Núcleo de gelo maciço é uma “máquina do tempo” que pode ajudar a resolver um antigo mistério climático, dizem cientistas
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Ashley Strickland , CNN Leitura de 7 minutos Publicado às 19h09 EST, sexta-feira, 10 de janeiro de 2025
O núcleo de gelo coletado no local Little Dome C na Antártida pode ser visto dentro da broca. PNRA/IPEV
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Uma equipe internacional de pesquisa perfurou e recuperou com sucesso um núcleo de gelo de 9.186 pés de comprimento (2.800 metros de comprimento) da Antártida que data de 1,2 milhão de anos. A amostra se estendeu tão fundo que atingiu o leito rochoso abaixo da camada de gelo da Antártida.
O núcleo, quase tão longo quanto 25 campos de futebol de ponta a ponta ou seis vezes e meia mais alto que o Empire State Building até a ponta de sua antena, é uma “máquina do tempo” que captura “um arquivo extraordinário do clima da Terra”, disse Carlo Barbante, coordenador do Beyond EPICA, ou Projeto Europeu de Perfuração de Gelo na Antártida, equipe que coletou o núcleo.
A equipe cortou o núcleo em pedaços de 1 metro, armazenados em caixas isoladas para que pudessem ser estudados, disse Barbante, professor da Universidade Ca’ Foscari de Veneza, na Itália, e membro associado sênior do Instituto de Ciências Polares do Conselho Nacional de Pesquisa da Itália.
O núcleo foi coletado de Little Dome C, um dos locais mais severos e extremos do planeta. O local fica a 21 milhas (34 quilômetros) da estação de pesquisa ítalo-francesa Concordia e é constantemente atingido por fortes rajadas de vento e temperaturas quase constantes abaixo de 40 graus Fahrenheit negativos (40 graus Celsius negativos).
O gelo, um dos mais antigos já perfurados na Terra, pode fornecer respostas para as maiores questões remanescentes sobre como o clima do planeta mudou ao longo do tempo.
“As bolhas de ar presas dentro do núcleo de gelo fornecem um instantâneo direto da composição atmosférica passada, incluindo concentrações de gases de efeito estufa como dióxido de carbono e metano”, disse Barbante por e-mail. “Ao analisá-las, podemos reconstruir como o clima da Terra respondeu a mudanças nos fatores de força climática, como radiação solar, atividade vulcânica e variações orbitais. Esses dados nos ajudam a entender a intrincada relação entre gases de efeito estufa e temperatura global ao longo de centenas de milhares de anos e agora até 1,2 milhão de ano(s) e, esperançosamente, além.”
Os cientistas também esperam que o gelo esclareça o que causou a mudança repentina no tempo das eras glaciais da Terra há cerca de 1 milhão de anos, um evento que quase causou a extinção de ancestrais humanos antigos, de acordo com pesquisas recentes.
As fatias de gelo são armazenadas em uma caverna na Antártida até que possam ser enviadas para outras instituições para análise. PNRA/IPEV
Um marco gelado
Pesquisadores coletaram o núcleo durante a quarta campanha do projeto Beyond EPICA — Oldest Ice , financiado pela Comissão Europeia. A campanha ocorreu durante o verão antártico mais recente, entre meados de novembro e meados de janeiro. No geral, especialistas de 12 instituições científicas europeias passaram mais de 200 dias perfurando e processando o gelo durante os últimos quatro verões.
O programa se baseia nos objetivos do projeto EPICA inicial, que ocorreu de 1996 a 2008. Durante esse tempo, os pesquisadores perfuraram um núcleo de gelo profundo que revelou ligações entre o clima e os gases de efeito estufa atmosféricos nos últimos 800.000 anos. O núcleo coletado durante a última campanha marca um novo marco, criando um registro contínuo do clima da Terra que remonta a um tempo ainda mais antigo.
Estudos do núcleo original do EPICA mostraram que o clima da Terra experimentou um ciclo de 100.000 anos de períodos glaciais frios, ou eras glaciais, intercalados com períodos mais quentes. Mas essa descoberta não condiz com sedimentos marinhos que revelaram que a Terra já experimentou períodos glaciais de 41.000 anos antes de 1 milhão de anos atrás.
O projeto Beyond EPICA começou em 2016 com o objetivo de encontrar gelo mais antigo que pudesse indicar o motivo dessa mudança, e a busca pelo local certo começou com o uso de pesquisas de radar.
Tecnologias de ecossondagem de rádio ajudaram os membros da equipe a localizar o gelo que poderia conter a cápsula do tempo que eles estavam procurando, disse Frank Wilhelms, principal pesquisador da área e professor adjunto na Universidade de Göttingen e no Instituto Alfred Wegener, na Alemanha.
“Precisávamos de um sítio Goldilocks — gelo espesso o suficiente para um registro climático bem resolvido na maior profundidade, mas não tão espesso a ponto de o gelo mais antigo já ter derretido”, disse o Dr. Robert Mulvaney, glaciologista e paleoclimatologista do British Antarctic Survey.
Uma vista aérea mostra o remoto sítio Little Dome C na Antártida, onde uma equipe internacional perfurou uma amostra de gelo antigo. PNRA/IPEV
“Isso pode acontecer quando o calor que escapa do manto da Terra fica preso por uma espessa manta isolante de gelo. Se o gelo for muito espesso, podemos perder as camadas mais baixas e antigas de gelo para o derretimento”, disse Mulvaney. “É por isso que nos esforçamos muito para pesquisar as áreas candidatas para encontrar o local certo antes do início da perfuração.”
