Antigos Eventos Climáticos: Paleocene Eoceno Térmica Máxima

O Paleocene-Eoceno Térmica Máxima (PETM) a 56 milhões de anos antes do presente, indiscutivelmente, é o melhor antiga analógica da moderna alterações climáticas. O PETM envolveu mais de 5oC de aquecimento em 15-20 mil anos (na verdade um pouco mais lento do que as taxas de aquecimento nos últimos 50 anos), alimentado pela entrada de mais de 2000 gigatons (um gigaton é um bilhão de toneladas!) de carbono na atmosfera. O PETM foi associado com o maior evento de extinção em massa em alto mar nos últimos 93 milhões de anos e notável diversificação da vida no oceano de superfície e em terra. Devido ao seu potencial Significado, os geólogos têm se envolto para estudar o evento e tem sido o tema de grande interesse, e mais do que um pouco de controvérsia, nos últimos 25 anos. Por esta razão, dedicamos também uma atenção considerável ao evento aqui.

Evidence for global warming at the Paleocene Eocene thermal maximum from a core located off the coast of Antarctica.

Clique para uma descrição de texto da evidência para a imagem do aquecimento Global.a extinção da foraminifera bentónica é ilustrada pela seta vermelha. A diminuição dos valores dos isótopos de oxigénio indica o aquecimento do oceano de superfície (valores dos isótopos foraminíferos planctónicos) e do oceano profundo (valores dos isótopos foraminíferos bentónicos). A diminuição dos valores dos isótopos de carbono indica a entrada de gases de efeito estufa a partir de qualquer orgânico (i.e. biological) or Vulcanic reservoirs. Durante 170k anos c níveis disparou, caiu mas não para o nível anterior, o disparou e caiu para trás.

crédito: © Kennett & Stott (1991). Usada com permissão.

a evidência para o aquecimento vem de uma variedade de fontes, as mais convincentes das quais são os isótopos de oxigênio de forams planctônicas e bentônicas em núcleos de alto mar. Estes dados sugerem um aquecimento significativo de 6-8o C das águas superficiais do oceano em uma gama de latitudes, bem como de águas profundas. Não precisamos entrar em detalhes aqui, mas isso se converte em 4-5 oC da temperatura média da terra, o que é bastante significativo. Para comparação, o aquecimento global desde a Revolução industrial é de cerca de 1,2 oC. Hoje, o aquecimento é resultado de atividades humanas, mas apenas primatas muito primitivos estavam por perto na época do PETM, e eles não dirigiam carros (!), então o que causou o aquecimento naquela época?

correspondente ao deslocamento do isótopo oxigênio é uma grande e negativa mudança de 4 a 5 por mil em isótopos de carbono que é usado para definir a extensão geológica do evento. A excursão isotópica foi identificada em sedimentos depositados no oceano e em ambientes terrestres como lagos e rios. É chamado de pico dourado porque pode ser correlacionado ao redor do mundo e marca um horizonte temporal preciso, na verdade, a excursão é agora a definição formal da fronteira entre o Paleoceno e Eoceno eras. Além disso, a excursão em sedimentos terrestres nos permite correlacionar as mudanças que ocorreram na terra durante o PETM com as que ocorreram no oceano. Abaixo está o aspecto do PETM na Bacia do Big Horn, no Wyoming.

Fotografia do PETM na Bacia do Big Horn, Wyoming. Estas rochas foram depositadas por rios e em planícies aluviais. Eles contêm um incrível registro fóssil, incluindo primatas e folhas primitivas.

crédito: © Peter Wilf. Usada com permissão.

o teor de CO2 na atmosfera aumentou 3-4 vezes durante o PETM. Independentemente de ser proveniente de automóveis, fábricas ou de fontes não humanas, o CO2 é um gás com efeito de estufa e provoca o aquecimento da atmosfera. Como consequência, as temperaturas do oceano superficial no pico do evento foram extremamente quentes, especialmente nas altas latitudes. Ao largo da costa da Antártica, um local que hoje está perto de congelamento, os oceanos foram cerca de 20oC (68) no pico do PETM! Imagine Saltar para o oceano da Antártida hoje! As temperaturas dos oceanos tropicais eram muito quentes. Um artigo recente indica que as temperaturas ao largo da costa da África Ocidental eram de 36%, ou seja, 97%! Agora eu estive nadando em Miami em agosto e parece uma banheira aos 88, mas 97 de é virtualmente inabitável! O PETM também foi associado com grandes mudanças nas propriedades do oceano profundo. Ao contrário de hoje, quando as águas profundas do oceano são caracterizadas por temperaturas próximas ao congelamento, as águas profundas de PETM eram de 10-15o C. Isto pode não parecer quente a todos considerando, mas não há dúvida que é causada uma mudança fundamental na forma como a circulação no oceano funcionava. O nível do mar foi um pouco mais alto durante o PETM, e os continentes estavam em diferentes posições, como mostrado no mapa abaixo.

provavelmente, a causa destas águas profundas quentes foi que eles vieram de diferentes locais do oceano de superfície do que eles hoje (Ver Módulo 6 para mais detalhes sobre as fontes das águas profundas modernas), combinado com o aquecimento que ocorreu no oceano de superfície. Como as águas mais quentes contêm menos oxigênio do que as águas frias, as águas profundas de PETM em muitos locais provavelmente estavam perto de uma condição que é conhecida como hipoxia (vamos aprender mais sobre isso no Módulo 6). A palavra hipoxia não parece muito angustiante, mas imagine por um minuto que você é um peixe e você precisava de oxigênio para a respiração. A hipoxia teria sido horrível para uma criatura assim! Finalmente, a entrada de tanto CO2 no oceano fez com que as águas do oceano se tornassem mais ácidas e levou a uma condição conhecida como acidificação do oceano (desculpe continuar pulando à frente, mas vamos aprender muito mais sobre isso no Módulo 7!). A acidificação do oceano profundo durante o PETM é bem aceita e é observada pela dissolução completa de todas as cascas de CaCO3 que choveram no fundo do mar. Para as criaturas que necessitam de uma concha para protecção contra predadores e para proteger as partes celulares macias do oceano áspero, a acidificação teria sido desastrosa. Em comparação, o oceano raso sofreu uma diminuição muito menor na sua acidez e as criaturas shelly continuaram a prosperar lá.