ESPAÇO GEOGRÁFICO - QUE É PALEOCLIMATOLOGIA ?

É o estudo das variações climáticas ao longo da história da Terra. Por isso, são estudados vestígios naturais que podem ajudar a determinar o clima em épocas passadas. As observações meteorológicas com a ajuda de instrumentos, tal como as conhecemos hoje em dia, datam de apenas há 100 ou 200 anos, dependendo do lugar. Porém, é um período muito curto relativamente às alterações sofridas pelo clima ao longo dos tempos, pois, trata-se de um período de milhares ou até milhões de anos.

Aplicações da Paleoclimatologia

É uma ciência fundamental para o estudo do clima presente e para a elaboração de previsões futuras já que seus estudos permitem avaliar o clima de uma forma cíclica (em alguns casos), permitindo assim verificar quais efeitos são de um período natural do clima e o que foi causado pelo homem e a entender melhor estas mudanças. Além disso, a Paleoclimatologia tem uma aplicação no ramo da Paleontologia, pois seus estudos aplicados a fósseis animais e vegetais ajudam a determinar as características destes animais (hábitos, alimentação, etc.), além do estudo de civilizações antigas.

Técnicas Utilizadas
Para se determinar o clima em eras passadas, pela não existência de observações meteorológicas que cobrissem um intervalo de tempo satisfatório, os paleoclimatólogos utilizam algumas técnicas e diversos estudos para se determinar o clima passado. As técnicas mais utilizadas são:

I- Estudo de geleiras

É uma das técnicas mais empregadas. A avaliação de geleiras é possível, pois estas vão se depositando em camadas, de acordo com a era em que foi formada (as mais recentes vão cobrindo as mais antigas). Estima-se que as calotas polares possuem mais de 100.000 camadas! Nestas camadas, estudiosos encontraram pólen, o que é útil para estimar a cobertura vegetal em determinada época. A espessura da camada pode ajudar a determinar a quantidade de chuvas que aquela região recebeu, pois quanto maior a camada, maior a quantidade de chuvas. Além disso, a relação entre diferentes isótopos de Oxigênio e Hidrogênio podem ser um indicador da temperatura média daquela região. Dependendo da camada em que forem encontrados, os cientistas podem avaliar a temperatura média daquele período. Destes estudos é que vieram as teorias sobre os ciclos sofridos pelo clima ao longo das eras.

II- Estudo de árvores petrificadas

Fósseis de árvores são úteis para a determinação da temperatura e da umidade. Através de datação radiométrica, que utiliza o tempo de vida média dos átomos que constituem o material, determina-se, embora com uma margem de erro de cerca de 200 anos, em média, o período em que esta árvore viveu. Os anéis encontrados nas árvores (ver figura) também são pistas sobre a idade e o clima em que esta árvore viveu. A largura destes anéis variam de acordo com o clima de uma forma geral, a espécie, a idade da árvore e a quantidade de água e alimento disponível naquele solo.

III- Estudo de sedimentos e rochas

A análise de sedimentos permite verificar características do solo em uma determinada Era. Esta possibilita o estudo das características da vegetação, da vida existente (ou a ausência de) e temperatura através do tipo de rocha. Existem, basicamente, 3 tipos de rochas. As Magmáticas, que são formadas pela condensação do magma, indicam a existência de vulcões na vizinhança. As Sedimentares são formadas pelo acúmulo de sedimentos e indicam uma região de falha. Indicam, também, que esta é uma região de formação antiga, que sofreu diversas alterações no clima. As Metamórficas são formadas por alterações na composição das duas anteriores devido a variações de pressão e/ou temperatura em eventos extremos, podendo indicar períodos quentes ou frios. Também são indicadoras de atividade erosiva, pois a erosão também forma rochas Metamórficas, sem necessariamente variar temperatura ou pressão local. As rochas formam camadas também, sendo que estas camadas demoram de milhares a milhões de anos para se sobreporem, formando, assim, uma fonte de dados de períodos muito distantes, já que as rochas sedimentadas se preservam ao longo do tempo.

