Assinatura misteriosa no gelo da Gronelândia pode afinal não vir do espaço.

Enterrado nas profundezas da manta de gelo da Groenlândia existe um sinal químico intrigante que tem alimentado uma discussão científica acesa.

Num núcleo de gelo (um cilindro de gelo extraído por perfuração de mantos e glaciares), os investigadores identificaram um pico abrupto de concentrações de platina, datado de há cerca de 12 800 anos. Este aumento anómalo foi usado como argumento a favor da hipótese de que, nessa altura, a Terra terá sido atingida por um meteorito ou cometa invulgar.

A nossa investigação recente aponta, contudo, para uma explicação bem mais terrestre: este padrão de platina pode ter sido produzido por uma erupção fissural na Islândia, e não por material vindo do espaço.

Um enigma climático: o Evento do Dryas Recente e a platina na Groenlândia

O momento em que o pico aparece é relevante. Ele surge perto do início do último grande período frio do planeta, o Evento do Dryas Recente, que se estendeu aproximadamente de 12 870 a 11 700 anos atrás e foi marcado por uma queda acentuada das temperaturas no hemisfério norte.

Isto é particularmente notável porque ocorreu quando a Terra estava, na verdade, a recuperar do último período glaciário e a entrar numa fase de aquecimento. Perceber o que desencadeou este “travão” climático pode ajudar-nos a compreender melhor a forma como o clima terrestre poderá responder a perturbações futuras.

Com base no conjunto de evidências disponíveis, propomos que esta fase fria da história climática poderá ter sido provocada por uma grande erupção vulcânica na Alemanha (associada ao sistema do Laacher See) ou pela erupção de um vulcão ainda não identificado.

Os núcleos de gelo mostram que, durante o milénio do Dryas Recente, as temperaturas na Groenlândia desceram para valores mais de 15 °C inferiores aos actuais. A Europa regressou a condições próximas das glaciações, com a tundra a substituir florestas que começavam a expandir-se. Em paralelo, os cinturões de precipitação das baixas latitudes deslocaram-se para sul.

A explicação mais aceite há décadas liga este arrefecimento a uma descarga maciça de água doce proveniente do degelo das mantas de gelo da América do Norte. Esse “pulso” de água doce teria perturbado a circulação oceânica, alterando a distribuição de calor e, consequentemente, as temperaturas.

Ainda assim, outros investigadores defenderam que o episódio teria sido desencadeado por um impacto de cometa ou asteróide sobre a América do Norte.

O pico de platina: impacto extraterrestre ou assinatura vulcânica?

Em 2013, ao analisarem núcleos de gelo perfurados no âmbito do Projecto da Manta de Gelo da Groenlândia (GISP2), investigadores detectaram concentrações de platina muito acima do normal.

Além disso, a relação entre platina e irídio era estranha: rochas espaciais costumam apresentar níveis elevados de irídio, mas o pico no núcleo de gelo não mostrava esse comportamento. A assinatura química do gelo também não se parecia com nada observado em meteoritos conhecidos nem em rochas vulcânicas típicas.

Os autores do estudo que defendia o impacto sugeriram, por isso, que a química invulgar poderia resultar do choque com um asteróide fora do comum, possivelmente rico em ferro.

Mais tarde, um trabalho subsequente propôs que a mesma química do gelo poderia, afinal, reflectir a erupção do Laacher See, na Alemanha - uma erupção com geoquímica particular e ocorrida aproximadamente nessa época.

Para testar essa hipótese, recolhemos e analisámos 17 amostras de pedra-pomes vulcânica provenientes dos depósitos deixados pela erupção do Laacher See. Medimos platina, irídio e outros elementos vestigiais para construir uma “impressão digital” química desse episódio eruptivo.

Os resultados foram inequívocos: as pedras-pomes do Laacher See quase não contêm platina, com valores abaixo - ou apenas no limite - de detecção. Mesmo admitindo que alguma platina possa ter sido libertada para a atmosfera antes de ficar retida na rocha, fica claro que esta erupção não explica o pico de platina observado na Groenlândia.

Ao mesmo tempo, ao revermos cuidadosamente o calendário, recorrendo a cronologias actualizadas dos núcleos de gelo, verificámos que o pico de platina ocorreu cerca de 45 anos após o início do Dryas Recente - demasiado tarde para ter desencadeado o arrefecimento.

Chegámos a esta conclusão de forma independente, mas ela coincide com resultados anteriores que apontavam na mesma direcção. Um detalhe decisivo é que as concentrações elevadas de platina persistiram durante 14 anos, o que sugere um fenómeno prolongado, e não um evento instantâneo como um impacto de asteróide ou cometa.

