A Terra tem um novo jogador surpreendente no jogo climático: o oxigênio. Embora o oxigênio não seja um gás causador do efeito estufa, sua concentração em nossa atmosfera pode afetar a quantidade de luz solar que chega ao solo, e novos modelos sugerem que o efeito alterou o clima no passado.
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Atualmente, o oxigênio compõe cerca de 21% dos gases na atmosfera do planeta, mas esse nível não tem sido constante ao longo da história da Terra. Nos primeiros dois bilhões de anos, havia pouco oxigênio na atmosfera. Então, cerca de 2, 5 bilhões de anos atrás, o oxigênio começou a ser adicionado à atmosfera por cianobactérias fotossintéticas. “O oxigênio é produzido como um produto residual da fotossíntese. É consumido através da respiração ”, explica o cientista do clima da Universidade de Michigan, Chris Poulsen, principal autor do estudo publicado hoje na revista Science .
Esse produto residual provocou uma extinção em massa conhecida como o Grande Evento de Oxigenação. Mas com o tempo, novas formas de vida evoluíram, que usam ou expelem oxigênio na respiração, e os níveis de oxigênio atmosférico continuaram a aumentar. “A produção e o enterramento de matéria vegetal durante longos períodos fazem com que os níveis de oxigênio subam”, explica Poulsen. Os níveis podem cair novamente quando a matéria orgânica antiga aprisionada fica exposta na terra, e elementos como o ferro reagem com o oxigênio da atmosfera, uma reação chamada intemperismo oxidativo. Como resultado desses processos, os níveis de oxigênio atmosférico variaram de um mínimo de 10% a um máximo de 35% nos últimos 540 milhões de anos.
Poulsen e seus colegas estavam estudando o clima e as plantas do Paleozóico tardio e, durante uma reunião, começaram a conversar sobre se os níveis de oxigênio poderiam de alguma forma ter afetado o clima no passado. Estudos mostraram que o dióxido de carbono atmosférico tem sido o principal condutor climático através do tempo profundo, então a maioria achava que o papel do oxigênio era insignificante.
Mas os modelos computacionais baseados em dados de carbono não conseguiram explicar tudo no registro. Por exemplo, o Cenomaniano, uma era do final do Cretáceo, era marcado por altas temperaturas de dióxido de carbono e altas temperaturas, mas modelos dessa época costumam cuspir temperaturas polares e taxas de precipitação muito baixas quando comparadas com dados retirados do registro paleogeológico. Assim, Poulsen começou a modificar um modelo climático para testar a idéia de oxigênio, e os resultados mostraram que mudanças na concentração de oxigênio realmente tiveram impacto através de uma série de feedbacks.
"Reduzir os níveis de oxigênio dilui a atmosfera, permitindo que mais luz solar alcance a superfície da Terra", explica Poulsen. Mais luz solar permite que mais umidade evapore da superfície do planeta, o que aumenta a umidade. Como o vapor de água é um gás de efeito estufa, mais calor fica aprisionado perto da superfície da Terra e as temperaturas sobem. O aumento da umidade e temperatura também leva ao aumento da precipitação. Em contraste, quando as concentrações de oxigênio são mais altas, a atmosfera fica mais espessa e dispersa mais luz solar. Como resultado, há menos vapor de água para prender o calor.
Adicionando os efeitos do oxigênio durante outros períodos de tempo poderia levar a modelos mais precisos do passado do planeta, dizem os pesquisadores. Mas Poulsen adverte que o estudo não afeta o que se sabe sobre o clima atual da Terra. O clima do planeta está mudando hoje porque os níveis de gases do efeito estufa, como o dióxido de carbono e o metano, estão subindo drasticamente - o oxigênio não é um fator.
"Os níveis de oxigênio estão caindo hoje, mas a uma taxa muito lenta, aproximadamente dezenas de partes por milhão por ano", diz ele. "Essa taxa é muito lenta para afetar o clima no mundo moderno." Dê ao planeta mais um milhão de anos e futuros cientistas do clima precisarão adicionar oxigênio a seus modelos para obter uma imagem completa.
