Pico de platina na Groenlândia, Evento Younger Dryas, Islândia e Laacher See: explicação vulcânica

Enterrado nas profundezas da camada de gelo da Groenlândia existe um sinal químico intrigante que tem alimentado um debate científico intenso.

Em um testemunho de gelo (um cilindro de gelo extraído por perfuração em mantos de gelo e geleiras), foi identificado um pico abrupto de platina datado de cerca de 12.800 anos atrás. Esse achado acabou servindo de apoio à hipótese de que, naquele período, a Terra teria sido atingida por um meteorito ou cometa incomum.

Nossa nova pesquisa aponta para uma explicação bem mais cotidiana: em vez de vir do espaço, esse enigma da platina pode ter sido gerado por uma erupção fissural na Islândia.

O momento do depósito é crucial. O pico de platina aparece próximo ao início do último grande período frio do planeta, o Evento Younger Dryas. Esse intervalo se estendeu aproximadamente de 12,870 a 11,700 anos atrás e foi marcado por uma queda acentuada de temperatura no hemisfério norte.

Isso ocorreu justamente quando o planeta vinha, na verdade, aquecendo após a última era do gelo. Esclarecer o que disparou esse retorno ao frio pode ajudar a entender como o clima da Terra pode se comportar no futuro.

Propomos que essa fase gelada da história climática terrestre tenha sido provocada por uma grande erupção vulcânica na Alemanha ou pela erupção de um vulcão ainda desconhecido.

Um mistério climático

Registros de testemunhos de gelo indicam que, durante o Evento Younger Dryas - que durou cerca de um milênio - as temperaturas na Groenlândia caíram para mais de 15°C abaixo das atuais. A Europa voltou a condições quase glaciais, com a tundra substituindo florestas que começavam a se expandir. Já as faixas de chuva em baixas latitudes se deslocaram para o sul.

A explicação tradicionalmente mais aceita atribui o episódio a uma liberação enorme de água doce proveniente do derretimento das camadas de gelo da América do Norte. Esse “pulso” de água doce teria desorganizado a circulação oceânica, alterando as temperaturas.

Ainda assim, outros pesquisadores sugeriram que o gatilho teria sido o impacto de um cometa ou asteroide sobre a América do Norte.

O pico de platina no Projeto da Camada de Gelo da Groenlândia (GISP2)

Em 2013, cientistas que analisavam testemunhos de gelo obtidos no âmbito do Projeto da Camada de Gelo da Groenlândia (GISP2) encontraram concentrações de platina muito acima do padrão.

A proporção entre platina e um elemento chamado irídio também chamou atenção: rochas espaciais normalmente exibem níveis elevados de irídio, enquanto o pico observado no testemunho de gelo não apresentava essa característica. No conjunto, o sinal químico do gelo era muito diferente do que se observa em meteoritos conhecidos ou em rochas vulcânicas.

Os autores do artigo que defendia impacto espacial levantaram a possibilidade de a química incomum refletir a colisão com um asteroide atípico, composto por ferro.

Mais tarde, um novo trabalho propôs que a assinatura química no gelo poderia estar relacionada à erupção do Laacher See, na Alemanha, que teria uma geoquímica incomum e ocorreu por volta daquele período.

Por que o Laacher See não explica a platina

Para verificar essa hipótese, coletamos e analisamos 17 amostras de pedra-pomes vulcânica provenientes de depósitos deixados pela erupção do Laacher See. Medimos platina, irídio e outros elementos-traço para montar uma “impressão digital” química do evento.

O resultado foi inequívoco: as pedras-pomes do Laacher See praticamente não contêm platina, com valores abaixo ou apenas no limite de detecção. Mesmo que parte da platina possa ter escapado para a atmosfera antes de ficar aprisionada na rocha, a erupção claramente não foi a fonte do pico de platina na Groenlândia.

Além disso, ao reavaliarmos o cronograma com cuidado - com base em cronologias atualizadas de testemunhos de gelo - verificamos que o pico de platina ocorreu, na verdade, cerca de 45 anos depois do início do Younger Dryas, tarde demais para ter desencadeado o resfriamento.

