Pico de platina na Gronelândia: uma pista vulcânica para o Evento do Dryas Recente

Enterrado nas profundezas da camada de gelo da Gronelândia existe um sinal químico enigmático que tem alimentado um debate científico particularmente intenso.

Num núcleo de gelo - um cilindro de gelo extraído por perfuração em mantos de gelo e glaciares - foi identificado um pico abrupto de concentrações de platina, datado de há cerca de 12,800 anos. Esta anomalia foi usada para sustentar a hipótese de que, nessa altura, a Terra teria sido atingida por um meteorito ou cometa invulgar.

A nossa investigação mais recente aponta, contudo, para uma explicação bem mais prosaica: este “mistério” da platina pode ter tido origem numa erupção vulcânica fissural na Islândia, e não no espaço.

A cronologia é decisiva. O aumento de platina surge perto do início do último grande período frio do planeta, o Evento do Dryas Recente, que decorreu aproximadamente de 12,870 a 11,700 anos atrás e foi marcado por uma queda acentuada das temperaturas em todo o hemisfério norte.

Isto ocorreu precisamente quando a Terra vinha a aquecer após a última idade do gelo. Perceber o que desencadeou este regresso ao frio pode ajudar-nos a compreender de que forma o clima da Terra poderá reagir a perturbações no futuro.

Propomos que esta fase gelada da história climática da Terra terá sido provocada, na realidade, por uma grande erupção vulcânica na Alemanha ou pela erupção de um vulcão ainda não identificado.

O pico de platina no núcleo de gelo da Gronelândia

O detalhe temporal é importante por outra razão: ao analisarmos com maior rigor as datas associadas aos núcleos de gelo, concluímos que o pico de platina não coincide exactamente com o arranque do arrefecimento.

Com base em cronologias actualizadas, verificámos que o aumento de platina ocorreu cerca de 45 anos depois de o Dryas Recente ter começado - demasiado tarde para ser o “gatilho” inicial da descida de temperatura.

Chegámos a este resultado de forma independente, mas ele está em linha com trabalhos anteriores que apontavam no mesmo sentido. Além disso, as concentrações elevadas de platina mantiveram-se durante 14 anos, o que sugere um fenómeno prolongado, e não um impacto instantâneo de cometa ou asteróide.

Um mistério climático

Os núcleos de gelo mostram que, ao longo do milénio do Dryas Recente, as temperaturas na Gronelândia desceram para valores mais de 15°C inferiores aos actuais. A Europa regressou a condições próximas das glaciares, com a tundra a substituir florestas que começavam a expandir-se. As faixas de precipitação em baixas latitudes deslocaram-se para sul.

A explicação mais aceite tradicionalmente baseia-se numa libertação maciça de água doce proveniente do degelo das camadas de gelo da América do Norte. Esse pulso de água doce teria perturbado a circulação oceânica, com impacto nas temperaturas.

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

Em 2013, cientistas que analisavam núcleos de gelo obtidos no âmbito do Projecto da Camada de Gelo da Gronelândia (GISP2) detectaram concentrações de platina muito acima do normal.

Também a razão entre platina e um elemento chamado irídio era estranha: rochas espaciais costumam apresentar muito irídio, ao passo que o pico no núcleo de gelo não o mostrava. No conjunto, a assinatura química no gelo não se parecia com nada do que se conhece em meteoritos ou em rochas vulcânicas.

Os autores do artigo que defendia o impacto espacial sugeriram que esta química invulgar poderia reflectir o embate de um asteróide fora do comum, rico em ferro.

Mais tarde, outro artigo propôs que a química do gelo poderia estar associada à erupção do vulcão alemão Laacher See, cuja geoquímica é pouco habitual e cuja actividade ocorreu por volta desse período.

Para avaliar essa hipótese, recolhemos e analisámos 17 amostras de pedra-pomes provenientes de depósitos deixados pela erupção de Laacher See. Medimos platina, irídio e outros elementos-traço, com o objectivo de definir uma “impressão digital” química da erupção.

