O manto de gelo da Groenla¢ndia deve sua existaªncia ao crescimento de um arco de ilhas no sudeste da asia - que se estende de Sumatra a  Nova Guiné- nos últimos 15 milhões de anos, afirma um novo estudo.

De acordo com uma análise realizada por pesquisadores da Universidade da Califa³rnia, Berkeley, UC Santa Barbara e um instituto de pesquisa em Toulouse, Frana§a, conforme o continente australiano empurrou essas ilhas vulcânica s para fora do oceano, as rochas foram expostas a  chuva misturada com dia³xido de carbono, que éa¡cido. Os minerais dentro das rochas se dissolvem e são levados com o carbono para o oceano, consumindo dia³xido de carbono suficiente para resfriar o planeta e permitir a formação de grandes camadas de gelo sobre a Amanãrica do Norte e o norte da Europa.

"Vocaª tem a crosta continental da Austra¡lia escavando essas ilhas vulcânica s, dando a vocêrealmente altas montanhas ao sul do equador", disse Nicholas Swanson-Hysell, professor associado de ciências da terra e planeta¡ria na UC Berkeley e autor saªnior do estudo. "Então, vocêtem esse grande aumento de área de terra que ébastante a­ngreme, em uma regia£o onde équente e aºmido e muitos tipos de rochas que tem a capacidade de sequestrar carbono naturalmente."

Comea§ando hácerca de 15 milhões de anos, essa construção de montanha tropical retira dia³xido de carbono da atmosfera, diminuindo a força do efeito estufa e resfriando o planeta. Por volta de 3 milhões de anos atrás, a temperatura da Terra era fria o suficiente para permitir que a neve e o gelo permanecessem durante o vera£o e se transformassem em enormes mantos de gelo no hemisfanãrio norte, como os que cobrem a Groenla¢ndia hoje.

Depois que os mantos de gelo do hemisfanãrio norte cresceram, outras dina¢micas climáticas levaram a um ciclo de ma¡ximos e ma­nimos glaciais a cada 40.000 a 100.000 anos. No ma¡ximo glacial mais recente, cerca de 15.000 anos atrás, enormes mantos de gelo cobriam a maior parte do Canada¡, as partes do norte dos Estados Unidos, bem como a Escandina¡via e grande parte das Ilhas Brita¢nicas.

"Se não fosse pelo sequestro de carbono que estãoacontecendo nas ilhas do sudeste asia¡tico, não tera­amos terminado com o clima que inclui uma camada de gelo da Groenla¢ndia e esses ciclos glaciais e interglaciais", disse Swanson-Hysell. "Nãotera­amos cruzado este limiar de CO 2 atmosfanãrico para iniciar mantos de gelo do hemisfanãrio norte."

O crescimento e decla­nio peria³dicos dos mantos de gelo do norte - o ciclo de ma¡ximos e ma­nimos glaciais - éprovavelmente adiado, devido a s emissaµes humanas que aumentaram as concentrações de dia³xido de carbono na atmosfera.

"Um processo que levou milhões de anos, foi revertido em 100 anos", disse Swanson-Hysell. "Durante as próximas dezenas a centenas de milhares de anos, os processos geola³gicos em lugares como o Sudeste Asia¡tico reduzira£o mais uma vez os na­veis de CO 2 na atmosfera - um ritmo que éfrustrantemente lento quando a humanidade estãoenfrentando o impacto do aquecimento global atual."

O estudante de doutorado da UC Berkeley, Yuem Park, Swanson-Hysell e seus colegas, incluindo Francis Macdonald da UC Santa Barbara e Yves Goddanãris da Ganãosciences Environnement Toulouse, publicara£o suas descobertas nesta semana no jornal Proceedings of the National Academy of Sciences .

Os gea³logos hámuito especulam sobre os processos que periodicamente aquecem e resfriam o planeta, ocasionalmente cobrindo todo o globo com gelo e transformando-o na chamada Terra bola de neve.

Depois que os cientistas perceberam que, ao longo de milhões de anos, os processos tecta´nicos movem as massas de terra ao redor do planeta como enormes pea§as de um quebra-cabea§a, eles buscaram uma conexão entre os movimentos continentais - e as colisaµes - e as eras glaciais. Os ciclos da a³rbita da Terra são responsa¡veis ​​pelas flutuações de temperatura de 40.000 ou 100.000 anos que se sobrepaµem ao aquecimento e resfriamento de longo prazo.

A ascensão do Himalaia na asia nas latitudes médias nos últimos 50 milhões de anos tem sido um candidato principal para o resfriamento e o ini­cio de um clima glacial após um intervalo geola³gico estendido sem mantos de gelo. Alguns anos atrás, no entanto, Swanson-Hysell e Macdonald viram uma correlação entre a construção de montanhas em áreas tropicais e o ini­cio de intervalos de tempo com eras glaciais nos últimos 500 milhões de anos.

Em 2017, eles propuseram que uma grande era do gelo, 445 milhões de anos atrás, foi desencadeada pela construção de montanhas nos tra³picos, e eles seguiram isso em 2019 com uma correlação mais completa dos últimos quatro intervalos de tempo de clima glacial e colisaµes entre continentes e tropical arcos da ilha. Eles argumentam que a combinação de maior exposição de rocha com minerais que podem sequestrar carbono e uma plenitude de chuva tropical quente éparticularmente eficaz para puxar dia³xido de carbono da atmosfera.

