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Bolhas de ar no gelo da Antártica apontam para uma causa do declínio do oxigênio
O intemperismo se refere aos processos físicos e químicos que decompõem rochas e minerais, e a oxidação de metais está entre os mais importantes. A ferrugem do ferro é um exemplo.
Por Jade Boyd - 20/12/2021


Yuzhen Yan na Antártica em dezembro de 2015. Crédito: Yuzhen Yan

Um culpado desconhecido tem removido o oxigênio de nossa atmosfera por pelo menos 800.000 anos, e uma análise de bolhas de ar preservadas no gelo da Antártica por até 1,5 milhão de anos revelou o provável suspeito.

"Sabemos que os níveis de oxigênio atmosférico começaram a diminuir ligeiramente no final do Pleistoceno e parece que as geleiras podem ter algo a ver com isso", disse Yuzhen Yan da Rice University, autor correspondente do estudo de geoquímica publicado na Science Advances . "A glaciação tornou-se mais expansiva e intensa quase ao mesmo tempo, e o simples fato de haver trituração glacial aumenta o desgaste ."

O intemperismo se refere aos processos físicos e químicos que decompõem rochas e minerais, e a oxidação de metais está entre os mais importantes. A ferrugem do ferro é um exemplo. O óxido de ferro avermelhado se forma rapidamente em superfícies de ferro expostas ao oxigênio atmosférico, ou O 2 .

"Quando você expõe superfícies cristalinas frescas do reservatório sedimentar ao O 2 , você obtém intemperismo que consome oxigênio", disse Yan, pesquisador associado do Departamento de Ciências da Terra, Ambientais e Planetárias de Rice.

Outra maneira pelas quais as geleiras poderiam promover o consumo de oxigênio atmosférico é expondo o carbono orgânico que esteve enterrado por milhões de anos, disse Yan.

Os pesquisadores estudaram a antiga atmosfera da Terra capturando pequenas bolhas
de ar que foram preservadas no gelo da Antártica por
até 1,5 milhão de anos. Crédito: Yuzhen Yan

Durante o doutorado de Yan estudos nos laboratórios de Michael Bender e John Higgins da Universidade de Princeton, Yan trabalhou em um estudo de 2016 liderado por Daniel Stolper, agora professor assistente na Universidade da Califórnia, Berkeley, que usou bolhas de ar em núcleos de gelo para mostrar a proporção de oxigênio em A atmosfera da Terra diminuiu cerca de 0,2% nos últimos 800.000 anos.

No estudo da Science Advances , Yan, Higgins e colegas da Oregon State University, da University of Maine e da University of California, San Diego, analisaram bolhas em núcleos de gelo mais antigos para mostrar que a queda de O 2 começou após o comprimento dos ciclos glaciais da Terra mais do que dobrou cerca de 1 milhão de anos atrás.

A era do gelo em que a Terra está hoje começou há cerca de 2,7 milhões de anos. Seguiram-se dezenas de ciclos glaciais. Em cada uma delas, as calotas polares cresceram alternadamente, cobrindo até um terço do planeta, e depois recuaram em direção aos polos. Cada ciclo durou cerca de 40.000 anos até cerca de 1 milhão de anos atrás. Quase ao mesmo tempo que o oxigênio atmosférico começou a diminuir, os ciclos glaciais começaram a durar cerca de 100.000 anos.
 
"A razão para o declínio é que a taxa de produção de O 2 é menor do que a taxa de consumo de O 2 ", disse Yan. "Isso é o que chamamos de fonte e sumidouro. A fonte é o que produz O 2 , e o sumidouro é o que consome ou arrasta O 2. No estudo, interpretamos o declínio como uma resistência mais forte ao O 2 , significando mais está sendo consumido. "

Yan disse que a biosfera da Terra não contribuiu para o declínio porque é equilibrada, extraindo tanto O 2 da atmosfera quanto produz. O intemperismo, em uma escala global, é o processo geológico mais provável capaz de consumir O 2 em excesso o suficiente para explicar o declínio, e Yan e colegas consideraram dois cenários para aumento do intemperismo.

O nível global do mar cai quando as geleiras estão avançando e aumenta quando elas recuam. Quando a duração dos ciclos glaciais mais do que dobrou, o mesmo aconteceu com a magnitude das oscilações no nível do mar . À medida que o litoral avançava, terras anteriormente cobertas por água teriam sido expostas ao poder oxidante do O 2 atmosférico .

"Fizemos alguns cálculos para ver quanto oxigênio poderia consumir e descobrimos que só poderia ser responsável por cerca de um quarto da redução observada", disse Yan.

Como a extensão da cobertura de gelo não é conhecida com precisão para cada ciclo glacial, há uma gama mais ampla de incertezas sobre a magnitude do intemperismo químico da erosão glacial. Mas Yan disse que a evidência sugere que ele poderia atrair oxigênio suficiente para explicar o declínio.

"Em uma escala global, é muito difícil identificar", disse ele. "Mas fizemos alguns testes sobre quanto desgaste adicional seria necessário para explicar o declínio do O 2 , e isso não é irracional. Teoricamente, poderia explicar a magnitude do que foi observado."

 

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