Esta folha de palmeira fóssil (Sabalites sp.) encontrados no Alasca podem ser vistos no Museu Nacional de História Natural do Smithsonian. Sessenta milhões de anos atrás, florestas densas e úmidas cobriam a América do Norte, e muitas plantas, incluindo palmeiras, cresciam em lugares como o Alasca, onde as temperaturas são muito frias para elas hoje. Um novo estudo publicado em Ciência dá aos cientistas uma imagem de quando a Terra estava quente e quando estava fria nos últimos 485 milhões de anos.
Vivemos em um mundo em rápido aquecimento. Imensos volumes de gases de efeito estufa gerados pelo homem estão empurrando o clima da Terra para um estado cada vez mais quente, mudando ainda mais nosso planeta à medida que os níveis do mar sobem, os seres vivos mudam a forma como vivem e fenômenos como incêndios florestais se tornam mais comuns. Geólogos e paleontólogos têm pesquisado o registro fóssil por tempos análogos para ter uma ideia do que o futuro da Terra pode reservar à medida que as mudanças climáticas causadas pelo homem se desenrolam, mas eles não tinham uma visão abrangente de como as temperaturas do nosso planeta aumentaram e diminuíram ao longo do tempo. Agora, ao combinar dados sobre temperaturas pré-históricas com modelos climáticos, os pesquisadores produziram uma história de 485 milhões de anos do clima em constante mudança da Terra.
A nova pesquisa, publicada quinta-feira em Ciênciateve seu início em 2018 como parte do planejamento da exposição “Deep Time” no Museu Nacional de História Natural do Smithsonian. Os paleontólogos do Smithsonian Scott Wing e Brian Huber queriam incluir uma curva de temperatura nas exibições da mostra que ajudaria os visitantes a entender como o clima da Terra mudou nos últimos 539 milhões de anos, um período de tempo conhecido como Fanerozóico pelos especialistas. Apesar do fato de que os pesquisadores estudam climas pré-históricos há décadas, no entanto, ninguém havia produzido uma visão confiável e abrangente das temperaturas da superfície da Terra durante todo o período de mais de 500 milhões de anos. A lacuna de conhecimento era uma oportunidade de produzir exatamente essa imagem da temperatura em constante mudança do nosso planeta.
Em 2018, Wing, Huber e colegas convocaram um workshop de cientistas do clima para compartilhar o que sabiam sobre a história climática da Terra e como uma visão tão ampla poderia ser alcançada. “A ideia de criar uma curva robusta e reproduzível ganhou força”, diz a paleoclimatologista Emily Judd, da Universidade do Arizona, que se juntou ao projeto em 2020 para gerar o registro climático profundo da Terra usando dados geológicos e modelos climáticos.
Pesquisadores estimam temperaturas pré-históricas de várias maneiras diferentes. Alguns cientistas observam núcleos de gelo com bolhas de ar presas dentro — a composição química dessas bolhas de ar contém pistas sobre como era o clima antigo na época. Isótopos de oxigênio em camadas de rochas pré-históricas e fósseis também podem ser comparados entre si para estimar se a Terra estava mais quente ou mais fria em um determinado momento. Até mesmo a anatomia de folhas fossilizadas pode atuar como proxies de temperatura. Uma folha com bordas lisas e uma longa “ponta de gotejamento” para permitir que a água escorra de sua superfície, por exemplo, é indicativa de um habitat quente e úmido, enquanto plantas de climas mais frios geralmente têm bordas mais irregulares e nenhuma ponta de gotejamento.
Cientistas podem descobrir como eram os climas passados na Terra de muitas maneiras diferentes. Por exemplo, pesquisadores podem examinar a química da concha de organismos unicelulares microscópicos antigos chamados foraminíferos, como estes, para aprender sobre climas anteriores.
Diferentes períodos de tempo e lugares oferecem diferentes tipos de evidências. Um passo inicial foi reunir todas as evidências existentes. “Junto com várias dezenas de membros da comunidade paleoclimática, construímos um banco de dados com mais de 150.000 estimativas de temperaturas antigas”, diz Judd; esse projeto foi publicado em 2022.
O que a equipe havia reunido era essencialmente o mais próximo que os especialistas podem chegar de visitar paisagens antigas e pegar um termômetro. “Mas pode ser difícil entender esses dados em contexto”, diz Judd, “como tentar descobrir a imagem de um quebra-cabeça de mil peças quando você só tem um punhado de peças para começar”. Os pesquisadores precisavam montar esse quebra-cabeça metafórico para obter um registro mais preciso das temperaturas da superfície da Terra durante o Fanerozóico.
