Uma equipe internacional de pesquisadores perfurou e recuperou com sucesso um núcleo de gelo de 2.800 metros de comprimento da Antártida, que data de 1,2 milhão de anos atrás. A amostra se estendeu tão profundamente que atingiu a matriz rochosa sob a camada de gelo antártica.
O núcleo, quase tão longo quanto 25 campos de futebol colocados de ponta a ponta ou seis vezes e meio mais alto que o Empire State Building até a ponta de sua antena, é uma “máquina do tempo” que captura “um arquivo extraordinário do Clima da Terra“, disse Carlo Barbante, coordenador do Beyond EPICA, ou Projeto Europeu de Perfuração de Gelo na Antártida, equipe que coletou o núcleo.
A equipe cortou o núcleo em pedaços de 1 metro armazenados em caixas isoladas para que possam ser treinados, disse Barbante, professor da Universidade Ca” Foscari de Veneza e membro sênior associado do Instituto de Ciências Polares do Conselho Nacional de Pesquisa da Itália.
O núcleo foi coletado em Little Dome C, um dos locais mais hostis e extremos do planeta. O local fica a 34 quilômetros da estação de pesquisa ítalo-francesa Concordia e é constantemente atingido por fortes rajadas de vento e temperaturas quase constantes abaixo de -40 graus Celsius.
O gelo, um dos mais antigos já perfurados na Terra, pode fornecer respostas às maiores questões remanescentes sobre como o clima do planeta mudou ao longo do tempo.
“As bolhas de ar presas dentro do núcleo de gelo forneça um instantâneo direto da composição atmosférica passada, incluindo concentrações de gases de efeito estufa como dióxido de carbono e metano”, disse Barbante por e-mail. “Ao analisar isso, podemos reconstruir como o clima da Terra respondeu às mudanças nos fatores climáticos, como radiação solar, atividade vulcânica e variações orbitais. Esses dados nos ajudam a entender a intrincada relação entre gases de efeito estufa e temperatura global ao longo de centenas de milhares de anos e agora até 1,2 milhão de anos e, esperamos, além.”
Os cientistas também esperam que o gelo lance luz sobre o que causou uma mudança repentina no tempo das eras glaciais da Terra há cerca de 1 milhão de anos, um evento que quase causou a extinção dos ancestrais humanos antigos, pesquisas recentes.
Um marco gelado
Os pesquisadores coletaram o núcleo durante a quarta campanha do projeto Beyond EPICA — Oldest Ice, financiado pela Comissão Europeia. A campanha ocorreu durante o verão antártico mais recente, entre meados de novembro e meados de janeiro. No total, especialistas de 12 instituições científicas europeias passaram mais de 200 dias perfurando e processando o gelo durante as últimas quatro versões.
O programa baseia-se nos objetivos do projeto EPICA inicial, que ocorreu de 1996 a 2008. Durante esse período, os pesquisadores perfuraram um núcleo de gelo profundo que revelou ligações entre o clima e os gases de efeito estufa atmosféricos nos últimos 800.000 anos. O núcleo coletado durante a última campanha marca um novo marco, criando um registro contínuo do clima da Terra que remonta ainda mais longe.
Estudos do núcleo EPICA original demonstraram que o clima da Terra experimentou um ciclo de 100.000 anos de períodos glaciais frios, ou eras do gelo, intercalados com períodos mais quentes. Mas essa descoberta não correspondeu aos sedimentos marinhos que revelaram que a Terra já experimentou períodos glaciais de 41.000 anos antes de 1 milhão de anos atrás.
O projeto Beyond EPICA começou em 2016 com o objetivo de encontrar gelo mais antigo que pudesse indicar por que essa mudança ocorreu, e a busca pelo local certo começou com o uso de levantamentos de radar.
As tecnologias de sondagem por eco de rádio ajudaram os membros da equipe a localizar o gelo que poderiam conter a cápsula do tempo que procuravam, disse Frank Wilhelms, investigador principal em campo e conjunto de professores da Universidade de Göttingen e do Instituto Alfred Wegener na Alemanha.
“Precisávamos de um local Cachinhos Dourados — gelo espesso o suficiente para um registro climático bem resolvido na maior profundidade, mas não muito espesso a ponto do gelo mais antigo já ter derretido”, disse o Dr. Robert Mulvaney, glaciologista e paleoclimatologista da Antártida Britânica Enquete.
“Isso pode acontecer quando o calor que escapa do manto da Terra fica preso por uma camada de isolamento de gelo” “Se o gelo for muito espesso, podemos perder as camadas mais baixas e antigas para o derretimento”, disse Mulvaney. “Por isso, dedicamos muito esforço em pesquisar as áreas candidatas para encontrar o local certo antes de começar a perfuração.”