IV- Estudo de corais
A análise de recifes de corais permite avaliar as alterações nos oceanos. De acordo com as características dos corais permite-se avaliar temperatura da água, bem como sua evolução, pois os corais têm indicadores naturais, como a perda de sua coloração natural.

V- Datação radiométrica
Os átomos, com exceção do Hidrogênio, possuem prótons e nêutrons (o Hidrogênio mais comum possui apenas um próton, e é conhecido pelo nome de prótio). Os prótons existentes no núcleo repelem-se, porém os nêutrons não permitem que os prótons se separem, exercendo uma força sobre eles. Contudo, quando o número de prótons é grande, os nêutrons não conseguem mais evitar a repulsão entre eles, tornando o átomo instável. Esta instabilidade expulsa partículas do núcleo e é chamado de decaimento. Elementos com mais de 83 prótons ou com uma quantidade elevada de nêutrons sofrem decaimento. Esta “desintegração” é constante e só cessa quando o átomo se estabiliza, o que pode demorar, desde de segundos a milhões de anos, podendo ser medidos através de aparelhos como o espectroscópio de massa e detectores de radiação. Os elementos radioativos mais usados para datação são:

Urânio-238
É usado para a datação de matérias inorgânicas. O Urânio-238 desintegra-se formando Chumbo-206. Com isto, basta medir a relação Chumbo/Urânio, sabendo que demora 4,5x109 anos para esta relação ser igual a 1, para determinar a idade do objeto em questão. Ou seja, sabendo-se que o Urânio-238 tem meia-vida (tempo médio para que metade dos átomos radioativos de Urânio sofrerem decaimento) de 4,5x109 anos.

Carbono-14
É usado para a datação de substâncias orgânicas. O Carbono-14 é formado na atmosfera devido à radiação que vem do universo e é absorvido pelas plantas na absorção de CO2. Assume-se, então, que a relação de Carbono-14 (instável) para Carbono-12 (estável) mantém-se a mesma enquanto o espécime está vivo. Após a morte do organismo, o Carbono-14 desintegra-se à Nitrogênio-14 (estável). Com isto, basta medir a relação Carbono-14/Carbono-12, sabendo-se que a meia-vida do Carbono-14 é de cerca de 5600 anos, para saber a idade do item analisado.

História da Atmosfera

Como tudo começou
O ar da Terra primitiva continha Hidrogênio, vapor d’água, Metano e Amônia, e havia grande ocorrência de tempestades com descargas elétricas, devido a erupções vulcânicas, com grande incidência de raios ultravioleta vindos do Sol. Com o surgimento de formas de vida, o ar foi se modificando. A partir do surgimento dos organismos autótrofos fotossintetizantes, esta composição atmosférica passou a contar com Oxigênio e foi decisiva para o surgimento de novas formas de vida. Mais especificamente, alguns milhões de anos após o surgimento das cianobactérias, quando já havia Oxigênio suficiente para que os recém-surgidos organismos aeróbicos se aproveitassem da energia que ele fornecia, em um processo que liberava mais do que nos processos anaeróbicos.

Clima Pré Cambriano
É um dos períodos mais remotos do nosso planeta. Existem poucas evidências desta época para um estudo aprofundado sobre o assunto. Dentre os 3 isótopos de Carbono (Carbono-12, Carbono-13 e Carbono-14) existentes, que se diferem pela variação na quantidade de nêutrons em seus núcleos, os organismos aquáticos da época (algas unicelulares fotossintetizantes e bactérias) utilizavam o Carbono-12 para o processo de fotossíntese, sendo o Carbono-13, mais pesado, mortal para esses seres vivos. Houve variações bruscas na concentração de Carbono-13, e isso causou uma mortalidade de grandes proporções nos oceanos primitivos (“Oceanos Mortos”). Com uma população decrescente de organismos fotossintetizantes para liberar gás carbônico na atmosfera, atenuou-se o efeito estufa, e, por conseguinte, a temperatura média do planeta foi caindo vertiginosamente até chegar ao que se conhece por “Planeta Bola de Neve” ou Snowball Earth.

