Sementes de papoula antigas e madeira de salgueiro oferecem pistas sobre o último derretimento do manto de gelo da Groenlândia e um vislumbre de um futuro mais quente

https://theconversation.com/ancient-poppy-seeds-and-willow-wood-offer-clues-to-the-greenland-ice-sheets-last-meltdown-and-a-glimpse-into-a-warmer-future-233183

Ao focarmos nosso microscópio na amostra de solo pela primeira vez, pedaços de material orgânico apareceram:uma minúscula semente de papoula, o olho composto de um inseto, galhos quebrados de salgueiro e esporos de musgo.Esferas de cor escura produzidas por fungos do solo dominaram a nossa visão.

Estes foram inequivocamente os restos de um ecossistema de tundra ártica – e a prova de que todo o manto de gelo da Gronelândia desapareceu mais recentemente do que as pessoas imaginam.

Esses pequenos indícios de vidas passadas vieram de um lugar muito improvável – um punhado de solo que havia sido enterrado sob 3 quilômetros de gelo abaixo do cume do manto de gelo da Groenlândia.As projeções do derretimento futuro da camada de gelo são inequívocas:Quando o gelo desaparecer no cume, pelo menos 90% do gelo da Gronelândia terá derretido.

Four maps of Greenland show ice loss at various stages, calculated by model — Os resultados de um modelo de manto de gelo mostram quanto do manto de gelo da Groenlândia sobrevive quando o gelo desaparece dos locais de perfuração de gelo Camp Century (ponto branco), GISP2 (ponto vermelho) e DYE-3 (ponto preto). Modificado de Schaefer et al., 2016, Nature

Em 1993, os perfuradores no cume concluíram o núcleo de gelo do Projeto 2 do Manto de Gelo da Groenlândia, ou GISP2, apelidado de máquina do tempo de três quilômetros.As sementes, galhos e esporos que encontramos vieram de alguns centímetros de solo na parte inferior daquele núcleo – solo que foi guardado seco e intocado por três décadas em um ambiente sem janelas. Instalação de armazenamento do Colorado.

A nossa nova análise baseia-se no trabalho de outros que, ao longo da última década, destruiu a crença que a camada de gelo da Gronelândia esteve presente continuamente desde pelo menos 2,6 milhões de anos atrás, quando as eras glaciais do Pleistoceno começaram.Em 2016, cientistas que mediram isótopos raros em rochas acima e abaixo da amostra de solo GISP2 usaram modelos para sugerir que o gelo tinha desaparecido pelo menos uma vez. nos últimos 1,1 milhão de anos.

Agora, ao encontrar restos de tundra bem preservados, confirmámos que a camada de gelo da Gronelândia já tinha derretido antes e exposto a terra abaixo do cume durante tempo suficiente. para o solo se formar e para que a tundra cresça lá.Isso nos diz que a camada de gelo é frágil e pode derreter novamente.

Drill dome on Greenland ice sheet — O campo de perfuração de gelo GISP2 no cume do manto de gelo da Groenlândia tem hoje uma temperatura média de 7 graus Fahrenheit negativos (22 Celsius negativos). Cristina Massey, CC POR

A rocky landscape with ice nearby. — Os restos vegetais congelados sugerem que o centro da Groenlândia provavelmente já se pareceu com esta tundra rochosa seca, fotografada no noroeste da Groenlândia. Paul Bierman/Universidade de Vermont, CC POR-ND

Uma paisagem com papoulas árticas e musgos

A olho nu, os pequenos pedaços de vidas passadas não são dignos de nota – manchas escuras flutuando entre grãos brilhantes de lodo e areia.Mas, sob o microscópio, a história que contam é surpreendente.Juntos, as sementes, os megásporos e as partes dos insetos pintam a imagem de um ambiente frio, seco e rochoso que existiu em algum momento dos últimos milhões de anos.

Acima do solo, as papoulas do Ártico cresciam entre as rochas.No topo de cada caule desta pequena mas tenaz erva, uma única flor em forma de concha acompanhava o Sol através do céu para aproveitar ao máximo a luz de cada dia.

A photo of a yellow poppy next to a photo of a seed — A semente que encontramos no solo congelado recuperado sob 3 quilômetros de gelo, à direita, é de uma papoula ártica, à esquerda. Arterra/Universal Images Group via Getty Images (esquerda), Halley Mastro/Universidade de Vermont (direita)

Minúsculos insetos zumbiam sobre tapetes de diminutos musgos rochosos, rastejando pela superfície de cascalho e produzindo esporos no verão.

A photo of spike moss and a photo shot under a microscope showing spheres that are spores. — Espiga-musgo rochoso moderno (esquerda) e megásporos de espiga-musgo rochoso (esferas castanhas, direita) da amostra de solo GISP2. JFClovis/Cortesia do Smithsonian Institution (esquerda), Halley Mastro/Universidade de Vermont (direita)

No solo rochoso havia esferas escuras chamadas esclerócios, produzidas por fungos que se unem às raízes das plantas no solo para ajudar ambas a obter os nutrientes de que necessitam.Perto dali, arbustos de salgueiro adaptados à vida na dura tundra com seu tamanho pequeno e pêlos felpudos cobrindo seus caules.

