Por muitos anos, pesquisadores souberam que pequenas partículas provenientes do espaço caem constantemente na Terra e se acumulam nos sedimentos oceânicos. Um estudo publicado em 6 de novembro na Science revela que identificar onde esse pó cósmico é encontrado e onde está ausente fornece pistas sobre como a cobertura de gelo marinho mudou ao longo de milênios.

“Se conseguirmos projetar a cronologia e os 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, e nos preparar para mudanças geopolíticas,” afirmou Frankie Pavia, professor assistente de oceanografia na UW e líder da pesquisa.

Como o Pó Cósmico Ajuda a Rastrear o Gelo Antigo

O pó cósmico se forma quando estrelas explodem ou quando cometas se desintegram, e grande parte dele transporta uma versão rara do hélio, chamada hélio-3, após passar perto do sol. Pesquisadores medem o hélio-3 para distinguir o pó cósmico de materiais originados na Terra.

“É como procurar uma agulha em um palheiro,” disse Pavia. “Temos uma quantidade pequena de pó cósmico caindo por toda parte, mas também há sedimentos da Terra se acumulando rapidamente.”

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

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

Reconstituindo 30.000 Anos de Gelo Marinho Ártico

A equipe sugeriu que o pó cósmico poderia atuar como um substituto para as medições por satélite de gelo. Quando a superfície do mar está coberta de gelo, o pó não pode se depositar no fundo do mar, mas a água aberta permite que ele alcance os sedimentos. Ao medir a quantidade de pó cósmico em núcleos de sedimento 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 Pólo Norte permanece coberto de gelo o ano todo. Um segundo está perto da borda sazonal do gelo em setembro, e o terceiro esteve constantemente coberto de gelo em 1980, mas agora passa por condições periodicamente sem gelo.

A equipe descobriu que os períodos de cobertura persistente de gelo correspondem a épocas com muito pouco pó cósmico nos sedimentos. Isso foi verdade durante a última era do gelo, há cerca de 20.000 anos. À medida que o planeta aqueceu, 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 alto quando os níveis de gelo eram baixos e diminuía à medida que a cobertura de gelo aumentava.

Os dados sobre o ciclo de nutrientes provêm de pequenas conchas outrora habitadas por foraminíferos, organismos que digerem 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 fitoplâncton no Ártico, o que terá consequências para a teia alimentar,” comentou Pavia.

O que Impulsiona as Mudanças nos Nutrientes?

Mais estudos são necessários para entender por que o uso de nutrientes muda com a diminuição do gelo. Uma possibilidade é que menos gelo leva a um aumento da fotossíntese na superfície, elevando a absorção de nutrientes. Outra teoria sugere que o derretimento do gelo dilui as concentrações de nutrientes na água.

Ambas as ideias poderiam se manifestar como maior consumo de nutrientes, mas apenas a primeira indicaria 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.

Essa pesquisa foi apoiada pela Fundação Nacional de Ciências e por uma bolsa de pós-doutorado Foster e Coco Stanback.