Estudo mostra como o CO2 provocou as alterações da temperatura global da Terra nos últimos 485 milhões de anos

Um novo estudo, publicado na revista Science, descreve em pormenor a evolução da temperatura à superfície da Terra nos últimos 485 milhões de anos. O estudo foi co-liderado pela Universidade do Arizona e pelo Smithsonian e incluiu os paleobiólogos Scott Wing e Brian Huber do Museu Nacional de História Natural do Smithsonian. A equipa de investigadores produziu uma curva das temperaturas médias globais à superfície (GMST) ao longo do tempo.

A nova curva sugere que a temperatura da Terra variou mais do que se supunha anteriormente ao longo do Éon Fanerozoico - os últimos 540 milhões de anos. A curva também confirmou que a temperatura da Terra está fortemente correlacionada com os níveis de dióxido de carbono na atmosfera.

Nova curva de temperatura

A equipa criou a curva de temperatura utilizando uma abordagem designada por assimilação de dados. Ao utilizá-la, permitiu à equipa combinar dados do registo geológico e modelos climáticos para obter uma compreensão mais coesa dos climas antigos.

“Este método foi originalmente desenvolvido para a previsão meteorológica”, disse Emily Judd, a autora principal e antiga investigadora de pós-doutoramento no Museu Nacional de História Natural e na Universidade do Arizona. “Em vez de o utilizarmos para prever o tempo futuro, aqui estamos a utilizá-lo para prever climas antigos”.

Ao determinar a forma como a temperatura da Terra flutuou e variou ao longo do tempo, ajuda a fornecer um contexto crucial para a compreensão das alterações climáticas atuais.

“Se estiver a estudar os últimos dois milhões de anos, não encontrará nada que se pareça com o que esperamos em 2100 ou 2500”, disse Wing, o conservador de paleobotânica do museu. “É preciso recuar ainda mais até aos períodos em que a Terra estava realmente quente, porque só assim poderemos compreender melhor como o clima poderá mudar no futuro”.

A nova curva revela que a temperatura variou mais durante o Fanerozoico do que se pensava anteriormente. Ao longo da era, o GMST terá oscilado entre 11 e 36 graus Celsius. Os períodos de calor extremo estariam ligados a níveis elevados de dióxido de carbono na atmosfera.

“Esta investigação ilustra claramente que o dióxido de carbono é o controlo dominante das temperaturas globais ao longo do tempo geológico”, afirmou Jessica Yierney, paleoclimatologista da Universidade do Arizona. “Quando o CO2 é baixo, a temperatura é fria; quandoo CO2 é alto, a temperatura é quente”.

As conclusões do estudo mostram também que o atual GMST da Terra, de 15 graus Celsius, é mais frio do que o planeta tem sido durante grande parte do Fanerozoico. No entanto, as emissões de gases com efeito de estufa provocadas pelas alterações climáticas antropogénicas estão a aquecer a Terra a um ritmo mais rápido do que os fenómenos de aquecimento mais rápidos do passado fanerozóico. A velocidade do aquecimento colocaria em risco espécies e ecossistemas de todo o mundo e está também a provocar uma rápida subida do nível do mar. Alguns períodos de rápidas alterações climáticas durante o Fanerozoico causaram extinções em massa.

“Os seres humanos e as espécies com quem partilhamos o planeta estão adaptados a um clima frio”, afirmou Tierney. “Colocar-nos a todos rapidamente num clima mais quente é uma coisa perigosa”.

Investigação em curso

O novo estudo faz parte de um esforço de investigação em curso que começou em 2018, quando Wing, Huber e outros investigadores do Smithsonian estavam a desenvolver o “David H. Koch Hall of Fossils - Deep Time” do museu. A nova ala do museu tinha como objetivo contextualizar os fósseis das suas coleções, destacando a forma como o clima mudou ao longo da história geológica. Por exemplo, as folhas de palmeira fósseis descobertas no Alasca mostram um período da história da Terra em que a temperatura global era muito mais quente do que atualmente.

A equipa pretendia fornecer aos visitantes do museu uma curva que traçasse o GMST da Terra ao longo do Fanerozoico, que começou há cerca de 540 milhões de anos e continua até aos dias de hoje. Wing e Huber descobriram que ainda não existia uma curva de temperatura fiável para este período, devido à natureza fragmentária do registo fóssil. Os fósseis podem oferecer algumas pistas sobre as temperaturas antigas, como a química das conchas fossilizadas, que ajudam a compreender as temperaturas oceânicas antigas, mas trata-se de imagens isoladas de regiões singulares num determinado momento. Isto dificulta a compreensão das temperaturas globais a uma escala mundial.

“É como tentar visualizar a imagem de um puzzle de 1000 peças, quando só se tem uma mão cheia de peças”, disse Judd.

Para criar uma curva de temperatura ao longo do tempo profundo, Wing, Huber e a sua equipa iniciaram o projeto PhanTASTIC (Phanerozoic Technique Averaged Surface Temperature Integrated Curve). Para criar a curva exata, a equipa do PhanTASTIC utilizou a assimilação de dados. Reconstruiu instantâneos climáticos da Terra em várias épocas do Fanerozoico, integrando dados de temperaturas oceânicas antigas de diferentes partes do globo com simulações informáticas de climas antigos.

A equipa fez a curadoria de mais de 150.000 pontos de dados publicados de 5 arquivos geoquímicos diferentes - ou proxies - para temperaturas oceânicas antigas que estão preservadas em matéria orgânica antiga ou conchas fossilizadas. Colegas da Universidade de Bristol criaram 850 simulações de modelos do que teria sido o clima da Terra em diferentes pontos do tempo geológico, com base na posição continental e na composição atmosférica. A equipa utilizou então a assimilação de dados para combinar as duas linhas de evidência e criar uma curva mais precisa da temperatura da Terra ao longo dos últimos 485 milhões de anos.

O estudo é o mais robusto estudo da mudança de temperatura até à data, mas está longe de ser um projeto acabado, segundo Huber. “Todos concordamos que esta não é a curva final”, afirmou. “Os investigadores continuarão a descobrir pistas adicionais sobre o passado profundo, que ajudarão a rever esta curva no futuro”.

Referência da notícia:

Judd, E.J., Tierney, J.E., Lunt, D.J., Montañez, I.P., Huber, B.T., Wing, S.L. and Valdes, P.J. (2024). A 485-million-year history of Earth’s surface temperature. Science, 385(6715). DOI: https://doi.org/10.1126/science.adk3705