A photo of Arctic willow shrubs, which look nothing like willow trees, and a photo of a tiny wood piece under a microscope. — Três fragmentos de madeira, mostrados sob um microscópio eletrônico de alta potência, à direita, eram salgueiros do Ártico – não de grandes árvores, mas sim de restos de arbustos na altura do tornozelo, à esquerda, que caracterizam a tundra da Groenlândia hoje. Peter Prokosch;(esquerda), Barry Rock/Universidade de New Hampshire (direita)

Cada um destes seres vivos deixou pistas naquele punhado de solo – provas que nos dizem que o gelo da Gronelândia foi outrora substituído por um resistente ecossistema de tundra.

O gelo da Groenlândia é frágil

Nossas descobertas, publicadas em agosto.5, 2024, no Anais da Academia Nacional de Ciências, demonstram que o gelo da Gronelândia é vulnerável ao derretimento em concentrações atmosféricas de dióxido de carbono inferiores às actuais.As preocupações com esta vulnerabilidade levaram os cientistas a estudar a camada de gelo desde a década de 1950.

Na década de 1960, uma equipe de engenheiros extraiu o primeiro núcleo de gelo profundo do mundo em Século do Acampamento, a base do exército com energia nuclear construído no manto de gelo a mais de 160 quilômetros da costa noroeste da Groenlândia.Eles estudaram o gelo, mas deram pouca utilidade aos pedaços de rocha e solo trazidos da parte inferior do núcleo.Esses foram armazenados e perdidos até 2019, quando foram redescoberto em um freezer de laboratório.Nossa equipe estava entre os cientistas chamados para analisá-los.

A man in a fur-lined coat removes a long ice core about as wide as his hand — George Linkletter, trabalhando para os EUALaboratório de Pesquisa e Engenharia de Regiões Frias do Corpo de Engenheiros do Exército examina um pedaço de núcleo de gelo na trincheira científica em Camp Century.A base foi fechada em 1966. NÓS.Fotografia do Exército

No solo do Camp Century, também encontramos restos de plantas e insetos que haviam sido congelado sob o gelo.Usando isótopos raros e técnicas de luminescência, conseguimos datá-los para um período cerca de 400.000 anos atrás, quando as temperaturas eram semelhantes às de hoje.

Two microscope images show tiny plant parts. One a moss stem and the other a sedge seed. — Restos primorosamente preservados de musgo de 400.000 anos de idade, à esquerda, e uma semente de junça, à direita – encontrada no núcleo do solo sob o manto de gelo da Groenlândia em Camp Century – ajudam a contar a história do que vivia lá quando o gelo se foi. Halley Mastro/Universidade de Vermont

Outro núcleo de gelo, DYE-3 do sul da Groenlândia, continha DNA mostrando que florestas de abetos cobriram aquela parte da ilha em algum momento nos últimos milhões de anos.

As provas biológicas constituem argumentos convincentes para a fragilidade da camada de gelo da Gronelândia.Juntas, as descobertas de três núcleos de gelo só podem significar uma coisa:Com a possível exceção de algumas áreas montanhosas a leste, o gelo deve ter derretido toda a ilha nos últimos milhões de anos.

Perdendo o manto de gelo

Quando o gelo da Gronelândia desaparece, a geografia mundial muda – e isso é um problema para a humanidade.

À medida que a camada de gelo derrete, o nível do mar acabará por subir mais de 7 metros, e cidades costeiras vão inundar.A maior parte de Miami estará submersa, assim como grande parte de Boston, Nova York, Mumbai e Jacarta.

A 3D map of Boston showing sea level if most of Greenland melted. It covers most of the city and surrounding areas. — É assim que seriam 5 metros de aumento do nível do mar em Boston. Arquitetura 2030

Hoje, o nível do mar está subindo mais de uma polegada a cada década, e, em alguns lugares, várias vezes mais rápido.Em 2100, quando as crianças de hoje forem avós, o nível do mar em todo o mundo provavelmente estará vários metros mais alto.

Usando o passado para entender o futuro

A rápida perda de gelo está a mudar o Ártico.Os dados sobre ecossistemas passados, como os que recolhemos sob o gelo da Gronelândia, ajudam os cientistas a compreender como a ecologia do Árctico irá mudar à medida que o clima aquece.

Quando as temperaturas sobem, a neve branca e brilhante derrete e o gelo encolhe, expondo rochas escuras e solo que absorvem o calor do Sol.O Ártico é tornando-se mais verde a cada ano que passa, descongelamento do permafrost subjacente e liberando mais carbono que aquecerá ainda mais o planeta.

Os autores compartilham suas pesquisas e imagens da perfuração do núcleo de gelo.Quincy Massey-Bierman/Universidade de Vermont.

As alterações climáticas causadas pelo homem estão a caminho de aquecer o Ártico e a Gronelândia para além das temperaturas que experimentaram durante milhões de anos. Para salvar o gelo da Groenlândia, estudos mostram que o mundo terá de parar as emissões de gases com efeito de estufa provenientes dos seus sistemas energéticos e reduzir os níveis de dióxido de carbono na atmosfera.

Compreender as condições ambientais que desencadearam o último desaparecimento da camada de gelo e como a vida na Gronelândia respondeu será crucial para avaliar os riscos futuros que a camada de gelo e as comunidades costeiras enfrentam em todo o mundo.

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