Há muitos anos, os cientistas já sabiam que minúsculas partículas do espaço caem continuamente na Terra e se acumulam nos sedimentos oceânicos. Um estudo publicado em 6 de novembro na Science demonstra que identificar onde esse pó cósmico aparece e onde está ausente oferece pistas sobre como a cobertura de gelo marinho mudou ao longo de milhares de anos.

“Se conseguirmos projetar os momentos e padrões espaciais da diminuição da cobertura de gelo no futuro, isso nos ajudará a entender o aquecimento, prever mudanças nas teias alimentares e na pesca, além de nos preparar para mudanças geopolíticas”, afirmou Frankie Pavia, professor assistente de oceanografia da UW que liderou a pesquisa.

Como o Pó Cósmico Ajuda a Rastrear o Gelo Antigo

O pó cósmico se forma quando estrelas explodem ou cometas se desintegram, e a maior parte carrega uma variante rara do hélio chamada hélio-3 após passar próximo ao sol. Os pesquisadores medem o hélio-3 para separar o pó cósmico do material que origina na Terra.

“É como procurar uma agulha em um palheiro”, disse Pavia. “Você tem essa pequena quantidade de pó cósmico caindo em toda parte, mas também tem sedimentos terrestres acumulando rapidamente.”

No entanto, neste projeto, Pavia concentrou-se mais em lugares onde o pó não aparecia.

“Durante a última era do gelo, quase não havia pó cósmico nos sedimentos árticos,” afirmou.

Reconstituindo 30.000 Anos de Gelo Marinho no Ártico

A equipe propôs que o pó cósmico poderia servir como um substituto para medições por satélite de gelo. Quando a superfície do mar está coberta de gelo, o pó não pode se depositar no fundo marinho, mas a água aberta permite que ele alcance o sedimento. Ao medir a quantidade de pó cósmico em núcleos de sedimentos coletados de três locais árticos, os pesquisadores recriaram a história do gelo marinho nos últimos 30.000 anos.

Os três locais de estudo “abrangem um gradiente de cobertura de gelo moderna”, disse Pavia. Um local próximo ao Polo Norte permanece coberto de gelo durante todo o ano. Um segundo está próximo da borda sazonal do gelo em setembro, e o terceiro estava consistentemente coberto de gelo em 1980, mas agora apresenta condições periodicamente livres de gelo.

A equipe descobriu que períodos de cobertura de gelo persistente coincidiam com momentos em que havia muito pouco pó cósmico nos sedimentos. Isso foi verdade durante a última era do gelo, há aproximadamente 20.000 anos. À medida que o planeta se aqueceu posteriormente, o pó cósmico começou a reaparecer nas amostras de sedimento.

Ligando Mudanças no Gelo ao Uso de Nutrientes

Os pesquisadores também compararam seu registro de gelo reconstruído com dados sobre a disponibilidade de nutrientes. Descobriram que o consumo de nutrientes era mais elevado quando os níveis de gelo marinho estavam baixos e diminuía à medida que a cobertura de gelo aumentava.

Os dados sobre o ciclo de nutrientes vêm de minúsculas conchas que foram habitadas por foraminíferos, organismos que metabolizam nitrogênio. Assinaturas químicas preservadas em suas conchas revelam quanto dos nutrientes disponíveis esses organismos utilizaram enquanto estavam vivos.

“À medida que o gelo diminui no futuro, esperamos ver um aumento no consumo de nutrientes por fitoplânctons no Ártico, o que terá consequências para a rede alimentar”, disse Pavia.

O Que Impulsiona Mudanças nos Nutrientes?

Mais investigações são necessárias para entender por que o uso de nutrientes muda à medida que o gelo diminui. Uma possibilidade é que menos gelo leva a uma maior fotossíntese na superfície, aumentando a absorção de nutrientes. Outra ideia sugere que o derretimento do gelo dilui as concentrações de nutrientes na água.

Ambas as ideias poderiam resultar em um maior consumo de nutrientes, mas somente a primeira sinalizaria um aumento na produtividade marinha.

Os co-autores adicionais incluem Jesse R. Farmer da Universidade de Massachusetts Boston; Laura Gemery e Thomas M. Cronin do Serviço Geológico dos Estados Unidos; e Jonathan Treffkorn e Kenneth A. Farley do Caltech.

Esta pesquisa foi apoiada pela Fundação Nacional de Ciências e por uma Bolsa Pós-Doutoral Foster e Coco Stanback.