Há aqui um aspecto adicional importante: a datação de camadas de gelo é robusta, mas depende da integração de vários marcadores (camadas anuais, cinzas vulcânicas, variações químicas e modelos de acumulação). Pequenos desvios de décadas podem alterar por completo a interpretação causal - sobretudo quando se tenta ligar um marcador químico a uma mudança climática abrupta.

Islândia, erupções fissurais e gases vulcânicos ricos em platina

Comparámos a assinatura química do núcleo de gelo com diferentes amostras geológicas e concluímos que a correspondência mais próxima surge com condensados de gases vulcânicos (produtos formados quando gases libertados por um vulcão arrefecem e passam do estado gasoso para líquido ou sólido), em especial os associados a vulcanismo submarino.

Os vulcões islandeses conseguem produzir erupções fissurais que podem durar anos - ou mesmo décadas - o que se ajusta bem à duração de 14 anos do pico de platina. Durante a fase de degelo que antecedeu o Dryas Recente, a actividade vulcânica na Islândia terá aumentado de forma marcada, uma vez que o recuo das mantas de gelo reduz a pressão sobre a crusta e pode facilitar a ascensão de magma.

O ponto crítico é que erupções submarinas ou subglaciais interagem com água de modo a poderem gerar uma química pouco habitual. A água do mar pode remover compostos de enxofre enquanto concentra outros elementos, como a platina, nos gases vulcânicos.

Esses gases enriquecidos em platina poderiam depois ser transportados pela atmosfera até à Groenlândia e depositar-se sobre a manta de gelo, explicando a geoquímica estranha observada no núcleo.

Trabalhos recentes sobre erupções históricas islandesas dão suporte a este mecanismo. No século VIII, a erupção do Katla produziu um pico de 12 anos de metais pesados (como bismuto e tálio) em núcleos de gelo da Groenlândia. Já no século X, a erupção do Eldgjá ficou associada a um pico de cádmio no gelo glaciário.

Embora nesses estudos a platina não tenha sido medida, estes exemplos mostram que os vulcões da Islândia conseguem, com regularidade, fornecer metais pesados à manta de gelo da Groenlândia.

Uma “prova” decisiva? Sulfatos vulcânicos e o arranque do arrefecimento

Dado o desfasamento cronológico, o mecanismo responsável pelo pico de platina não terá sido o gatilho do Dryas Recente. Ainda assim, a nossa investigação reforça resultados anteriores que identificaram um pico maciço de sulfatos vulcânicos em múltiplos núcleos de gelo, coincidindo com precisão com o início do arrefecimento, há 12 870 anos.

Essa erupção - proveniente do Laacher See ou de um vulcão ainda desconhecido - terá injectado na atmosfera uma quantidade de enxofre comparável à das maiores erupções documentadas em registos históricos.

As erupções vulcânicas podem provocar arrefecimento ao libertarem enxofre para a estratosfera, onde os aerossóis reflectem parte da radiação solar incidente. Este efeito pode também desencadear uma cadeia de retroacções positivas, incluindo expansão do gelo marinho, alterações nos padrões de vento e perturbações das correntes oceânicas, embora seja necessária investigação futura para clarificar estes processos em detalhe.

Um forçamento vulcânico substancial no arranque do Dryas Recente - numa fase em que o clima já se encontrava num equilíbrio delicado entre um estado glaciário e um interglaciário (os intervalos entre períodos frios) - poderá ter sido o “empurrão” necessário para fazer o sistema climático regressar a um estado mais frio.

No contexto actual, este tipo de análise mostra por que razão é importante monitorizar não só a actividade eruptiva, mas também a composição dos aerossóis e gases emitidos, bem como a forma como se dispersam. A ligação entre vulcanismo, circulação atmosférica e deposição em gelo polar é uma ferramenta poderosa para reconstruir o passado - e, ao mesmo tempo, para testar modelos climáticos usados em projecções futuras.

É importante sublinhar que o nosso trabalho se centrou no pico de platina e não avaliou outras linhas de evidência invocadas para um impacto extraterrestre, como esférulas (fragmentos esféricos de rocha fundida) e “mantos negros” (camadas escuras misteriosas no solo).

Ainda assim, com base na nossa análise dos novos resultados e dos dados existentes, uma grande erupção vulcânica no hemisfério norte parece ser a explicação mais directa para o Evento do Dryas Recente.

Compreender os gatilhos climáticos do passado é essencial para antecipar o que poderá acontecer. Embora a probabilidade anual de um grande impacto de meteorito ou de uma erupção vulcânica de enorme escala seja baixa, acontecimentos desse tipo são, a longo prazo, praticamente inevitáveis.

Saber como o clima da Terra reagiu no passado é, por isso, crucial para nos prepararmos para as consequências do próximo grande evento.

James Baldini, Professor de Ciências da Terra, Universidade de Durham

Este artigo é republicado ao abrigo de uma licença Creative Commons. Consulte o artigo original na publicação de origem.