Estudo culpa a inversão do campo magnético da Terra pelas mudanças climáticas, extinções

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Prolongar / O enorme tronco de uma árvore kauri pode permanecer intacto por dezenas de milhares de anos.

O campo magnético da Terra ajuda a proteger a vida de partículas energéticas que, de outra forma, chegariam do espaço. Marte agora carece de um forte campo magnético e as condições em sua superfície são consideradas tão prejudiciais à vida que quaisquer micróbios que possam habitar o planeta estão em segurança abaixo da superfície. Na Terra, o campo magnético garante que a vida possa florescer na superfície.

Exceto que nem sempre é verdade. O campo magnético da Terra varia, com os pólos se movendo e às vezes trocando de lugar e o campo às vezes enfraquecendo ou efetivamente desaparecendo. No entanto, uma olhada nesses eventos não revelou nada especialmente interessante – nenhuma conexão óbvia com extinções, nenhuma grande perturbação ecológica.

Um artigo publicado ontem na Science fornece uma datação impressionantemente precisa de uma inversão do campo magnético anterior, usando anéis de árvores que estão mortas há dezenas de milhares de anos. E mostra que a mudança foi associada a mudanças no clima. Mas o jornal então tenta amarrar a virada a tudo, desde um pequeno evento de extinção até a explosão da arte rupestre por nossos ancestrais. No final, o trabalho é uma mistura de ciência sólida, hipóteses provocativas e especulação irrestrita.

Árvores velhas, mas quantos anos?

Começaremos com a ciência sólida, que retorna ao árvores Kauri, uma das espécies nativas distintas da Nova Zelândia. Essas árvores são bastante grandes e de vida longa, atingindo regularmente mais de 1.000 anos de idade. E a madeira da árvore muitas vezes sobrevive sendo enterrada em pântanos, com algumas amostras tendo dezenas de milhares de anos.

A equipe por trás do novo trabalho conta com a descoberta da madeira kauri que data da época da Excursão Laschamps, um período em que os pólos magnéticos trocaram de lugar por um breve período, há cerca de 40.000 anos. Árvores velhas contam muitas histórias. O carbono-14 que eles incorporam pode fornecer datas bastante precisas para a amostra, e os anéis individuais das árvores permitem que as condições presentes em anos individuais sejam inferidas. Estudos de outros isótopos encontrados na madeira podem fornecer estimativas aproximadas de tudo, desde a atividade solar até os padrões de chuva.

A equipe por trás do novo trabalho descobriu que o namoro colocou parte do material que eles tinham na época da Excursão de Laschamps. E houve um pico de excesso de carbono-14 nos anéis das árvores depositados na época, consistente com mais partículas atingindo a Terra devido à queda na força do campo magnético. Normalmente, isso seria suficiente para desviar a data e limitou nossa capacidade de colocar datas precisas na Excursão de Laschamps com amostras anteriores.

Mas os detalhes que foram capturados nos anéis das árvores permitiram à equipe de pesquisa alinhar seus dados com dados de outras fontes que tinham datas precisas anexadas a eles. Isso inclui depósitos anuais feitos em uma caverna, que tinha registros de carbono-14 e datas fornecidas por um isótopo de tório. Os pesquisadores também puderam alinhar os dados com mais precisão com os registros de amostras de gelo, que também capturam informações da época da Excursão de Laschamps.

Uma vez combinados, esses registros forneceram um tempo preciso sobre a reversão do campo magnético, bem como as informações sobre a intensidade do campo magnético durante o tempo. O registro combinado também fornece algumas informações sobre o clima predominante e detalhes sobre coisas como precipitação e atividade solar.

Não preso ao contrário

O registro sugeriu que o campo magnético começou a cair há 42.350 anos e atingiu seu nível mais baixo há 14.800 anos, ou seja, 300 anos antes da virada real do pólo. Assim, o campo magnético enfraquecido da época foi mais um precursor da virada do que um impacto da troca de pólos. Por causa do tempo, centrado em 42 kiloyears, os pesquisadores decidiram chamar isso de Evento Geomagnético de Transição de Adams, em homenagem ao autor Douglas Adams.

O alinhamento dos dados também indica que a Terra não era a única coisa incomum na época. O isótopo berílio-10 é formado principalmente por partículas de raios cósmicos que impactam a atmosfera, por isso serve como uma indicação da atividade solar. Isso porque o campo magnético do Sol se correlaciona com seu nível de atividade, e esse campo magnético pode desviar as partículas que chegam que, de outra forma, viajariam para o Sistema Solar e potencialmente impactariam a Terra.

Portanto, houve dois eventos independentes que agiriam para permitir que mais partículas de alta energia atingissem a atmosfera da Terra. Usando um modelo de química atmosférica, os pesquisadores descobriram que essas partículas gerariam produtos químicos que destroem o ozônio. De acordo com Gavin Schmidt da NASA, as perdas de ozônio não são tão grandes como aqueles que criaram nosso atual buraco de ozônio, embora se esperasse que fossem distribuídos de maneira um pouco diferente, tanto geográfica quanto sazonalmente.

