Para a introspecção que pode acontecer quando o ciclo do carbono da Terra está alterada - uma causa e uma consequência das alterações climáticas - os cientistas podem olhar para um evento que ocorreu cerca de 720 milhões de anos atrás .
Novos dados de uma equipe da Universidade de Princeton , liderada pelos geólogos sugerem que um episódio chamado "Terra bola de neve ", que pode ter coberto os continentes e oceanos em uma folha grossa de gelo , produziu uma mudança radical no ciclo do carbono . Esta mudança no ciclo do carbono , por sua vez , pode ter provocado as eras glaciais futuras.
Identificar as causas e efeitos da mudança extrema na forma de carbono atravessou os oceanos, a biosfera ea atmosfera - a magnitude do que não tem sido observada em qualquer outro momento na história da Terra - é importante para entender o quanto o clima da pode mudar e como o planeta responde a tais perturbações.
Publicando seus resultados no 30 de abril nova edição da revista Science, os pesquisadores também formularam uma hipótese para explicar como as mudanças na superfície da Terra forjado pelas geleiras do neoproterozóico poderia ter criado uma anomalia no ciclo do carbono .
"A Era Neoproterozóica era o momento na história da Terra , quando a quantidade de oxigênio aumentou para níveis que permitiram a evolução dos animais , para entender as mudanças que o ciclo do carbono e da dinâmica da superfície da Terra no momento é um exercício importante ", disse estudante de pós-graduação em Princenton Nicholas Swanson - Hysell, O primeiro autor no papel.
Uma equipe de Princeton , liderada pelos geólogos analisaram amostras de carbono inorgânico e orgânico das colinas da Formação Trezona no Sul da Austrália para documentar um dos maiores transtornos para o ciclo do carbono em toda a história da Terra. (Foto: Adam Maloof )
A era do Neoproterozóico , que durou de 1 bilhão a 542 milhões de anos atrás , é dividida em três períodos distintos , começando com o Toniano , estendendo-se através do Criogeniano e terminando com o Ediacarano . O período Criogeniano é notável na história da Terra para as idades de gelo extenso e repetido , que teve lugar , começando com a glaciação maciça Sturtian no início do período. Isto marcou a primeira idade do gelo na Terra em aproximadamente 1,5 bilhões de anos, que é um período de tempo anormalmente longo entre glaciações . Desde o Criogeniano , a Terra passou por uma idade do gelo aproximadamente uma vez cada 100 a 200 milhões de anos.
A Terra bola de neve " teoria sugere que a glaciação Sturtian era de âmbito mundial, literalmente , que envolve o planeta de gelo , que poderia ter arruinou o funcionamento normal do ciclo de carbono . Enquanto a teoria é controversa e na medida do congelador está sob investigação , membro da equipe de investigação Adam Maloof co- escreveu um marco 2010 papel da ciência demonstra que as geleiras chegaram ao equador alguns 700 milhões anos atrás , fornecendo evidências adicionais para apoiar a existência de uma Terra Criogeniano bola de neve ".
Na última pesquisa, Swanson - Hysell , Maloof e seus colaboradores colheram amostras de calcário do Brasil Central e do Sul remontando aos períodos Toniano e Criogeniano . Usando uma técnica conhecida como análise de isótopos para entender como o ciclo do carbono trabalhou nos tempos antigos , a equipe reuniu pistas que estão escondidas na composição atômica do carbono encontrado no sedimento calcário inorgânicos e materiais orgânicos antigos. Além disso, os geólogos encontram amostras nas camadas de rocha para determinar a informação crucial sobre a idade relativa condições ambientais sob as quais se formaram.
Estudantes de pós-graduação de Princeton Catherine Rose e Nicholas stand - Swanson Hysell na fronteira dos períodos Criogeniano e Ediacarano, distinguem pelas diferentes cores das rochas glacial abaixo e acima da rocha carbonática . (Foto: Adam Maloof )
Seus resultados documentados mostraram uma mudança grande no ciclo de carbono com base em análises de amostras obtidas a partir de sedimentos de calcário tropical conhecida como Formação Trezona , que remonta ao final do período Criogeniano cerca de 650 milhões de anos atrás e foi depositado entre os eventos da " bola de neve da Terra ".
" A perturbação que estamos vendo no ciclo do carbono é maior do Neoproterozóico por várias ordens de magnitude que qualquer coisa que possa causar hoje, mesmo se fôssemos para queimar todos os combustíveis fósseis no planeta de uma só vez ", disse Maloof, um professor adjunto da geociências em Princeton.
Os dados anteriores a partir do período Ediacarano , no final da era do Neoproterozóico têm mostrado uma perturbação semelhante ao ciclo do carbono, e em 2003, Massachusetts Institute of Technology geofísico Daniel Rothman sugeriram que o acúmulo de uma enorme piscina de carbono orgânico nos oceanos pode ter levado a perturbação observada.
