anume a determinat această schimbare lentă, dar majoră.
Scăderea calciului din apa oceanului
O echipă internațională condusă de Universitatea din Southampton raportează că nivelul calciului dizolvat în oceane a scăzut cu mai mult de jumătate în ultimele 66 de milioane de ani.
În opinia cercetătorilor, această schimbare chimică ar fi putut contribui la extragerea dioxidului de carbon din atmosferă și la „blocarea” lui pe termen lung, reducând treptat temperatura planetei.
Autorul principal al studiului, David Evans, a descris modul în care s-ar fi produs această transformare:
„Rezultatele noastre arată că nivelurile de calciu dizolvat erau de două ori mai mari la începutul erei Cenozoice, la scurt timp după ce dinozaurii cutreierau planeta, comparativ cu cele de astăzi”, a spus Evans.
„Când aceste niveluri erau ridicate, oceanele funcționau diferit, stocând mai puțin carbon în apă și eliberând mai mult dioxid de carbon în atmosferă.
Pe măsură ce nivelurile de calciu au scăzut, CO2 a fost extras din atmosferă, iar temperatura Pământului a urmat aceeași tendință, scăzând cu până la 15–20 de grade Celsius.”
Nivelul calciului și stocarea carbonului
La prima vedere, calciul nu pare un factor esențial pentru climă. Însă, în oceane, el este o componentă centrală a sistemului carbonat, adică a chimiei care controlează modul în care carbonul este stocat în apă și cât ajunge sub formă de CO2 în atmosferă.
Multe organisme marine – planctonul, coralii și altele – folosesc calciul și carbonatul pentru a-și construi cochiliile și scheletele din carbonat de calciu. După moarte, o parte din acest material se scufundă pe fundul oceanului, unde este îngropat în sedimente.
Această îngropare elimină carbonul din circuitul activ pe termen lung. Dacă condițiile favorizează o îngropare mai mare, atmosfera ajunge să conțină mai puțin CO2 în timp geologic. Dacă lucrurile stau invers, sistemul ocean-atmosferă „eliberează” mai mult CO2 în aer.
Echipa susține că, atunci când nivelurile de calciu erau ridicate, oceanele stocau mai puțin carbon într-o formă care să mențină scăzut CO2-ul atmosferic, iar mai mult carbon ajungea înapoi în atmosferă.
Pe măsură ce nivelurile de calciu au scăzut de-a lungul Cenozoicului, balanța s-a înclinat către procesele care „închid” carbonul în depozite geologice, reducând CO2-ul atmosferic și ajutând la răcirea planetei.
Reconstrucția mărilor antice
Nimeni nu are un borcan cu apă de mare de acum 50 de milioane de ani, așa că cercetătorii au apelat la „proxy-uri” – urme fizice lăsate de viața antică.
Ei au analizat cochilii fosilizate de foraminifere, organisme microscopice care trăiau în oceane și ale căror resturi s-au păstrat în sedimentele de pe fundul mării.
Chimia acestor fosile păstrează informații despre chimia apei în care au trăit. Analizând foraminifere din carote de sedimente și semnăturile lor chimice, echipa a construit ceea ce descrie drept cea mai detaliată evidență de până acum a modului în care s-a schimbat calciul oceanic în ultimele 66 de milioane de ani.
Această evidență a arătat o legătură strânsă între nivelul calciului din apa mării și nivelurile de CO2 atmosferic estimate prin alte metode.
Cum corelația nu este dovadă directă, cercetătorii au folosit și modele computerizate pentru a testa dacă schimbările de calciu au fost suficient de mari încât să influențeze ciclul carbonului și, implicit, clima.
Ideea „seifului de carbon”
În modelele echipei, nivelurile de calciu influențează cât de eficient viața marină fixează carbonul și cât ajunge să fie îngropat sub formă de carbonat de calciu pe fundul oceanului.
Logica este simplă: dacă schimbi „ingredientele” disponibile pentru organismele marine, schimbi modul în care oceanul ține evidența carbonului pe termen lung.
„Acest proces scoate efectiv dioxidul de carbon din atmosferă și îl blochează”, a spus Xiaoli Zhou, coautor al studiului de la Universitatea Tongji.
„Această schimbare ar fi putut modifica compoziția atmosferei, reducând treptat ‘termostatul’ planetei.”
Este un mecanism care nu ar produce schimbări bruște, dar care poate explica o tendință lentă și persistentă. Exact acest tipar se observă când Pământul a trecut de la lumea caldă a începutului Cenozoicului la condițiile mai reci care au permis formarea calotelor glaciare.
O schimbare în chimia oceanelor
Studiul încearcă să explice și de ce a scăzut nivelul calciului. Cercetătorii indică procesele geologice din adâncul Pământului, în special modificările în ritmul de formare a scoarței oceanice.
Dorsalele medio-oceanice creează constant scoarță nouă, iar aceasta interacționează chimic cu apa de mare. Aceste reacții ajută la stabilirea compoziției chimice a oceanelor pe termen lung.
Echipa arată că scăderea calciului se potrivește cu dovezile care indică o încetinire a expansiunii fundului oceanic.
Dacă se produce mai puțină scoarță nouă, se modifică și amploarea schimburilor chimice dintre rocă și apă, ceea ce poate duce la scăderea calciului de-a lungul a milioane de ani.
Yair Rosenthal, coautor al studiului de la Universitatea Rutgers, a spus că această perspectivă schimbă modul clasic de a privi lucrurile:
„De obicei, chimia apei de mare este văzută ca un rezultat al schimbărilor climatice, nu ca o cauză.
Dar noile noastre dovezi sugerează că trebuie să privim chimia oceanelor ca un factor activ în istoria climei planetei.”
„Este posibil ca aceste procese din adâncul Pământului să fie, în ultimă instanță, responsabile pentru o mare parte dintre schimbările climatice majore din istoria geologică.”
Schimbări climatice pe milioane de ani
Studiul nu susține că doar calciul explică întreaga poveste a răcirii Pământului.
Clima pe zeci de milioane de ani este influențată de mulți factori: tectonica plăcilor, emisiile vulcanice, formarea munților și eroziunea, schimbările curenților oceanici, evoluția vieții și altele. Însă cercetarea arată că chimia oceanelor nu este doar un „jurnal” pasiv al schimbărilor climatice, ci poate fi unul dintre motoarele acestora.
Dacă echipa are dreptate, unul dintre motivele pentru care Pământul a devenit o planetă cu ghețuri permanente este faptul că oceanele și-au schimbat treptat „regulile interne” privind stocarea carbonului.
Scăderea calciului nu a fost doar un fenomen care a însoțit răcirea planetei, ci ar fi putut contribui activ la aceasta, reducând constant nivelul de CO2 din atmosferă și menținându-l scăzut.
Partea fascinantă este că o transformare climatică uriașă, desfășurată pe parcursul a zeci de milioane de ani, ar putea fi legată, cel puțin parțial, de ceva aparent banal: cantitatea de calciu din oceane.
Comentează