Para revelar o panorama geral, os colaboradores do projeto da Universidade de Bristol, na Inglaterra, fizeram mais de 850 simulações de modelos climáticos das condições durante o Fanerozoico. Ao reunir as estimativas de temperatura e as simulações climáticas, os pesquisadores criaram uma visão mais ampla de quando a Terra antiga era relativamente mais quente ou mais fria.
Os resultados cobriram a temperatura da Terra nos últimos 485 milhões de anos, a maior parte do Fanerozóico, cobrindo um período de tempo que viu a profusão inicial da vida animal nos mares, o surgimento de plantas na terra e várias extinções em massa. (Partes anteriores do Fanerozóico exigem mais dados antes que possam ser incluídas na análise.) A temperatura média da superfície da Terra variou de 51,8 graus Fahrenheit a 96,8 graus Fahrenheit durante o Fanerozóico, com o planeta estando na faixa de temperatura mais quente com mais frequência, no geral, do que em temperaturas frias.
“A principal lição que tiramos dessa curva é que a temperatura da superfície da Terra tem sido bastante variável”, observa o coautor do estudo Wing. A temperatura média da superfície do nosso planeta não ficou perto de um ponto central, mas, em vez disso, oscilou entre períodos muito quentes e muito frios ao longo dos últimos 485 milhões de anos.
“Este será um registro muito útil”, diz o paleoclimatologista Benjamin Mills, da Universidade de Leeds, na Inglaterra, que não estava envolvido no novo estudo. A pesquisa não é apenas uma melhoria em métodos anteriores, ele observa, mas também ressalta a necessidade de entender o quão incrivelmente sensível o clima da Terra é ao dióxido de carbono, e de investigar a história dessa sensibilidade.
Temperaturas quentes ao longo dos últimos 485 milhões de anos estão intimamente ligadas ao dióxido de carbono. Quando o dióxido de carbono na atmosfera aumentou, as temperaturas subiram. A conexão é especialmente gritante em torno de algumas extinções em massa, quando o clima da Terra mudou rapidamente em resposta a eventos como grandes derramamentos vulcânicos que liberaram volumes incríveis de dióxido de carbono na atmosfera. “A temperatura global estável e o nível de CO2 antes da extinção são muito importantes, pois este é o ambiente para o qual os organismos da época estavam mais bem adaptados”, observa Mills, com mudanças rápidas no dióxido de carbono e na temperatura criando condições extenuantes que a biodiversidade da Terra lutou para acompanhar.
O mesmo padrão se mantém verdadeiro hoje. Embora estejamos em um estado de temperatura relativamente raro — uma temperatura média de superfície de 59 graus Fahrenheit — com gelo polar e temperaturas de superfície relativamente frias em comparação com extremos antigos, Judd diz que os gases de efeito estufa produzidos pelo homem estão causando aquecimento rápido contra o fundo mais frio. Estamos aquecendo o planeta mesmo contra as condições iniciais mais frias sob as quais os humanos evoluíram.
A taxa na qual o clima da Terra está esquentando é especialmente alarmante. “A taxa de mudança climática desempenha um papel fundamental nos resultados ecológicos”, diz Judd. O aquecimento gradual que ocorre ao longo de milhões de anos coloca pressão sobre os organismos para se moverem, evoluírem ou se extinguirem, mas a adaptação a temperaturas mais quentes é possível. O que os humanos estão fazendo agora é mais parecido com momentos como a extinção em massa do fim do Permiano, quando grandes derramamentos vulcânicos despejaram quantidades incríveis de dióxido de carbono na atmosfera e desencadearam a pior extinção em massa de todos os tempos.
Judd observa que estar atento à temperatura da Terra é essencial para nossa própria sobrevivência. “A capacidade da Terra de suportar mudanças drásticas de temperatura não garante o mesmo para as sociedades humanas”, ela diz, à medida que evoluímos e prosperamos em condições mais frias, geralmente em lugares próximos ao nível do mar que estão se tornando cada vez mais inundados, pois um clima mais quente faz com que os níveis do mar subam. Mesmo que outras formas de vida possam lidar com as mudanças que estamos fazendo, Judd acrescenta, “a resiliência da Terra não se traduz diretamente em nossa própria capacidade de nos adaptar e prosperar diante das mudanças climáticas causadas pelo homem”.
O registro que Judd e colegas criaram nos leva ao momento presente. A próxima década será crucial para moldar o clima da Terra, as Nações Unidas nos lembraram no ano passado, aconselhando que as nações do mundo todo reduzam sua dependência de combustíveis fósseis e invistam em novas ciências que podem extrair dióxido de carbono da atmosfera. Não existe uma solução única e melhor. A Terra está em um ponto em que toda e qualquer ação possível para reduzir o aquecimento causado pelo homem é essencial. O que acontece a seguir depende de nós.
