Como você… Deduz climas antigos a partir de conchas fósseis microscópicas?

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Brian Huber é curador de foraminíferos planctônicos e presidente do Departamento de Paleobiologia do Museu Nacional de História Natural Smithsonian. Este artigo foi adaptado de sua postagem no blog Escavando o Registro Fóssil: Paleobiologia no Smithsonian, onde este artigo foi executado pela primeira vez antes de aparecer no LiveScience Vozes de especialistas: artigos editoriais e idéias.

Sedimentos marinhos ricos em argila no sudeste da Tanzânia contêm alguns dos fósseis mais bem preservados do mundo de microorganismos que habitam os oceanos, incluindo os foraminíferos que eu uso para estudar o clima e os sistemas oceânicos antigos.

Os foraminifera são pequenas criaturas marinhas unicelulares com conchas sólidas e vivem nos oceanos desde o período cambriano, há mais de 500 milhões de anos.

Para alcançar os fósseis, enterrados entre 66 e 112 milhões de anos atrás, meus colegas e eu usamos uma plataforma de perfuração para cortar profundamente a terra. Apesar de estar enterrado por tanto tempo, a química original das conchas fósseis não foi alterada. Isso torna possível medir as concentrações de vários isótopos de oxigênio nas conchas - dados que permitem aos cientistas reconstruir a temperatura do oceano nos momentos em que os foraminíferos viviam.

Um local de perfuração típico. A plataforma é montada ao lado de um baobá. Era a estação seca, então a árvore não tinha folhas. A chuva e o corte do núcleo não se misturam. (Crédito da imagem: Brian Huber.)

Foraminifera incorporam 16O(átomos de oxigênio com oito nêutrons em seus núcleos, o isótopo mais comum) e 18O(isótopos de oxigênio menos comuns, mas sempre presentes, mais pesados, com 10 nêutrons em seus núcleos) em suas conchas de carbonato de cálcio em uma proporção proporcional à temperatura da água.

Os cientistas medem a proporção de isótopos nos fósseis dissolvendo as conchas em ácido e analisando o gás resultante de dióxido de carbono em um espectrômetro de massa. Em seguida, calculamos as temperaturas antigas da água do oceano inserindo as relações isotópicas de oxigênio em uma equação de temperatura determinada empiricamente.

Os paleoclimatologistas estão particularmente interessados ​​em um período entre 94 e 90 milhões de anos atrás, quando as temperaturas globais eram as mais altas que foram nos últimos 250 milhões de anos. Determinamos que as temperaturas da superfície do oceano na costa da Tanzânia variaram de 32 a 35 graus Celsius, que são cerca de 5 a 8 graus Celsius acima das temperaturas subtropicais das águas superficiais de hoje.

A iluminação noturna na sonda permitia a perfuração de 24 horas, mas os cientistas só podiam trabalhar na barraca de pesquisa durante o dia, já que os computadores consumiam energia solar e a equipe precisava de muita luz para a fotografia. Depois de fotografar, descrever e amostrar núcleos o dia todo, os cientistas retornaram aos alojamentos, onde a eletricidade lhes permitia estudar microfósseis dos núcleos de cada dia em microscópios instalados nas salas. (Crédito da imagem: Ines Wendler)

O mundo da "super estufa" apoiou o crescimento de florestas exuberantes, grandes dinossauros e outros organismos sensíveis à temperatura nos dois pólos. Provavelmente resultou de concentrações muito mais altas de dióxido de carbono e outros gases de efeito estufa que foram expelidos para a atmosfera durante um longo período de atividade vulcânica submarina.

Leia mais sobre os esforços dos paleontologistas da Smithsonian para perfurar fósseis em Como você… perfura fósseis?

As opiniões expressas são do autor e não refletem necessariamente as opiniões do editor. Este artigo foi publicado originalmente como Do campo: Exercícios básicos # 2 no blog Escavando o Registro Fóssil: Paleobiologia no Smithsonian.

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