Little Dome C está localizado no alto do planalto central da Antártida, atingindo uma altitude de 3.200 metros acima do nível do mar, apresentando inúmeros desafios. A equipe teve que trabalhar para evitar falhas nas detalhamentos e garantir que a broca eletromecânica do núcleo progredisse através das camadas de gelo. Cada metro de gelo pode conter até 13.000 anos de dados climáticos, disse Julien Westhoff, cientista-chefe em campo e pesquisador de pós-doutorado na Universidade de Copenhague, na Dinamarca.
Insights do gelo antigo
Quando os membros da equipe recuperaram o núcleo, retornaram o que procuraram. Os 210 metros mais baixos do núcleo acima do leito rochoso consistem em gelo antigo que foi fortemente deformado, provavelmente misturado, recongelado e de origem desconhecida, disse a equipe.
Uma análise do gelo pode testar teorias sobre como ele recongelou sob a camada de gelo. Os pesquisadores também determinarão se o gelo ainda mais antigo, como o do período pré-Quaternário de 2,58 milhões de anos atrás, está presente e fornecendo dados das rochas sob o gelo para determinar quando esta região da Antártida estava livre de gelo pela última vez .
“Foi emocionante ver a idade do gelo conforme perfurávamos mais fundo, e especialmente quando descobrimos que estávamos perfurando gelo mais antigo que o registro EPICA, que terminou há 800.000 anos”, disse Mulvaney, do British Antarctic Survey, em um comunicado. “Este registro de 1,2 milhão de anos nos dará vários ciclos glaciais de 41.000 anos para comparar com os dados mais recentes do núcleo EPICA original.”
A Transição do Pleistoceno Médio, que ocorreu entre 1,2 milhão e 900.000 anos atrás, marca a mudança fundamental nos ciclos glaciais da Terra, disse Barbante.
“Esta transição permanece um mistério científico, particularmente em relação ao papel dos gases de efeito estufa e da dinâmica das camadas de gelo”, disse ele. “O núcleo de gelo Beyond EPICA oferece uma oportunidade sem precedentes de medir diretamente as condições atmosféricas durante este período crucial, revelando tecnicamente respostas sobre por que esta transição ocorreu e como ela moldou o sistema climático do nosso planeta.”
Durante a Transição do Pleistoceno Médio, as eras do gelo foram mais longas e intensas, levando a uma queda na temperatura e nas condições climáticas secas. A população global também caiu para cerca de 1.280 indivíduos reprodutores entre 930.000 e 813.000 anos atrás e assim por cerca de 117.000 anos, segundo um estudo de 2023 publicado na revista Science. Os autores do estudo argumentam que este evento “trouxe os ancestrais humanos próximos à extinção”, mas outros são mais céticos.
Independentemente disso, o núcleo de gelo pode conter evidências sobre por que ocorreu a mudança na duração dos períodos das eras do gelo.
Há algo no ar (bolhas)
Os núcleos de gelo contêm camadas de neve que foram comprimidas ao longo do tempo, aprisionando bolhas de ar e partículas que podem ser comprovadas para revelar como a temperatura e a atmosfera da Terra mudaram.
Eles podem ajudar os cientistas a entender como o clima da Terra se comportou no passado para melhor prever como as coisas podem mudar no futuro — e fornecer o contexto sobre como nosso planeta responde a diferentes concentrações de gases de efeito estufa.
“Os núcleos de gelo antárticos são como Pedras de Rosetta”, disse Jim White, Reitor da Família Craver da Faculdade de Artes e Ciências da Universidade da Carolina do Norte em Chapel Hill, em um e-mail. “Eles são únicos no sentido de que falam a linguagem da temperatura, bem como a linguagem dos níveis de CO2, permitindo-nos ver como essas duas variações climáticas-chave interagem.”
White não esteve envolvido na recuperação do núcleo de gelo. Mas ele disse que o gelo tem o potencial de fornecer uma grande quantidade de informações “sobre a dinâmica fundamental da mudança climática em nosso planeta, e a importância disso não pode ser subestimada.”
Enquanto a análise preliminar ocorreu no local, as fatias do núcleo de gelo serão transportadas de volta à Europa a bordo do navio quebra-gelo Laura Bassi em contêineres refrigerados especializados para manter a temperatura perfeita. Barbante prevê que a pesquisa será um esforço de vários anos enquanto os cientistas se aprofundam na medição das concentrações de gás e partículas de poeira dentro do gelo.
Enquanto isso, o projeto Beyond EPICA, assim como outras associações internacionais, procurará gelo mais antigo que possa revelar registros climáticos mais longos. Mas esses esforços exigiram tecnologia e planejamento mais avançados, disse Barbante.
“Precisamos encontrar outros lugares na Antártida onde podemos recuperar registros climáticos contínuos semelhantes ao que estamos estudando”, afirmou.