As Eras do Gelo
As Eras do Gelo são períodos cíclicos que são caracterizados por uma queda acentuada na temperatura média do planeta. Este abaixamento da temperatura permite a expansão das geleiras até latitudes mais baixas. Tais períodos ocorrem em intervalos de aproximadamente 40 a 100 mil anos. É sabido que variações na quantidade de energia solar ocorrem ao longo do tempo causam perturbações no clima terrestre, podendo gerar uma “Era do Gelo”, ou não. Além disto, os “Ciclos de Milankovich”, a composição atmosférica daquele período, os movimentos tectônicos, que alteram a distribuição espacial dos continentes e dos oceanos, o que afeta a circulação atmosférica e a quantidade de calor absorvido pelo planeta, alterações na órbita do sistema Terra-Lua, impacto de meteoros e erupções vulcânicas são as principais causas das eras do gelo. Evidências sobre a existência de tais eras vêm em forma de rochas e os detritos (Morenas, que são sedimentos especificamente originados devido ao derretimento de geleiras) em locais que atualmente não possuem gelo. Análise de sedimentos depositados em geleiras e em oceanos também são evidências fortes.

Causas das mudanças climáticas

I - Ciclos de Milankovich
O físico e matemático sérvio Milutin Milankovich observou que o movimento de precessão, a inclinação do eixo terrestre e a excentricidade da órbita terrestre variam ciclicamente ao longo do tempo. Estas variações explicam alguns dos eventos climáticos, como foi mostrado, pois provoca uma mudança na quantidade de radiação recebida por um determinado Hemisfério no verão e no inverno.

II - Ciclos de Atividade Solar
O Sol passa por variações em sua atividade, ou seja, em suas emissões de radiação. Estes ciclos ocorrem em aproximadamente 11 anos e podem assumir valores máximos ou mínimos, causando várias alterações no clima.

III - Variações magnéticas
O paleomagnetismo é o estudo das variações do campo magnético da Terra ao longo dos anos. Os eventos de variação magnética ocorrem em ciclos não regulares, podendo sua intensidade variar desde efeitos apenas mensuráveis à inversões na orientação do campo. As inversões magnéticas ocorrem devido à “resposta” do núcleo da Terra (condutor, formado de Ferro e Níquel) ao efeito magnético das emissões solares (de alta energia). Esta “resposta” tenta reproduzir o campo gerado pela radiação solar e apresenta diversas irregularidades. Durante os eventos de inversão, podem ocorrer mudanças climáticas acentuadas devido à variação da localização dos Pólos, que é por onde grande parte das emissões solares penetram. Estas mudanças, normalmente, são devido ao aquecimento diferenciado das regiões que estão sob o efeito das emissões.

IV - Aquecimento Global
O aquecimento global é o processo em que ocorre aumento significativo na temperatura. Este aumento causa desde tempestades mais severas e freqüentes à tufões e furacões altamente destrutivos. Atualmente, tem se notado um aumento na temperatura média do planeta de cerca de 0,7°C nos últimos 140 anos. Este aquecimento é causado, principalmente pelo efeito estufa, que vem sendo, cada vez mais, causado por atividades humanas, e pelo buraco na camada de Ozônio.

V - Colisão de meteoros e Erupções Vulcânicas
Os meteoros são rochas compostas de minerais e gelo que orbitam a nossa galáxia. Estas rochas, quando atraídas pelo campo gravitacional da Terra, podem entrar na atmosfera. Uma grande parte destas pedras é destruída graças à própria atmosfera, já que o atrito com esta gera um aquecimento próximo a 5000 °C e desintegra as rochas. Porém algumas rochas maiores conseguem atingir a superfície e o impacto é tão violento que uma nuvem de metais e poeira se forma na atmosfera, impedindo a entrada de radiação solar. De forma análoga, os vulcões, que se formam nas zonas de falhas das placas tectônicas, lançam magma (metais fundidos da Astenosfera) e junto, poeira, cinzas e partículas densas de fuligem, também ocasionando o bloqueio dos raios solares ,efeito chamado de Escurecimento global.