Essa conclusão foi obtida de forma independente, mas é compatível com pesquisas anteriores que chegaram ao mesmo resultado. Um ponto importante é que as concentrações elevadas de platina persistiram por 14 anos, sugerindo um evento prolongado, e não um impacto instantâneo de asteroide ou cometa.

Uma origem vulcânica mais plausível: Islândia

Ao comparar a assinatura química do testemunho de gelo com diferentes amostras geológicas, identificamos a maior semelhança com condensados de gases vulcânicos (produtos formados quando gases emitidos por um vulcão resfriam e passam do estado gasoso para líquido ou sólido), especialmente aqueles associados a vulcões submarinos.

Na Islândia, vulcões podem produzir erupções fissurais que duram anos ou até décadas - um intervalo compatível com os 14 anos do pico de platina. Durante a fase de degelo que antecedeu o Younger Dryas, a atividade vulcânica islandesa aumentou drasticamente, porque o derretimento das camadas de gelo reduziu a pressão sobre a crosta terrestre.

O ponto central é que erupções submarinas ou subglaciais interagem com a água de maneiras capazes de explicar a química incomum. A água do mar pode remover compostos de enxofre, ao mesmo tempo em que concentra outros elementos, como a platina, nos gases vulcânicos.

Esses gases enriquecidos em platina poderiam então alcançar a Groenlândia e se depositar sobre o manto de gelo, explicando a geoquímica atípica.

Pesquisas recentes sobre erupções históricas na Islândia reforçam esse mecanismo. A erupção do Katla, no século VIII, gerou um pico de 12 anos de metais pesados, como bismuto e tálio, em testemunhos de gelo da Groenlândia. Já a erupção do Eldgjá, no século X, produziu um pico de cádmio dentro do gelo glacial.

Embora a platina não tenha sido medida nesses estudos, esses casos mostram que vulcões islandeses frequentemente transportam metais pesados até o manto de gelo da Groenlândia.

Uma prova decisiva?

Por causa do desencontro cronológico, qualquer processo responsável pelo pico de platina não deu início ao Younger Dryas. Ainda assim, nossa pesquisa reforça resultados anteriores que identificaram um enorme pico de sulfato vulcânico em múltiplos testemunhos de gelo, coincidindo com precisão com o começo do resfriamento há 12,870 anos.

Essa erupção - seja ela do Laacher See ou de um vulcão ainda não identificado - lançou na atmosfera enxofre suficiente para rivalizar com as maiores erupções da história registrada.

Erupções vulcânicas podem provocar resfriamento ao injetar enxofre na estratosfera, refletindo parte da luz solar que chega ao planeta e possivelmente acionando uma cascata de realimentações positivas, incluindo expansão do gelo marinho, mudanças nos padrões de vento e perturbação de correntes oceânicas, embora pesquisas futuras ainda precisem examinar esse processo em mais detalhe.

O forte forçamento vulcânico na época do início do Younger Dryas - quando o clima já estava num estado intermediário entre um período glacial e um interglacial (os intervalos entre fases frias) - pode ter sido o empurrão que fez o clima da Terra voltar a um estado frio.

É importante destacar que nossa pesquisa se concentrou no pico de platina e não avaliou outras evidências, como esférulas (fragmentos esféricos de rocha derretida) e mantos negros (camadas escuras e misteriosas no solo), associadas à hipótese de impacto extraterrestre.

Ainda assim, com base na nossa análise dos novos resultados e nos dados já disponíveis, uma grande erupção vulcânica no hemisfério norte parece ser a explicação mais direta para o Evento Younger Dryas.

Compreender os gatilhos climáticos do passado é essencial para antecipar o que vem pela frente. Embora a probabilidade anual de um grande impacto de meteorito ou de uma grande erupção vulcânica seja baixa, eventos desse tipo são praticamente certos em algum momento.

Por isso, saber como o clima da Terra reagiu no passado é fundamental para nos prepararmos para as consequências do próximo grande evento.

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

Este artigo foi republicado de The Conversation sob licença Creative Commons. Leia o artigo original.