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Mudanças na química do oceano mostram como o nível do mar afeta o ciclo global do carbono
Os pesquisadores foram capazes de reconstruir um registro robusto e detalhado das variações dos isótopos de estrôncio na água do mar, com base em uma análise de barita marinha extraída de núcleos de sedimentos do fundo do mar.
Por Universidade da Califórnia - 25/03/2021


A barita marinha extraída de núcleos de sedimentos do fundo do mar, vista aqui em uma imagem de microscópio eletrônico de varredura, fornece um registro das variações na química do oceano ao longo do tempo geológico. Crédito: Adina Paytan

Uma nova análise de isótopos de estrôncio em sedimentos marinhos permitiu aos cientistas reconstruir as flutuações na química dos oceanos relacionadas às mudanças nas condições climáticas nos últimos 35 milhões de anos.

Os resultados, publicados em 26 de março na Science , fornecem novos insights sobre o funcionamento interno do ciclo global do carbono e, em particular, os processos pelos quais o carbono é removido do meio ambiente por meio da deposição de carbonatos.

"O estrôncio é muito semelhante ao cálcio, por isso é incorporado às conchas de carbonato de cálcio dos organismos marinhos", explicou a autora principal Adina Paytan, professora pesquisadora do Instituto de Ciências Marinhas da UC Santa Cruz.

Paytan e seus coautores analisaram as proporções de diferentes isótopos de estrôncio, incluindo isótopos radiogênicos (produzidos por decaimento radioativo) e isótopos estáveis , que fornecem informações complementares sobre processos geoquímicos. Eles descobriram que a proporção de isótopos estáveis ​​de estrôncio no oceano mudou consideravelmente nos últimos 35 milhões de anos, e ainda está mudando hoje, implicando em grandes mudanças na concentração de estrôncio na água do mar.

"Não está em um estado estável, então o que está entrando no oceano e o que está saindo não combinam", disse Paytan. "A composição do estrôncio da água do mar muda dependendo de como e onde os carbonatos são depositados, e isso é influenciado pelas mudanças no nível do mar e no clima."

As flutuações nas razões de isótopos de estrôncio analisadas neste estudo refletem o efeito combinado de mudanças no equilíbrio global dos processos geológicos, incluindo intemperismo de rochas na terra, atividade hidrotérmica e a formação de sedimentos carbonáticos em ambientes marinhos profundos e rasos, próximos à costa .

Essas ilustrações mostram como as mudanças no nível do mar afetam
a deposição de carbonato e outros processos no ciclo global do carbono.
Crédito: Maddison Wood

A deposição de carbonato no oceano aberto vem do plâncton marinho como coccolitóforos e foraminíferos, que constroem suas conchas de calcita mineral de carbonato de cálcio. Em águas rasas nas plataformas continentais, os corais duros são mais abundantes e constroem seus esqueletos de um mineral diferente de carbonato de cálcio, a aragonita, que incorpora mais estrôncio do que a calcita.

"Quando os corais se formam, eles removem o estrôncio e, quando são expostos, esse estrôncio é removido e volta ao oceano", disse Paytan. "Com as mudanças no nível do mar, mais ou menos da plataforma continental onde os corais crescem fica exposta, de modo que impacta a composição de estrôncio da água do mar."
 
A deposição de carbonato também realimenta o sistema climático, porque o oceano absorve dióxido de carbono da atmosfera, e a deposição de carbonato em escalas de tempo geológicas remove o carbono do sistema. O ciclo global do carbono e o dióxido de carbono atmosférico estão intimamente ligados à mudança climática, tanto no longo prazo quanto durante os altos e baixos recorrentes dos ciclos recentes da era do gelo.

"O novo tipo de informação que podemos ler dos isótopos de estrôncio estáveis agora nos permite dar uma olhada de perto no final do ciclo global do carbono, quando o carbono é removido do meio ambiente e depositado em leitos marinhos de carbonato ", disse o coautor Mathis Hain, professor assistente de ciências terrestres e planetárias na UCSC.

"Essas descobertas abrem uma nova janela para nos permitir ver como o ciclo global do carbono se ajustou ao nível do mar e às mudanças climáticas ao longo do tempo geológico", acrescentou. “Precisaremos desses insights para orientar nossa resposta à nossa atual emergência climática e para mitigar os piores efeitos da acidificação dos oceanos”.

Os pesquisadores foram capazes de reconstruir um registro robusto e detalhado das variações dos isótopos de estrôncio na água do mar, com base em uma análise de barita marinha extraída de núcleos de sedimentos do fundo do mar.

"Registros como esse são essenciais para entender como nossa Terra opera ao longo dos tempos geológicos", disse a coautora Elizabeth Griffith, da Ohio State University. "Nossa equipe internacional trabalhou em conjunto para criar este registro único e explicar seu significado por meio de modelagem matemática, para que possamos reconstruir as mudanças no passado, quando as condições climáticas eram diferentes. A esperança é obter insights sobre como nosso planeta azul pode operar no futuro."

 

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