Durante muitos anos, os cientistas souberam que finas partículas vindas do espaço caem constantemente na Terra e se acumulam em 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 marinho mudou ao longo de milhares de anos.

“Se conseguirmos projetar o tempo e os padrões espaciais de 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 quebram, e grande parte 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 originado na Terra.

“É como procurar uma agulha em um palheiro”, disse Pavia. “Você tem essa pequena quantidade de poeira cósmica caindo por toda parte, mas também tem os sedimentos da Terra se acumulando rapidamente.”

Neste projeto, no entanto, Pavia se concentrou mais nos lugares onde a poeira não apareceu.

“Durante a última idade do gelo, quase não havia poeira cósmica nos sedimentos árticos”, afirmou.

Reconstruindo 30.000 Anos de Gelo Marinho do Ártico

A equipe propôs que a poeira cósmica poderia servir como um substituto para as medições de satélite do gelo. 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 aos sedimentos. Medindo a quantidade de poeira cósmica em núcleos de sedimentos coletados em três locais árticos, os pesquisadores recriaram a história do gelo marinho 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 fica próximo à borda sazonal do gelo em setembro, e o terceiro era consistentemente coberto de gelo em 1980, mas agora experimenta condições periódicas sem gelo.

A equipe descobriu que os períodos de cobertura de gelo persistente coincidiam com períodos de muito pouca poeira cósmica nos sedimentos. Isso foi verdade durante a última idade do gelo, há cerca de 20.000 anos. À medida que o planeta se aquecia após isso, a poeira cósmica começou a aparecer novamente nas amostras de sedimentos.

Ligando Mudanças no Gelo ao Uso de Nutrientes

Os pesquisadores também compararam seu registro de gelo reconstruído com dados sobre disponibilidade de nutrientes. Descobriram que o consumo de nutrientes era mais alto quando os níveis de gelo marinho estavam baixos e diminuía à medida que a cobertura de gelo aumentava.

Os dados sobre ciclagem de nutrientes vêm de pequenas conchas que um dia foram habitadas por foraminíferos, organismos que digerem nitrogênio. Assinaturas químicas preservadas em suas conchas revelam o 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 pelos fitoplânctons no Ártico, o que tem consequências para a teia 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 resultar em um consumo maior 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.