O gelo do mar Ártico diminuiu mais de 42% desde 1979, quando os satélites começaram a fornecer medições consistentes. Com o gelo restante afinando e recuando, mais oceano aberto fica exposto à luz solar. O gelo ajuda a resfriar o planeta, refletindo a luz solar, mas a água do mar mais escura absorve calor, acelerando o aquecimento e contribuindo para ainda mais perda de gelo. Projeções climáticas sugerem que o Ártico pode ter verões sem gelo dentro das próximas décadas, e os cientistas ainda estão trabalhando para entender como essa mudança pode afetar os ecossistemas e as sociedades humanas.
Há muitos anos, os cientistas sabem que partículas finas do espaço caem continuamente na Terra e se acumulam nos sedimentos oceânicos. Um estudo publicado em 6 de novembro na Science mostra que identificar onde essa poeira cósmica aparece e onde está ausente oferece pistas sobre como a cobertura de gelo do mar mudou ao longo de milhares de anos.
“Se conseguirmos projetar o tempo e os padrões espaciais do declínio 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,” disse Frankie Pavia, professor assistente de oceanografia da UW que liderou a pesquisa.
Como a Poeira Cósmica Ajuda a Rastrear o Gelo Antigo
A poeira cósmica se forma quando estrelas explodem ou quando cometas se desintegram, e muito dela carrega uma versão rara do hélio chamada hélio-3 após passar perto do sol. Os pesquisadores medem o hélio-3 para separar a poeira cósmica do material originário da Terra.
“É como procurar uma agulha em um palheiro,” disse Pavia. “Você tem uma pequena quantidade de poeira cósmica caindo por toda parte, mas também tem sedimentos da Terra se acumulando bem rápido.”
No entanto, neste projeto, Pavia se concentrou mais nos locais onde a poeira não apareceu.
“Durante a última era do gelo, quase não havia poeira cósmica nos sedimentos árticos,” disse ele.
Reconstruindo 30.000 Anos de Gelo do Mar Ártico
A equipe propôs que a poeira cósmica poderia servir como um substituto para as medições de gelo por satélite. Quando a superfície do mar está coberta de gelo, a poeira não pode se depositar no fundo do mar, mas a água aberta permite que ela chegue ao sedimento. Ao medir a quantidade de poeira cósmica em núcleos de sedimentos coletados de três locais árticos, os pesquisadores recriaram a história do gelo do mar nos últimos 30.000 anos.
Os três locais do estudo “abrangem um gradiente de cobertura de gelo moderna,” disse Pavia. Um local perto do Polo Norte permanece coberto de gelo durante todo o ano. Um segundo local está perto da borda sazonal do gelo em setembro, e o terceiro era consistentemente coberto de gelo em 1980, mas agora experimenta períodos sem gelo.
A equipe descobriu que períodos de cobertura de gelo persistente correspondiam a épocas com muito pouca poeira cósmica nos sedimentos. Isso foi verdade durante a última era do gelo, há cerca de 20.000 anos. À medida que o planeta se aqueceu depois, a poeira cósmica começou a aparecer novamente 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. Eles descobriram que o consumo de nutrientes foi mais alto quando os níveis de gelo do mar eram baixos e diminuiu à medida que a cobertura de gelo aumentava.
Os dados do ciclo de nutrientes vêm de pequenas conchas que antes foram habitadas por foraminíferos, organismos que digerem nitrogênio. Assinaturas químicas preservadas em suas conchas revelam quanto dos nutrientes disponíveis esses organismos usaram 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 tem consequências para a rede alimentar,” disse Pavia.
O Que Impulsiona Mudanças nos Nutrientes?
Mais trabalho é necessário para entender por que o uso de nutrientes muda à medida que o gelo diminui. Uma possibilidade é que menos gelo leva a mais 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 aparecer como maior consumo de nutrientes, mas apenas 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 uma Bolsa Pós-Doutoral Foster e Coco Stanback.