A perturbação estudados pelos pesquisadores de Princeton mostra que este mesmo comportamento durante um evento que foi cerca de 25 por cento maior e 100 milhões de anos mais velha que o distúrbio já reconhecidos. A equipe também documentou que o ciclo do carbono não estava operando desta forma bizarra 800 milhões de anos antes da primeira glaciação Neoproterozóica , limitando no tempo o aparecimento de tais comportamentos e vinculá-lo à Terra bola de neve "que propôs evento.
" Os dados de isótopos de carbono novo mostra uma enorme ... queda na composição isotópica do carbonato, possivelmente, a maior mudança isotópica única na história da Terra , enquanto a composição isotópica do carbono orgânico é invariável ", disse Rothman , que não fazia parte da equipa de investigação . "A coerência desses sinais é enigmática , sugerindo que o ciclo do carbono durante esse período se comportou fundamentalmente diferente do que ele faz hoje. "
Estas estruturas em camadas chamadas estromatólitos do Criogeniano Trezona Formação foram criados por biofilmes de micróbios que se formaram em um ambiente de águas rasas tropicais em Adelaide Sul da Australia a cerca de 650 milhões de anos atrás . (Foto : Nicholas Swanson Hysell )
Com base no quadro Rothman , os geólogos Princeton, a explicaram como um planeta coberto de gelo no início do período Criogeniano poderia ter solicitado o acúmulo de enormes quantidades de carbono orgânico no oceano , levando à perturbação observada ao ciclo do carbono mais tarde no período.
Segundo sua hipótese proposta ,a passagem das geleiras Sturtian através das superfícies continentais teria removido o material desgastado e detritos , que havia acumulado em 1,5 bilhões de anos, desde a idade de gelo anterior. Quando os glaciares recuaram, o que teria expostos enormes quantidades de rocha para o dióxido de carbono na atmosfera por intemperismo , liberando nutrientes da rocha para os oceanos.
Este processo teria gerado um fluxo relativamente grande de ferro nos oceanos , o que poderia ter interrompido o biomecanismo usado por bactérias marinhas durante o Toniano para alimentar-se do carbono orgânico na água, e convertê-lo em dióxido de carbono e outros carbono inorgânico. Se o carbono orgânico não foi comido por bactérias, teria acumulado-se em um reservatório maciço oceânico e resultou no ciclo do carbono estranho do Criogeniano.
A interação de dióxido de carbono com a superfície continental durante o processo de intemperismo também teria removido parte do dióxido de carbono da atmosfera , diminuindo a temperatura global e criando condições propícias para a série de eventos glaciais que foram observados durante todo o Criogeniano .
De acordo com a hipótese de Rothman , mais de milhões de anos os níveis de oxigênio oceânicos e atmosféricos que têm crescido como consequência do ciclo do carbono alteradas , levando a oxidação do grande reservatório de carbono orgânico , retirando o carbono extra biológica dos oceanos e retornando o ciclo do carbono a um estado de equilíbrio mais semelhante à forma como funciona hoje. Aumento dos níveis de oxigênio na atmosfera também teria fornecido as condições que eram necessárias para a diversificação explosiva da vida animal no final do Neoproterozóico e no Período Cambriano.
No campo de verão deste trabalho ,a equipe de Princeton continuará a investigar as perturbações dos ciclos de carbono Criogeniano e Ediacarano, e realizar pesquisas sobre a geologia Toniano - Criogeniano - Ediacaran , história isotópica e paleogeográfica do norte da Etiópia e sul da Austrália . Os geólogos irão explorar algumas das muitas questões que permanecem , como o que permitiu o crescimento Criogeniano das camadas de gelo após um hiato de 1,5 bilhão.
Além Swanson - Hysell e Maloof , os pesquisadores de Princeton na equipe foram o estudante Catherine Rose e ex- companheiro postdoctoral Claire Calmet . A equipe igualmente incluiu Galen Halverson , da Universidade de Adelaide , agora na McGill University, e Matthew Hurtgen da Universidade Northwestern.
A pesquisa foi financiada pelo National Science Foundation.
Neoproterozóico
Na escala de tempo geológico, o Neoproterozóico é a era do éon Proterozóico que está compreendida entre 1 bilhão e 542 milhões de anos atrás, aproximadamente. A era Neoproterozóica sucede a era Mesoproterozóica de seu éon e precede a era Paleozóica do éon Fanerozóico. Divide-se nos períodos Toniano, Criogeniano e Ediacarano, do mais antigo para o mais recente.
Éon geologico
Os geólogos se referem a um Éon como a maior subdivisão de tempo na escala de tempo geológico.
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