A alteração das rochas constitui um dos principais reguladores naturais do clima. Quando a chuva cai sobre rochas silicatadas como o granito, ela dissolve gradualmente sua superfície e captura dióxido de carbono presente na atmosfera. Esta água carregada de CO₂ e minerais escorre depois para os oceanos, onde o carbono participa na formação das conchas e dos recifes de coral. Estas estruturas aprisionam o carbono no fundo dos mares durante milhões de anos, contribuindo assim para arrefecer o planeta.
Os cientistas da UC Riverside identificaram um elemento crucial em falta nesta visão tradicional. Os seus trabalhos mostram que um aquecimento importante modifica o comportamento dos oceanos: o aumento das precipitações traz mais nutrientes como o fósforo, que estimulam o crescimento do plâncton. Estes micro-organismos absorvem então massivamente o CO₂ por fotossíntese, e após a sua morte, os seus restos sedimentam no fundo dos oceanos levando o carbono consigo.
Este processo desencadeia uma retroação auto-amplificadora. Esta proliferação acelera a desoxigenação e o enterramento do carbono, criando um efeito cumulativo que pode fazer o clima inclinar-se para um resfriamento extremo.
Os modelos informáticos revelam que este sistema não se contenta em estabilizar suavemente as temperaturas, mas tende a amplificar o fenômeno no sentido oposto. Andy Ridgwell, geólogo coautor do estudo publicado na Science, compara este fenômeno a um termostato que funcionaria com demasiada eficácia, arrefecendo a casa bem abaixo da temperatura desejada. Esta superatividade explicaria as glaciações extremas do passado geológico, onde o planeta se cobriu quase inteiramente de gelo.
A situação atual difere contudo das condições antigas. A concentração mais elevada de oxigênio na atmosfera atenua parcialmente esta retroação, como se o termostato estivesse melhor posicionado em relação ao sistema de climatização. Embora o resfriamento futuro seja esperado, será provavelmente menos brutal do que durante as eras glaciares passadas. Os pesquisadores sublinham que este mecanismo natural não nos protegerá das consequências imediatas do atual aquecimento global.
Simulação informática mostrando a evolução do clima terrestre ao longo de um milhão de anos após uma libertação súbita de dióxido de carbono na atmosfera.
Crédito: Andy Ridgwell/UCR
A alteração das rochas silicatadas
Este processo geológico lento mas constante desempenha um papel fundamental na regulação do clima terrestre em escalas de tempo milenares. As rochas silicatadas como o granito ou o basalto reagem quimicamente com a água da chuva ligeiramente ácida, que previamente absorveu dióxido de carbono atmosférico.
Esta reação produz iões bicarbonato e silicato que são transportados pelos rios até aos oceanos. Uma vez no meio marinho, estes compostos participam na formação dos carbonatos de cálcio que constituem os esqueletos dos organismos marinhos como os corais, os moluscos e o plâncton calcificante.
A eficácia deste processo depende de vários fatores ambientais. A temperatura influencia diretamente a velocidade das reações químicas: um clima mais quente acelera a alteração, enquanto a cobertura vegetal e a atividade biológica do solo podem proteger as rochas ou, pelo contrário, favorecer a sua degradação pela produção de ácidos orgânicos.
Este mecanismo natural permitiu manter condições climáticas relativamente estáveis durante milhões de anos, contrabalanciando parcialmente o aumento do efeito estufa devido à atividade vulcânica e outras fontes naturais de CO₂.
A bomba biológica oceânica
Os oceanos constituem o mais importante reservatório de carbono ativo do nosso planeta, graças à ação combinada do plâncton vegetal e das correntes marítimas. O fitoplâncton, composto por algas microscópicas, absorve o dióxido de carbono dissolvido na água da superfície pelo processo de fotossíntese, semelhante ao das plantas terrestres.
Quando estes organismos morrem ou são consumidos pelo zooplâncton, uma parte da matéria orgânica produzida sedimenta para as profundezas oceânicas. Esta 'neve marinha' transporta o carbono para as camadas profundas onde pode permanecer isolado da atmosfera durante séculos, ou mesmo milénios.
A eficácia desta bomba biológica depende estreitamente da disponibilidade de nutrientes como o azoto, o fósforo e o ferro. Estes elementos essenciais, trazidos pelos rios ou pelas ascensões de água profunda, limitam frequentemente o crescimento do fitoplâncton em vastas regiões oceânicas.
As mudanças climáticas atuais perturbam este sistema delicado. O aquecimento das águas de superfície reduz a sua mistura com as águas profundas ricas em nutrientes, enquanto a acidificação dos oceanos afeta a capacidade de certos organismos construírem as suas conchas calcárias.