Pico de platina na Gronelândia pode ter origem vulcânica na Islândia

Nas profundezas do manto de gelo da Gronelândia encontra-se uma intrigante assinatura química que desencadeou um intenso debate científico.

Um aumento acentuado das concentrações de platina, identificado numa carote de gelo - um cilindro de gelo extraído por perfuração dos mantos de gelo e glaciares - e datado de há cerca de 12 800 anos, veio apoiar a hipótese de que a Terra foi atingida nessa altura por um meteorito ou cometa invulgar.

A nossa nova investigação apresenta uma explicação bem mais prosaica: esta enigmática assinatura de platina poderá ter tido origem numa erupção fissural vulcânica na Islândia, e não no espaço.

A cronologia é relevante. O pico de platina surge próximo do início do último grande período frio do planeta, o evento do Dryas Recente. Decorreu aproximadamente entre há 12 870 e 11 700 anos e fez as temperaturas cair a pique em todo o hemisfério norte.

Isto ocorreu precisamente quando o planeta estava a aquecer após a última era glaciar. Perceber o que desencadeou este arrefecimento súbito poderá ajudar-nos a compreender de que forma o clima terrestre poderá mudar no futuro.

Propomos que esta fase gelada da história climática da Terra tenha sido, na realidade, causada por uma grande erupção vulcânica na Alemanha ou pela erupção de um vulcão desconhecido.

Um mistério climático

As carotes de gelo revelam que, durante o evento do Dryas Recente, que durou um milénio, as temperaturas na Gronelândia desceram para valores mais de 15 °C abaixo dos actuais. A Europa regressou a condições próximas das glaciares, com a tundra a substituir as florestas que começavam a prosperar. As faixas de chuva das baixas latitudes deslocaram-se para sul.

A explicação tradicionalmente aceite assenta numa libertação maciça de água doce proveniente do degelo dos mantos de gelo norte-americanos. Esse enorme fluxo de água doce perturbou a circulação oceânica, alterando as temperaturas.

No entanto, outros investigadores propuseram que o evento foi desencadeado pelo impacto de um cometa ou asteróide sobre a América do Norte.

Em 2013, cientistas que analisavam carotes de gelo perfuradas no âmbito do Greenland Ice Sheet Project (GISP2) detectaram concentrações de platina muito acima dos níveis normais.

A proporção entre a platina e um elemento chamado irídio também era invulgar, pois as rochas espaciais apresentam habitualmente níveis elevados de irídio, ao contrário do observado no pico da carote de gelo. A assinatura na carote era muito distinta de tudo o que tinha sido observado em meteoritos ou rochas vulcânicas conhecidos.

Os autores do artigo sobre o impacto espacial sugeriram que a química invulgar do gelo poderia talvez reflectir o impacto de um asteróide atípico, composto por ferro.

Um artigo posterior propôs que a química do gelo poderia estar relacionada com a erupção vulcânica alemã de Laacher See, cuja geoquímica era invulgar e que ocorreu por essa altura.

Para testar essa hipótese, recolhemos e analisámos 17 amostras de pedra-pomes vulcânica dos depósitos deixados pela erupção de Laacher See. Medimos platina, irídio e outros elementos vestigiais para obter uma impressão digital química da erupção.

Os nossos resultados foram inequívocos: as pedras-pomes de Laacher See praticamente não contêm platina, apresentando concentrações abaixo ou apenas no limite de detecção. Embora alguma platina possa ter escapado para a atmosfera antes de ficar retida na rocha, é evidente que a erupção não foi a origem do pico de platina da Gronelândia.

Além disso, ao analisarmos cuidadosamente a cronologia com recurso a cronologias actualizadas das carotes de gelo, verificámos que o pico de platina ocorreu, na verdade, cerca de 45 anos após o início do Dryas Recente - demasiado tarde para ter causado o arrefecimento.

Esta conclusão foi alcançada de forma independente, mas coincidiu com investigações anteriores que obtiveram o mesmo resultado. É importante salientar que as concentrações elevadas de platina persistiram durante 14 anos, o que aponta para um evento prolongado, e não para o impacto instantâneo de um asteróide ou cometa.

Comparamos a assinatura química da carote de gelo com várias outras amostras geológicas e concluímos que a correspondência mais próxima era com condensados de gases vulcânicos - produtos formados quando os gases libertados por um vulcão arrefecem e passam do estado gasoso para o líquido ou sólido -, sobretudo os de vulcões submarinos.

Os vulcões islandeses podem gerar erupções fissurais que duram anos ou mesmo décadas, o que é compatível com os 14 anos de duração do pico de platina. Durante a fase de degelo que antecedeu o Dryas Recente, a actividade vulcânica da Islândia aumentou drasticamente, à medida que o recuo dos mantos de gelo reduzia a pressão sobre a crosta terrestre.

De forma decisiva, as erupções submarinas ou subglaciares interagem com a água de modos que podem explicar esta química invulgar. A água do mar consegue remover compostos de enxofre, ao mesmo tempo que concentra outros elementos, como a platina, nos gases vulcânicos.

Estes gases ricos em platina poderiam depois viajar até à Gronelândia e depositar-se no manto de gelo, explicando a geoquímica invulgar.

Investigações recentes sobre erupções históricas na Islândia apoiam este mecanismo. A erupção de Katla, no século VIII, originou um pico de 12 anos de metais pesados, como bismuto e tálio, nas carotes de gelo da Gronelândia. A erupção de Eldgjá, no século X, resultou num pico de cádmio no gelo glaciar.

Apesar de a platina não ter sido medida nesses estudos, estes exemplos mostram que os vulcões islandeses transportam regularmente metais pesados para o manto de gelo da Gronelândia.

Uma prova decisiva?

Devido à discrepância cronológica, qualquer que tenha sido o mecanismo responsável pelo pico de platina não desencadeou o Dryas Recente. Ainda assim, a nossa investigação destaca resultados anteriores que revelam um enorme pico de sulfato vulcânico em várias carotes de gelo, coincidindo exactamente com o início do arrefecimento há 12 870 anos.

Essa erupção, proveniente quer de Laacher See quer de um vulcão desconhecido, injectou na atmosfera enxofre suficiente para rivalizar com as maiores erupções registadas na história.

As erupções vulcânicas podem provocar arrefecimento ao libertarem enxofre na estratosfera, reflectindo a luz solar incidente e podendo desencadear uma cascata de retroacções positivas, incluindo a expansão do gelo marinho, alterações dos padrões de vento e perturbações das correntes oceânicas, embora seja necessário que investigações futuras explorem melhor esta possibilidade.

A considerável forçagem vulcânica em torno do início do Dryas Recente - um período em que o clima já se encontrava entre um estado glaciar e um interglaciar, ou seja, os períodos entre vagas de frio - poderá ter dado o impulso que fez o clima da Terra regressar a um estado frio.

É importante referir que a nossa investigação se centrou no pico de platina e não avaliou outras evidências de um impacto extraterrestre, como esférulas - fragmentos esféricos de rocha derretida - e camadas negras - misteriosas camadas escuras no solo.

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 os factores que desencadearam alterações climáticas no passado é essencial para antecipar o futuro. Embora a probabilidade de ocorrer, num dado ano, o impacto de um grande meteorito ou uma grande erupção vulcânica seja reduzida, é praticamente certo que tais acontecimentos acabarão por ocorrer.

Por isso, saber como o clima da Terra respondeu 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 de The Conversation ao abrigo de uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.