A dualidade mortal: Vulcanismo e asteroide na extinção dos dinossauros
Lembre-se das ilustrações de dinossauros que você viu quando era criança. Essas ilustrações normalmente apresentavam uma das duas coisas como plano de fundo: um asteroide gigante cruzando o céu ou uma erupção vulcânica em curso, e às vezes até ambos, para maior dramaticidade.
Há cerca de 66 milhões de anos, um asteroide colossal com cerca de 10 quilômetros de diâmetro atingiu a costa da Península de Yucatán, causando a extinção dos dinossauros nas proximidades e mergulhando a Terra em um inverno catastrófico que ameaçava a existência de diversas espécies, devido aos detritos lançados na atmosfera. No entanto, é importante não subestimar a importância da atividade vulcânica. Evidências geológicas crescentes indicam que os dinossauros já estavam lidando com mudanças climáticas turbulentas mesmo antes do impacto do asteroide, principalmente devido às extensas e implacáveis erupções vulcânicas na região das Armadilhas do Deccan, na Índia.
Por aproximadamente 300.000 anos antes do impacto do asteroide e outros 500.000 anos após, esses vulcões liberaram quantidades substanciais de dióxido de carbono (CO2) e dióxido de enxofre (SO2). Mesmo durante os períodos de dormência, eles passaram por uma “degasagem pré-eruptiva”. O CO2 contribuiu para o aquecimento global, semelhante ao impacto das emissões humanas de hoje, enquanto o SO2 teve um efeito de resfriamento, refletindo parte da energia solar de volta para o espaço. Essa oscilação climática levou a uma extinção em massa. Como resultado, o asteroide não foi o único responsável pelo destino dos dinossauros, mas serviu como o golpe de misericórdia, selando o destino deles. Essa é a teoria predominante.
Os cientistas ainda estão debatendo o quanto a vulcanismo pode ter contribuído para a extinção do Cretáceo-Paleógeno em comparação com o impacto devastador do asteroide. Agora, um modelo de computação de aprendizado de máquina ofereceu insights, sugerindo que as emissões de CO2 e SO2 necessárias para desencadear a extinção dos dinossauros estão alinhadas com as erupções das Armadilhas do Deccan.
De acordo com Alexander Cox, um geólogo computacional da Dartmouth College e autor principal de um novo artigo na Science, “Nossas descobertas dão suporte à ideia de que o vulcanismo estava perturbando a atmosfera e o clima muito antes do impacto do asteroide. É possível recriar as condições ambientais que poderiam causar a extinção dos dinossauros apenas com o vulcanismo, sem considerar o asteroide. No entanto, não podemos ignorar o fato de que o asteroide certamente não melhorou a situação dos dinossauros.”
Courtney J. Sprain, uma geocronologista da Universidade da Flórida que estuda eventos de extinção, observou: “Este estudo é inovador. Representa uma mudança nos últimos anos em relação à reavaliação do papel do vulcanismo nas extinções em massa.”
O nome “Armadilhas do Deccan” deriva da palavra sueca “trappa”, que significa “escada”, devido às formações geológicas escalonadas na região. Ao longo de quase um milhão de anos, essas erupções expeliram um milhão de quilômetros cúbicos de lava, liberando 10,4 trilhões de toneladas de CO2 e 9,3 trilhões de toneladas de SO2. Para colocar isso em perspectiva, os seres humanos emitiram cerca de 16 bilhões de toneladas de CO2 anualmente entre 2000 e 2023, aproximadamente 100 vezes a taxa das Armadilhas do Deccan. Embora as emissões vulcânicas tenham ocorrido de forma mais gradual, persistiram por centenas de milhares de anos. Como resultado, os gases de efeito estufa aumentaram, causando aquecimento devido ao CO2 e resfriamento devido ao SO2.
Os geólogos possuem dados climáticos históricos graças aos foraminíferos, pequenos organismos oceânicos que criaram conchas de carbonato de cálcio, morreram e formaram rochas no fundo do oceano. Ao analisar isótopos de carbono e oxigênio nessas conchas antigas, os cientistas podem deduzir concentrações passadas de carbono na atmosfera e temperaturas oceânicas.
A abordagem inovadora do novo modelo envolveu trabalhar retroativamente a partir de registros geológicos. Ele executou 300.000 simulações para determinar como diferentes combinações de CO2 e SO2 poderiam recriar as condições climáticas observadas no registro fóssil. Usando 128 processadores de computador em paralelo, os cientistas puderam manipular aleatoriamente as concentrações atmosféricas de gases vulcânicos e comparar os valores isotópicos resultantes com os dados fósseis, essencialmente atribuindo uma pontuação a cada cenário.