O processo envolve a dissolução química das rochas que consomem dia³xido de carbono, que éentão bloqueado em minerais carbona¡ticos que formam a rocha calca¡ria no oceano. O ca¡lcio dentro das conchas que vocêencontra na praia pode ter saa­do de uma montanha tropical do outro lado do mundo, disse Swanson-Hysell.

"Na³s construa­mos um novo banco de dados desses tipos de eventos de construção de montanhas e, em seguida, reconstrua­mos a latitude em que eles aconteceram", disse Swanson-Hysell. "Então vimos, ei, hámuito resfriamento quando hámuito desse tipo de montanha sendo construa­da nos tra³picos, que éo cena¡rio do sudeste asia¡tico. As ilhas do sudeste asia¡tico são os melhores ana¡logos para processos que também vemos ainda mais no passado. "

Para o artigo atual, Park, Swanson-Hysell e Macdonald se uniram a Goddanãris para modelar com mais precisão quais seriam os na­veis de dia³xido de carbono com asmudanças no tamanho das ilhas do sudeste asia¡tico.

Os pesquisadores primeiro recriaram os tamanhos das ilhas a  medida que cresciam nos últimos 15 milhões de anos, focalizando principalmente as maiores: Java, Sumatra, Filipinas, Sulawesi e Nova Guinanã. Eles calcularam que a área das ilhas aumentou de 0,3 milha£o de quila´metros quadrados, 15 milhões de anos atrás, para 2 milhões de quila´metros quadrados hoje. O estudante de graduação da UC Santa Barbara, Eliel Anttila, que era aluno de graduação em ciências da terra e planeta¡rias na UC Berkeley e écoautor do artigo, contribuiu para esse aspecto da pesquisa.

Eles então usaram o modelo de computador GEOCLIM de Godderis para estimar como o crescimento dessas ilhas alterou os na­veis de carbono na atmosfera. Junto com o bolsista de pa³s-doutorado da UC Berkeley Pierre Maffre, que recentemente obteve seu Ph.D. no laboratório de Godderis, eles atualizaram o modelo para considerar o efeito varia¡vel de diferentes tipos de rochas. O modelo estãovinculado a um modelo clima¡tico para relacionar os na­veis de CO 2 a s temperaturas globais e a  precipitação.

Eles descobriram que o aumento da área de terra ao longo da borda sudeste do Paca­fico correspondeu ao resfriamento global, conforme reconstrua­do a partir de composições de isãotopos de oxigaªnio em sedimentos oceânicos. Os na­veis de dia³xido de carbono inferidos do modelo também correspondem a algumas estimativas baseadas em medições, embora Swanson-Hysell admita que estimar os na­veis de CO 2 hámais de um milha£o de anos édifa­cil e incerto.

Com base em seu modelo, o intemperismo qua­mico nas ilhas do Sudeste Asia¡tico sozinho diminuiu os na­veis de CO 2 de mais de 500 partes por milha£o (ppm) 15 milhões de anos atrás para aproximadamente 400 ppm 5 milhões de anos atrás e, finalmente, para na­veis pré-industriais de 280 ppm. A queima de combusta­veis fa³sseis elevou agora onívelde dia³xido de carbono na atmosfera para 411 ppm - na­veis que não eram vistos na Terra hámilhões de anos.

Enquanto o limite para a glaciação do artico éestimado em cerca de 280 ppm de dia³xido de carbono , o limite para a formação do manto de gelo no Pa³lo Sul émuito mais alto: cerca de 750 ppm. a‰ por isso que as camadas de gelo da Anta¡rtida começam a se formar muito antes, cerca de 34 milhões de anos atrás, do que as do artico.

Embora o modelo dos pesquisadores não permita que eles isolem os efeitos clima¡ticos da ascensão do Himalaia, o cena¡rio das ilhas do sudeste asia¡tico por si são pode ser responsável pelo aparecimento de mantos de gelo no hemisfanãrio norte. Eles exploraram o efeito de eventos vulca¢nicos que ocorrem na mesma anãpoca, incluindo fluxos de lava massivos ou basaltos de inundação, como os da Etia³pia e da Amanãrica do Norte (armadilhas colombianas). Embora o intemperismo dessas rochas tenha sido proposto como um gatilho da era do gelo, o modelo mostra que essa atividade desempenhou um papel menor, em comparação com o surgimento das ilhas do sudeste asia¡tico.

"Esses resultados destacam que o estado do clima da Terra éparticularmentesensívela smudanças na geografia tropical", concluem os autores.

Swanson-Hysell credita o France-Berkeley Fund do campus por fornecer recursos para uma colaboração inicial com Goddanãris que resultou em uma grande doação colaborativa do programa Frontier Research in Earth Science da National Science Foundation (NSF) para prosseguir com a pesquisa resultante deste artigo.

A equipe franco-americana planeja modelar outras eras glaciais passadas, incluindo a do período Ordoviciano há445 milhões de anos que, em 2017, Swanson-Hysell e Macdonald propuseram ser desencadeada por uma colisão semelhante a  que ocorre hoje nas ilhas do sudeste asia¡tico . Essa colisão ocorreu durante a primeira fase de construção da montanha Appalachian, quando o atual leste dos Estados Unidos estava localizado nos tra³picos.