A perda de ozônio cria uma série de efeitos climáticos relativamente sutis, alterando a corrente de jato do Ártico e os padrões de precipitação no hemisfério sul. Estes são os resultados de um número limitado de execuções de um único modelo de química-clima acoplado, então os próprios pesquisadores reconhecem que o impacto da perda de ozônio realmente precisa ser estudado com modelos adicionais para descobrir quão robustos são esses efeitos.

Ainda assim, usando a assinatura do carbono-14 associada ao evento Adams, os pesquisadores identificaram os períodos de tempo equivalentes em alguns registros de sedimentos. Ambos indicaram que houve mudanças nos padrões de circulação atmosférica ocorridas durante o evento, o que é consistente com um impacto no clima.

Tempo de especulação

No geral, o novo e preciso cronograma deve ser muito útil para qualquer instância que envolva uma amostra que preserva o carbono-14 e data em torno desse período. Nesse sentido, a obra presta um serviço ao campo. A perspectiva de uma ligação com o clima e a chegada de mais partículas de alta energia é uma hipótese intrigante, e é diferente das tentativas anteriores de ligar a atividade solar às mudanças climáticas. É uma ideia que parece valer a pena continuar.

Mas, na maior parte do restante do artigo, os pesquisadores procuram por qualquer coisa que aconteceu há cerca de 42.000 anos e tentam vinculá-la à mistura de condições ambientais alteradas que eles acham que foram desencadeadas pelo evento de Adams. Isso inclui as condições mais frias que prevalecem no hemisfério norte, conforme evidenciado pelas expansões glaciais. Exceto que as mudanças no campo magnético duram apenas algumas centenas de anos, enquanto o clima mais frio persiste por milhares de anos. Portanto, eles tiveram que propor que o Evento Adams empurrou o clima além de um ponto de inflexão, permitindo-lhe manter seu estado alterado na ausência do gatilho original. Além disso, existem alguns registros climáticos que mostram muito pouca mudança na época do evento Adams.

A Austrália viu uma grande extinção de sua megafauna, que atingiu o pico cerca de 42.000 anos atrás; isso é sugestivo de um link para a chuva alterada que o evento Adams parece ter desencadeado no hemisfério sul. É uma ideia intrigante, embora eventos de extinção como esse normalmente se estendam por algum tempo antes e depois do pico.

Outras conexões potenciais tornam-se extremamente tênues. Os humanos modernos, apesar de estarem na Ásia Central há dezenas de milhares de anos, pareceram aparecer na Europa na época do evento de Adams, e os neandertais foram extintos logo depois. Embora seja razoável suspeitar que esses dois últimos eventos estão ligados, não está claro por que qualquer um deles estaria associado à inversão do campo magnético e a qualquer impacto que teve no clima.

O período também vê um crescimento na extensão e sofisticação da arte rupestre por parte dos humanos modernos. Mais uma vez, os pesquisadores tentam vincular esse crescimento ao evento Adams. Mais humanos devem ter estado em cavernas para escapar do ambiente severo de radiação! E eles estavam usando ocre vermelho como protetor solar por causa disso, então eles tinham o material para a arte com eles!

A realidade é que os humanos (e os neandertais) usaram o ocre vermelho por motivos artísticos por dezenas de milhares de anos até aquele momento – e habitaram cavernas durante o mesmo tempo. Pode ter havido uma diferença de grau há cerca de 42.000 anos, mas não foi instantânea.

Tanto os cientistas do clima quanto os antropólogos expressaram muito ceticismo sobre essas afirmações até agora, embora vários deles considerassem as afirmações individuais intrigantes e valessem a pena segui-las. O verdadeiro teste de algumas dessas ideias virá quando os pesquisadores usarem a assinatura do carbono-14 que o artigo descreve para observar outras amostras que registram mudanças ambientais, como em núcleos de sedimentos, no mesmo período. Isso nos dará uma imagem mais clara de se os eventos que aconteceram na mesma época representam realmente os tipos de mudanças globais que estão sendo propostas.

É provável que outras idéias permaneçam além de nossa capacidade de elaborar testes limpos. Não está claro como aprenderíamos a relação entre filtro solar e arte do uso de ocre vermelho por populações antigas ou se mais pessoas estavam em cavernas porque de alguma forma sentiram que a atmosfera estava se tornando perigosa. Portanto, parece que os pesquisadores estavam divulgando algumas ideias provocativas que não vão influenciar claramente o campo.

Uma maneira óbvia de acompanhar o trabalho é examinar mais de perto outras reversões do campo magnético; o jornal menciona especificamente um que aconteceu há 35.000 anos. Mas quando os pesquisadores simularam uma reversão do campo magnético sem uma grande queda na atividade solar, nada aconteceu. Realmente parece que precisaríamos dos dois para ver os impactos de longo alcance que os pesquisadores estão propondo. E dado que a chance de ambos acontecerem ao mesmo tempo parece remota, não está claro o quanto outros exemplos podem nos dizer.

Ciência, 2021. DOI: 10.1126 / science.abb8677 (Sobre DOIs)

Fonte: Ars Technica