Ar mais antigo já medido encontrado em gelo com 6 milhões de anos.

A equipa liderada pela glacióloga Sarah Shackleton, do Instituto Oceanográfico de Woods Hole, recuperou sob a Antártida as amostras mais antigas alguma vez datadas diretamente de gelo glaciário e de ar aprisionado. O material foi extraído em Allan Hills, a partir de gelo acumulado lentamente ao longo de eras, e esteve enterrado durante cerca de 6 milhões de anos.

“Os testemunhos de gelo são como máquinas do tempo: permitem aos cientistas observar como era o nosso planeta no passado”, afirma Shackleton. “Os testemunhos de Allan Hills ajudam-nos a recuar muito mais no tempo do que julgávamos possível.”

Porque é tão difícil encontrar registos climáticos antigos - e porque a Antártida é exceção

A intensa atividade geológica da Terra apaga e remodela continuamente vestígios do passado, o que torna difícil localizar registos contínuos do clima antigo. A Antártida é uma exceção importante: a acumulação persistente de neve e gelo pode aprisionar e congelar materiais, criando um registo em forma de cápsula do tempo da história climática do planeta.

Ao analisar gelo antigo em testemunhos verticais retirados de camadas com centenas de metros de espessura, os investigadores conseguem reconstruir condições ambientais de épocas remotas - pelo menos na Antártida - e comparar essas condições com as atuais.

Allan Hills e o “gelo azul”: por que razão este local é tão valioso

Em Allan Hills, a elevada concentração de gelo azul é particularmente preciosa. Trata-se de gelo comprimido ao longo do tempo, que expulsa bolhas de ar maiores e aumenta o tamanho dos cristais. Essa estrutura faz com que o gelo absorva comprimentos de onda mais avermelhados, adquirindo uma tonalidade azul bem característica.

Além disso, Allan Hills praticamente já não acumula neve devido a processos de meteorização e sublimação. O resultado é que o gelo mais antigo fica muito mais próximo da superfície do que noutras zonas do continente.

“Continuamos a apurar as condições exatas que permitem que um gelo tão antigo sobreviva tão perto da superfície”, explica Shackleton. “Para além da topografia, é provável que seja uma combinação de ventos fortes e frio extremo. O vento remove a neve recente e o frio faz com que o gelo abrande quase até parar. Isso torna Allan Hills um dos melhores locais do mundo para encontrar gelo antigo pouco profundo - e um dos sítios mais duros para passar uma época de trabalho de campo.”

Testemunhos de gelo de Allan Hills: ar microscópico, mas cientificamente precioso

Embora este gelo não apresente bolhas de ar visíveis, contém ainda bolsas de ar microscópicas, tão densamente compactadas que ocupam espaços minúsculos dentro da estrutura cristalina. Estas reservas comprimidas são especialmente valorizadas pela janela que abrem para o clima inicial da Terra, ao preservarem amostras da atmosfera antiga.

Para além do valor histórico, estes registos ajudam a testar hipóteses sobre a estabilidade das grandes mantas de gelo e sobre a forma como a Antártida respondeu a períodos mais quentes. Essa informação é crucial para melhorar modelos climáticos e reduzir incertezas sobre a evolução do nível do mar em cenários de aquecimento.

Perfurações do projeto COLDEX e as profundidades analisadas

No âmbito do projeto COLDEX, financiado pela Fundação Nacional para a Ciência, foram perfurados três testemunhos de Allan Hills a:

• 150 m
• 159 m
• 206 m

O objetivo era encontrar gelo suficientemente antigo para aceder ao clima do Plioceno, época que terminou há cerca de 2,6 milhões de anos.

“Sabíamos que o gelo nesta região era antigo”, afirma o paleoclimatologista Ed Brook, diretor do COLDEX, da Universidade do Estado do Ohio. “Ao início, esperávamos encontrar gelo com até 3 milhões de anos, ou talvez um pouco mais, mas esta descoberta superou largamente as nossas expetativas.”

Datação por isótopos de argónio: 6 milhões de anos no gelo mais profundo

Quando os investigadores aplicaram datação por isótopos de argónio - uma técnica que permite datação direta, em vez de uma idade apenas inferida a partir de materiais circundantes - verificaram que o mais profundo dos três testemunhos incluía gelo com cerca de 6 milhões de anos.

Esta idade remete para a parte final do Mioceno, próximo do período em torno de 5,3 milhões de anos atrás. Outras amostras testadas revelaram-se mais recentes, oferecendo uma sequência de “instantâneos” que cobre o fim do Mioceno e grande parte do Plioceno.

Análise de isótopos de oxigénio e a evolução da temperatura na Antártida

De seguida, a equipa realizou análise de isótopos de oxigénio para estimar as condições de temperatura correspondentes a cada um desses “instantâneos” temporais.

Os resultados indicam que, há 6 milhões de anos, a Antártida era cerca de 12 °C mais quente do que atualmente. A transição para as temperaturas modernas não parece ter ocorrido de forma abrupta, mas antes como um arrefecimento suave e gradual ao longo do tempo.

O que vem a seguir: reconstruir a atmosfera e prolongar ainda mais o registo

O próximo passo passa por reconstruir a composição da atmosfera terrestre nesses diferentes momentos: identificar que gases com efeito de estufa estavam presentes, em que concentrações, e de que forma esse perfil se alterou ao longo de milhões de anos.

Como seria de esperar, a equipa planeia regressar ao gelo para extrair mais informação aprisionada no interior dos cristais. “Perante o gelo extraordinariamente antigo que descobrimos em Allan Hills, desenhámos também um novo estudo abrangente e de longo prazo desta região, para tentar estender ainda mais os registos no tempo, o que esperamos realizar entre 2026 e 2031”, refere Brook.

A investigação foi publicada nas Atas da Academia Nacional de Ciências (PNAS).