O Little Dome C fica no alto do planalto central da Antártida, atingindo uma altitude de 10.498 pés (3.200 metros) acima do nível do mar, apresentando vários desafios. A equipe teve que trabalhar para evitar falhas de perfuração e garantir que a broca eletromecânica do núcleo estivesse progredindo através das camadas de gelo. Cada metro de gelo pode conter até 13.000 anos de dados climáticos, disse Julien Westhoff, cientista-chefe no campo e pesquisador de pós-doutorado na Universidade de Copenhague, na Dinamarca.
Insights do gelo antigo
Quando os membros da equipe recuperaram o núcleo, eles encontraram o que estavam procurando. Os 688 pés (210 metros) mais baixos do núcleo acima do leito rochoso consistem em gelo antigo que foi fortemente deformado, provavelmente misturado, recongelado e de origem desconhecida, disse a equipe.
Partículas e bolhas de ar presas na parte mais profunda do núcleo de gelo podem revelar como era o clima da Terra há 1,2 milhão de anos. PNRA/IPEV
Analisar o gelo pode ajudar a testar teorias sobre como ele recongelou sob a camada de gelo. Os pesquisadores também determinarão se gelo ainda mais antigo, como o do Período Pré-Quaternário de 2,58 milhões de anos atrás, está presente e fornecerão datação das rochas sob o gelo para determinar quando esta região da Antártida esteve livre de gelo pela última vez.
“Foi emocionante ver a era do gelo enquanto perfurávamos mais fundo, e especialmente quando sabíamos que estávamos perfurando gelo mais antigo do que o registro EPICA, que terminou em 800.000 anos atrás”, disse Mulvaney, do British Antarctic Survey, em uma declaração. “Este registro de 1,2 milhão de anos nos dará vários ciclos glaciais de 41.000 anos para comparar com os dados mais recentes do núcleo EPICA original.”
A Transição do Pleistoceno Médio, que ocorreu entre 1,2 milhão e 900.000 anos atrás, marca a mudança fundamental nos ciclos glaciais da Terra, disse Barbante.
“Essa transição continua sendo um mistério científico, particularmente em relação ao papel dos gases de efeito estufa e da dinâmica da camada de gelo”, ele disse. “O núcleo de gelo Beyond EPICA oferece uma oportunidade sem precedentes para medir diretamente as condições atmosféricas durante esse período crucial, potencialmente revelando respostas sobre por que essa transição ocorreu e como ela moldou o sistema climático do nosso planeta.”
Durante a Transição do Pleistoceno Médio, as eras glaciais se tornaram mais longas e intensas, levando a uma queda na temperatura e condições climáticas secas. A população global também caiu para cerca de 1.280 indivíduos reprodutores entre 930.000 e 813.000 anos atrás e então permaneceu tão pequena por cerca de 117.000 anos, de acordo com um estudo de 2023 publicado na revista Science . Os autores do estudo argumentam que esse evento “trouxe os ancestrais humanos perto da extinção”, mas outros são mais céticos .
De qualquer forma, o núcleo de gelo pode conter evidências de por que ocorreu a mudança na duração dos períodos das eras glaciais.
A equipe vivia, dormia, comia e trabalhava 24 horas por dia em turnos na tenda de perfuração aquecida no local. PNRA/IPEV
Algo no ar (bolhas)
Os núcleos de gelo contêm camadas de neve que foram comprimidas ao longo do tempo, prendendo bolhas de ar e partículas que podem ser analisadas para revelar como a temperatura e a atmosfera da Terra mudaram.
Eles podem ajudar os cientistas a entender como o clima da Terra se comportou no passado para prever melhor como as coisas podem mudar no futuro — e fornecer contexto sobre como nosso planeta responde a diferentes concentrações de gases de efeito estufa.
“Núcleos de gelo antárticos são como Pedras de Roseta”, disse Jim White, Reitor da Família Craver da Faculdade de Artes e Ciências da Universidade da Carolina do Norte em Chapel Hill, em um e-mail. “Eles são únicos porque falam a linguagem da temperatura, bem como a linguagem dos níveis (de dióxido de carbono), permitindo-nos ver como essas duas variáveis climáticas principais interagem.”
White não estava envolvido na recuperação do núcleo de gelo. Mas ele disse que o gelo tem o potencial de render uma grande quantidade de informações “sobre a dinâmica fundamental da mudança climática em nosso planeta, e a importância disso não pode ser exagerada”.
Enquanto a análise preliminar ocorreu no local, as fatias do núcleo de gelo serão transportadas de volta para a Europa a bordo do navio quebra-gelo Laura Bassi em contêineres frios especializados para manter a temperatura perfeita. Barbante prevê que a pesquisa será um esforço de vários anos, à medida que os cientistas se aprofundam na medição das concentrações de gás e partículas de poeira dentro do gelo.
Enquanto isso, o projeto Beyond EPICA, assim como outras associações internacionais, buscarão gelo mais antigo que poderia revelar registros climáticos mais longos. Mas tais esforços exigirão tecnologia e planejamento mais avançados, disse Barbante.
“Temos que encontrar outros lugares na Antártida onde possamos recuperar registros climáticos contínuos semelhantes ao que estamos estudando”, disse ele.