Por que a extinção em massa Permiano–Triássico manteve a Terra em super efeito estufa

Há cerca de 252 milhões de anos, a Terra passou por um colapso biológico que eliminou quase toda a vida existente.

Esse episódio, chamado de extinção em massa Permiano–Triássico - ou a Grande Morte - foi o mais devastador entre os cinco eventos de extinção em massa reconhecidos ao longo dos últimos 539 milhões de anos da história do planeta.

As perdas foram enormes: até 94% das espécies marinhas e 70% das famílias de vertebrados terrestres desapareceram. As florestas tropicais - que, como hoje, funcionavam como importantes sumidouros de carbono e ajudavam a regular a temperatura global - também sofreram quedas drásticas.

Há muito tempo, a comunidade científica concorda que o gatilho foi um aumento abrupto de gases de efeito estufa, levando a um aquecimento intenso e rápido da Terra. O enigma, porém, sempre foi outro: por que condições tão extremas de calor continuaram por milhões de anos.

Nosso novo artigo, publicado hoje na Nature Communications, apresenta uma explicação. A retração das florestas tropicais prendeu a Terra em um estado de estufa, reforçando a suspeita de que, quando o clima do planeta ultrapassa certos "pontos de inflexão", pode ocorrer um colapso ecológico realmente catastrófico.

Uma erupção gigantesca

O estopim da extinção em massa Permiano–Triássico foi a extrusão de volumes imensos de rocha derretida na região que hoje corresponde à Sibéria, conhecida como Armadilhas Siberianas. Esse magma irrompeu em uma bacia sedimentar rica em matéria orgânica.

A temperatura do material era suficiente para fundir as rochas ao redor e liberar quantidades maciças de dióxido de carbono na atmosfera terrestre em um intervalo que pode ter sido tão curto quanto 50.000 anos, mas talvez tenha chegado a 500.000 anos.

A elevação rápida do dióxido de carbono atmosférico e o aumento de temperatura decorrente são considerados o principal mecanismo de mortalidade para grande parte da vida naquele período.

Em terra firme, estima-se que as temperaturas da superfície tenham subido de 6°C a 10°C - rápido demais para que muitos organismos conseguissem evoluir e se adaptar. Em outras erupções comparáveis, o sistema climático costuma retornar ao estado anterior em 100.000 anos a um milhão de anos.

Aqui, no entanto, as condições de "super efeito estufa" - que levaram a uma temperatura média de superfície na faixa equatorial acima de 34°C (aproximadamente 8°C mais quente do que a média equatorial atual) - duraram cerca de cinco milhões de anos. Foi isso que buscamos explicar.

As florestas entram em colapso

Investigamos o registro fóssil de uma grande variedade de biomas vegetais terrestres, como árido, tropical, subtropical, temperado e de arbustos. Avaliamos como esses biomas se transformaram desde imediatamente antes do evento de extinção em massa até cerca de oito milhões de anos depois.

Nossa hipótese foi que o aquecimento aconteceu rápido demais, provocando a morte da vegetação em latitudes baixas a médias, principalmente das florestas tropicais. Com isso, a eficiência do ciclo do carbono orgânico caiu de forma acentuada logo após as erupções vulcânicas.

As plantas, por não terem a possibilidade de simplesmente se levantar e se deslocar, foram fortemente impactadas pelas novas condições ambientais.

Antes do evento, havia muitas turfeiras e florestas tropicais e subtropicais ao redor do equador, capazes de absorver carbono.

Mas, ao reconstruirmos os fósseis de plantas a partir de trabalho de campo, registros e bases de dados do período, observamos que esses biomas foram completamente eliminados dos continentes tropicais. Isso gerou um "coal gap" (lacuna de carvão) de vários milhões de anos no registro geológico.

No lugar dessas florestas, passaram a dominar pequenos licopódios, com apenas dois a 20 centímetros de altura.

Ainda assim, alguns refúgios de plantas maiores persistiram mais perto dos polos, em áreas costeiras e em regiões levemente montanhosas, onde a temperatura era um pouco menor. Após cerca de cinco milhões de anos, elas já haviam, em grande parte, recolonizado a Terra. Porém, esses tipos de vegetação também eram menos eficientes em fixar carbono dentro do ciclo do carbono orgânico.

De certa forma, isso é comparável a imaginar o impacto de substituir, hoje, todas as florestas tropicais por formações de mallee-scrub e pela flora de spinifex que esperaríamos encontrar no interior australiano.

Por fim, as florestas voltam

Com base em evidências atuais, estimamos a taxa com que as plantas retiram dióxido de carbono da atmosfera e o armazenam como matéria orgânica em cada bioma sugerido pelo registro fóssil - isto é, sua "net primary productivity" (produtividade primária líquida).

Em seguida, aplicamos um modelo do ciclo do carbono desenvolvido recentemente, chamado SCION, para testar numericamente nossa hipótese. Ao examinar os resultados do modelo, constatamos que o aumento inicial de temperatura provocado pelas Armadilhas Siberianas permaneceu por cinco a seis milhões de anos após o evento devido à redução da produtividade primária líquida.

Somente quando a vegetação voltou a se estabelecer e o ciclo do carbono orgânico retomou seu funcionamento é que a Terra começou, lentamente, a sair das condições de super efeito estufa.

Mantendo um equilíbrio climático

Sempre é complicado traçar paralelos diretos entre mudanças climáticas do passado registradas na geologia e o que vivemos hoje. Isso porque, em geral, a magnitude das mudanças antigas é avaliada em escalas de dezenas a centenas de milhares de anos, enquanto atualmente a transformação ocorre ao longo de décadas a séculos.

Ainda assim, uma implicação central do nosso trabalho é que a vida na Terra, embora resiliente, não consegue responder a alterações enormes em escalas de tempo curtas sem uma reorganização drástica da paisagem biótica.

No caso da extinção em massa Permiano–Triássico, as plantas não foram capazes de reagir em um ritmo tão veloz quanto 1.000 a 10.000 anos. O resultado foi um evento de extinção de grandes proporções.

Em conjunto, nossos achados reforçam o quanto biomas e ambientes tropicais e subtropicais de plantas são fundamentais para sustentar um equilíbrio climático. E, por consequência, mostram como a perda desses biomas pode alimentar um aquecimento adicional - funcionando como um ponto de inflexão climático devastador.

Zhen Xu foi a autora principal do estudo, realizado como parte do seu trabalho de doutorado.

Andrew Merdith, bolsista DECRA, Escola de Ciências da Terra, Universidade de Adelaide; Benjamin J. W. Mills, professor de Evolução do Sistema Terrestre, Universidade de Leeds; e Zhen Xu, pesquisadora, Escola de Terra e Meio Ambiente, Universidade de Leeds

Este artigo foi republicado de The Conversation sob licença Creative Commons. Leia o artigo original.

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