Conforme explica Cox, “O modelo pode sugerir ajustes como ‘Vamos adicionar mais CO2 aqui e reduzir o SO2 ali.’ Permitimos que o modelo se desenvolva extensamente por meio de iterações.”
Além disso, os 128 processadores puderam comparar suas pontuações e aprender com as soluções uns dos outros. Cox observa: “Cada processador seleciona uma solução de outro processador que ele considera bem-sucedida, essencialmente colaborando para alcançar uma solução de maneira mais eficiente. Executar 300.000 simulações em paralelo levou apenas algumas dezenas de horas, apesar dos extensos dados envolvidos.”
O geólogo Paul Renne, especializado em vulcões e extinções em massa no Berkeley Geochronology Center, elogia a objetividade do modelo, afirmando: “A beleza do que essas pessoas fizeram é que elas podem alimentá-lo com dados realmente objetivos que ninguém contestaria e chegar a algumas inferências surpreendentemente detalhadas.” Uma das inferências notáveis, segundo ele, é que as emissões de CO2 e enxofre não eram consistentemente proporcionais. Essa emissão desigual criou uma oscilação climática volátil, afetando a adaptação das espécies a temperaturas crescentes e decrescentes ao longo do tempo. (O CO2 também permanece na atmosfera por muito mais tempo do que o SO2, acumulando-se ao longo de milênios.)
A atividade vulcânica também levou à chuva ácida e à acidificação dos oceanos, contribuindo para a morte de plantas, herbívoros e carnívoros no ecossistema. Além disso, perturbou o ciclo de carbono global como um todo, prejudicando a capacidade de organismos como os foraminíferos de construir suas conchas à base de carbono. Isso, por sua vez, dificultou a sequestração de carbono no fundo do oceano.
Em seguida, ocorreu o impacto do asteroide. Os efeitos imediatos incluíram uma explosão de fogo e uma onda de choque que eliminou a vida nas proximidades. Para piorar, o impacto ocorreu em uma área rica em enxofre na Terra. Ao contrário das emissões vulcânicas graduais dos 300.000 anos anteriores, o impacto liberou abruptamente enxofre e outros materiais na atmosfera, formando uma névoa que bloqueou a luz solar.
A subsequente turbulência climática se transformou em um caos total do clima. De acordo com Jennifer Kasbohm, uma geocronologista da Universidade de Yale que estuda vulcões e mudanças climáticas, “As Armadilhas do Deccan continuaram a entrar em erupção mesmo após o impacto. Foi um evento catastrófico, mas a Terra continuou a sofrer por centenas de milhares de anos. Eventualmente, as coisas começaram a se estabilizar, embora muitas espécies que existiam anteriormente tenham desaparecido.”
Na verdade, o impacto do asteroide pode ter desencadeado mais atividade vulcânica nas Armadilhas do Deccan. A onda de choque pode ter perturbado o encanamento vulcânico, empurrando o magma para a superfície. Renne compara isso a sacudir uma lata de refrigerante, induzindo erupções.
No entanto, nem todos na comunidade científica apoiam inequivocamente a teoria dos vulcões. Peter Roopnarine, um geólogo da California Academy of Sciences, enfatiza que o asteroide provavelmente desempenhou um papel importante, senão o principal. O debate se concentra no grau da contribuição vulcânica, incluindo o momento da liberação de gases ao longo de centenas de milhares de anos.
Além disso, um asteroide causa um tipo diferente de perturbação climática em comparação com o vazamento lento de gases vulcânicos. Roopnarine afirma: “Na opinião de muitos de nós, o mecanismo principal de morte pelo impacto teria sido a escuridão, não o resfriamento. Teria havido material suficiente injetado na atmosfera para bloquear o sol por até cerca de dez anos.”
Todo esse debate acrescentou complexidade à discussão entre asteroide e vulcões. A nova abordagem de modelagem busca eliminar os preconceitos humanos e confiar na análise de dados conduzida por máquinas. Até agora, os resultados sugerem que ambos os desastres naturais, asteroides e vulcões, desempenharam papéis complementares, desferindo um golpe duplo. Como Renne observa: “Para quem não está acompanhando de perto o campo, pode parecer que estamos lutando para encontrar respostas. Vinte anos atrás, o debate se concentrava em saber se era o asteroide ou o vulcanismo. Agora, as pessoas estão mais preocupadas com as nuances.” [Wired]
