Uma nova simulação climática da NASA sugere que erupções vulcânicas extremamente grandes chamadas “erupções de basalto de inundação” podem aquecer significativamente o clima da Terra e devastar a camada de ozônio que protege a vida da radiação ultravioleta do Sol.
As descobertas contradizem pesquisas anteriores que descobriram que esses vulcões esfriam o clima. A simulação também sugere que, embora extensas erupções de basalto em Marte e Vênus possam ter ajudado a aquecer seus climas, elas também podem ter condenado a habitabilidade a longo prazo desses mundos, contribuindo para a perda de água.
Ao contrário de erupções vulcânicas breves e explosivas, como Pinatubo ou Hunga Tonga-Hunga Ha’apai de janeiro, que ocorrem ao longo de horas ou dias, os basaltos de inundação são regiões com uma série de episódios eruptivos que duram talvez séculos cada, e ocorrem ao longo de períodos de centenas de milhares de anos. , às vezes até mais. Alguns aconteceram mais ou menos na mesma época dos eventos de extinção em massa, e muitos estão associados a períodos extremamente quentes na história da Terra. Eles também parecem ter sido comuns em outros mundos terrestres em nosso sistema solar, como Marte e Vênus.
“Esperávamos um resfriamento intenso em nossas simulações”, disse Scott Guzewich, do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. “No entanto, descobrimos que um breve período de resfriamento foi superado por um efeito de aquecimento”. Guzewich é o principal autor de um artigo sobre essa pesquisa que foi publicado em 1º de fevereiro de 2022, na revista Geophysical Research Letters.
Embora a perda de ozônio não tenha sido uma surpresa, as simulações indicaram a magnitude potencial da destruição, “cerca de dois terços de redução em relação aos valores médios globais, aproximadamente equivalente a todo o planeta ter um afinamento de ozônio comparável a um grave buraco de ozônio na Antártida”, disse Guzewich.
Os pesquisadores usaram o Goddard Earth Observing System Chemistry-Climate Model para simular uma fase de quatro anos da erupção do Columbia River Basalt (CRB) que ocorreu entre 15 milhões e 17 milhões de anos atrás no noroeste do Pacífico dos Estados Unidos. O modelo calculou os efeitos da erupção na troposfera, a camada turbulenta mais baixa da atmosfera com a maior parte do vapor de água e do clima, e na estratosfera, a próxima camada da atmosfera que é principalmente seca e calma. As erupções do CRB foram provavelmente uma mistura de eventos explosivos que enviaram material para a alta troposfera e a estratosfera inferior (cerca de 8 a 10,5 milhas ou 13 a 17 quilômetros de altitude) e erupções efusivas que não se estenderam acima de 1,9 milhas (cerca de 3 quilômetros) de altitude. A simulação assumiu que eventos explosivos aconteciam quatro vezes por ano e liberavam cerca de 80% do gás dióxido de enxofre da erupção. Eles descobriram que, globalmente, houve um resfriamento líquido por cerca de dois anos antes que o aquecimento superasse o efeito de resfriamento. “O aquecimento persiste por cerca de 15 anos (os últimos dois anos da erupção e depois outros 13 anos ou mais)”, disse Guzewich.
“Esperávamos um resfriamento intenso em nossas simulações. No entanto, descobrimos que um breve período de resfriamento foi superado por um efeito de aquecimento.” – Scott Guzewich
A nova simulação é a mais abrangente já feita para erupções de basalto de inundação e integra os efeitos da química atmosférica e da dinâmica climática entre si, revelando um importante mecanismo de feedback que as simulações anteriores perderam.
“Erupções como a que simulamos emitiriam grandes quantidades de dióxido de enxofre”, disse Guzewich. “A química na atmosfera converte rapidamente essas moléculas de gás em aerossóis de sulfato sólido. Esses aerossóis refletem a luz solar visível, que causa o efeito inicial de resfriamento, mas também absorvem a radiação infravermelha, que aquece a atmosfera na troposfera superior e na estratosfera inferior. O aquecimento desta região da atmosfera permite que o vapor de água (que normalmente está confinado perto da superfície) se misture na estratosfera (que normalmente é muito seca). Vemos um aumento de 10.000% no vapor de água estratosférico. O vapor de água é um gás de efeito estufa muito eficaz e emite radiação infravermelha que aquece a superfície do planeta.”
O aumento previsto de vapor de água na estratosfera também ajuda a explicar a gravidade da destruição da camada de ozônio. “O esgotamento da camada de ozônio acontece de duas maneiras diferentes”, disse Guzewich. “Após a erupção, a circulação da estratosfera muda de forma a desencorajar a formação de ozônio. Em segundo lugar, toda essa água na estratosfera também ajuda a destruir o ozônio com o radical hidroxila (OH).”
Os basaltos de inundação também liberam dióxido de carbono, um gás de efeito estufa, mas não parecem emitir o suficiente para causar o aquecimento extremo associado a algumas erupções. O excesso de aquecimento do vapor de água estratosférico poderia fornecer uma explicação.
Embora Marte e Vênus possam ter tido oceanos de água no passado distante, ambos estão atualmente muito secos. Os cientistas estão investigando como esses mundos perderam a maior parte de sua água para se tornarem inóspitos para a vida. Se a onda de vapor de água na atmosfera superior prevista pela simulação for realista, o extenso vulcanismo de inundação pode ter contribuído para seus destinos áridos. Quando o vapor de água é elevado na atmosfera, torna-se suscetível a ser quebrado pela luz solar, e os átomos leves de hidrogênio das moléculas de água podem escapar para o espaço (água são dois átomos de hidrogênio ligados a um átomo de oxigênio). Se sustentado por longos períodos, isso pode esgotar os oceanos.
Publicado em 08/05/2022 07h33
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