Os resultados foram inequívocos: as pedras-pomes de Laacher See praticamente não contêm platina, com valores abaixo - ou apenas no limiar - de detecção. Mesmo admitindo que alguma platina possa ter sido libertada para a atmosfera antes de ficar presa na rocha, a erupção não pode ter sido a origem do pico de platina observado na Gronelândia.

Porque a Islândia faz sentido como origem da platina

Ao compararmos a assinatura química do núcleo de gelo com várias outras amostras geológicas, concluímos que a correspondência mais próxima ocorre com condensados de gases vulcânicos (produtos formados quando os gases libertados por um vulcão arrefecem e passam do estado gasoso para líquido ou sólido), em especial os associados a vulcões submarinos.

Na Islândia, os vulcões conseguem produzir erupções fissurais que se prolongam por anos, ou mesmo décadas - um comportamento compatível com a duração de 14 anos do pico de platina. Durante a fase de degelo que antecedeu o Dryas Recente, a actividade vulcânica islandesa aumentou de forma acentuada, uma vez que o recuo das camadas de gelo reduziu a pressão sobre a crosta terrestre.

Mais importante ainda, erupções submarinas ou subglaciais interagem com a água de modo a poderem explicar a química atípica observada. A água do mar pode remover compostos de enxofre, ao mesmo tempo que concentra outros elementos, como a platina, nos gases vulcânicos.

Esses gases enriquecidos em platina poderiam, depois, deslocar-se até à Gronelândia e depositar-se sobre a camada de gelo, o que explicaria a geoquímica invulgar encontrada.

Trabalhos recentes sobre erupções históricas na Islândia dão apoio a este mecanismo. A erupção do Katla, no século VIII, esteve associada a um pico de 12 anos de metais pesados - como bismuto e tálio - em núcleos de gelo da Gronelândia. Já a erupção de Eldgjá, no século X, coincidiu com um pico de cádmio registado em gelo glaciar.

Embora a platina não tenha sido medida nesses estudos, estes exemplos mostram que vulcões islandeses entregam, com frequência, metais pesados à camada de gelo da Gronelândia.

Uma prova decisiva?

Devido ao desfasamento cronológico, o processo responsável pelo pico de platina não terá desencadeado o Dryas Recente. Ainda assim, o nosso trabalho reforça resultados anteriores que identificam um enorme pico de sulfatos vulcânicos em múltiplos núcleos de gelo, coincidindo com precisão com o início do arrefecimento há 12,870 anos.

Essa erupção - quer tenha sido a de Laacher See, quer a de um vulcão desconhecido - injectou enxofre suficiente na atmosfera para rivalizar com as maiores erupções registadas em tempos históricos.

As erupções vulcânicas podem provocar arrefecimento ao libertarem enxofre para a estratosfera, onde este reflecte a luz solar incidente e pode iniciar uma cascata de retroacções positivas, incluindo a expansão do gelo marinho, alterações nos padrões de vento e perturbações nas correntes oceânicas, embora seja necessária investigação futura para explorar melhor estes mecanismos.

O forte forçamento vulcânico no arranque do Dryas Recente - numa altura em que o clima já se encontrava num estado intermédio entre um período glacial e um interglacial (os períodos entre vagas de frio) - poderá ter sido o impulso que fez o sistema climático da Terra regressar a um estado frio.

É importante sublinhar que a nossa investigação se centrou no pico de platina e não avaliou outras linhas de evidência, como esférulas (fragmentos esféricos de rocha fundida) e “mantos negros” (camadas escuras misteriosas no solo), associadas à hipótese de um impacto extraterrestre.

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 o que desencadeou alterações climáticas no passado é essencial para antecipar o que pode vir a seguir. Embora a probabilidade anual de um grande impacto de meteorito ou de uma grande erupção vulcânica seja baixa, trata-se de acontecimentos que, mais cedo ou mais tarde, são praticamente certos.

Por isso, saber como o clima da Terra reagiu no passado é 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 a partir de The Conversation ao abrigo de uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.