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Sedimentos marinhos revelam detalhes sobre mudanças climáticas e outros fenômenos

Publicado em 04/10/2021 12h17 Atualizado em 07/10/2021 14h23
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Sedimentos marinhos depositados no fundo do oceano, a noroeste da Austrália, nos últimos 5 milhões de anos, estão ajudando pesquisadores do Observatório Nacional a compreender fenômenos como as mudanças climáticas, reversões do campo magnético da Terra e variações das correntes oceânicas.

Esse pacote sedimentar preserva informações importantes sobre a história e dinâmica da Terra durante este período do tempo geológico.

A investigação em questão está sendo realizada pelo doutorando do ON e mestre em Geofísica pela mesma instituição, Vitor Silveira, sob orientação do pesquisador do ON, Daniel Franco. 

Em sua pesquisa de doutorado, Silveira está analisando as propriedades magnéticas deste pacote sedimentar obtido a partir da perfuração do fundo oceânico na região da plataforma continental do noroeste da Austrália.

De acordo com o doutorando, esta é uma região do Oceano Índico com particularidades que a fazem muito relevante para o estudo em questão. Isso porque a região está sob influência direta de correntes que se originam do fluxo de águas quentes que vêm do Pacífico Equatorial, migrando através de canais estreitos e rasos localizados entre as ilhas do arquipélago Indonésio.

A variabilidade desse sistema de transferência de águas influencia de maneira proeminente o balanço de calor e de salinidade nas águas oceânicas, com forte impacto sobre a dinâmica das mudanças climáticas globais em diferentes escalas de tempo.

Além disso, a região de análise fica relativamente próxima ao continente, o que permite que sedimentos da porção terrestre cheguem facilmente até o fundo do oceano, registrando assim características do clima da Austrália. 

A região foi estudada pela Expedição 356 do International Ocean Discovery Program (IODP). Trata-se de um programa internacional de pesquisas marinhas que investiga a estrutura terrestre a partir do registro de sedimentos e rochas marinhas. O IODP é o mais longevo programa internacional em Ciências da Terra, com cinco décadas de existência e 26 países envolvidos, entre eles o Brasil, com a participação do Observatório Nacional.

 Navio de pesquisas JOIDES Resolution (JR), na Austrália, antes do embarque para a Expedição 356. Crédito: Bill Crawford, IODP JRSO

O pesquisador Daniel Franco participou da Expedição IODP 356 à costa australiana em 2015 como paleomagnetista, tendo sido o único cientista brasileiro na expedição.

Após a excursão, um grande número de amostras sedimentares foi requisitado por Franco e atualmente encontram-se armazenadas nas dependências do ON para medidas em laboratórios especializados, incluindo o Laboratório de Paleomagnetismo e Mineralogia Magnética do ON (LP2M-ON), em fase final de instalação.

Conforme explicou Silveira, nos sedimentos marinhos ocorrem minerais magnéticos, como a magnetita e a pirrotita, que apresentam um comportamento chamado ferromagnetismo, ou seja, eles possuem uma magnetização natural, podendo ser atraídos por ímãs. 

“Quando os sedimentos são depositados lentamente no fundo do mar, esses minerais magnéticos conseguem registrar a direção do campo magnético da Terra, de forma similar ao ponteiro de uma bússola. Então, as várias mudanças do campo magnético que ocorreram ao longo do tempo geológico, incluindo as reversões do campo magnético, podem ser registradas por esses minerais”, detalhou.

Nas reversões, os polos magnéticos se invertem, de maneira que o pólo norte magnético passa a apontar para o polo sul geográfico e vice-versa. Segundo Silveira, como as idades de várias dessas reversões já estão estabelecidas, é possível ter uma ideia de quando os sedimentos foram depositados. Isso é feito a partir da constatação destes eventos nos sedimentos da plataforma noroeste da Austrália.

Além disso, sabe-se que durante as reversões, o campo magnético da Terra fica enfraquecido. E esse campo magnético funciona como uma barreira contra partículas de alta energia provenientes do Sol. A entrada dessas partículas na Terra traz consequências negativas para a camada de Ozônio, que nos protege da nociva radiação UV.

“Portanto, entender os impactos deste fenômeno é de grande importância para a vida no planeta Terra e os minerais magnéticos permitem compreender como e quando estas mudanças aconteceram”, pontuou Silveira.

Outro ponto de importância para o estudo de reversões do campo magnético é que a determinação do momento em que elas aconteceram ajuda a compor um tipo de escala temporal geológica chamada GPTS (sigla em inglês para "escala temporal de polaridade geomagnética). Esta escala é útil para os geocientistas compreenderem a evolução geológica do planeta.

Já no que diz respeito às correntes oceânicas, Silveira ressaltou que a dinâmica que ocorre nesta região da Austrália é importante para a circulação oceânica global, já que esta área está sob influência direta das águas oceânicas que vêm do Pacífico Equatorial adentrando o Oceano Índico. Estas correntes transportam calor para outras partes do globo, tendo grande influência sobre o clima global.

“A interação dessas correntes com os sedimentos do fundo oceânico pode ser registrada pelos minerais ali presentes. Portanto, através do estudo do alinhamento dos grãos sedimentares por meio de técnicas do magnetismo de rochas, é possível estimar a direção do fluxo das correntes e quando estas correntes estiveram ativas”, explicou Silveira.

Por fim, os sedimentos investigados por Silveira também auxiliam na compreensão das mudanças climáticas. O doutorando observou que, ao longo do tempo, assim como em todo o planeta, mudanças climáticas ocorreram no continente australiano, variando entre períodos áridos e úmidos e essas mudanças também são registradas pelos sedimentos.

De acordo com Silveira, em períodos áridos, o vento transporta sedimentos muito finos dos desertos localizados no interior do continente australiano até o oceano. Já em períodos de maior umidade, a presença de vegetação no interior do continente mantém estes sedimentos presos ao solo. 

“Mas, ao mesmo tempo, os rios passam a ter um papel importante no transporte dos sedimentos de maior tamanho em direção ao oceano. Como os minerais magnéticos possuem propriedades que variam de acordo com o tipo e tamanho do grão mineral, é possível observar estas mudanças climáticas por meio de medidas magnéticas destes sedimentos”, concluiu.

Daniel Franco, do Observatório Nacional, na Expedição 356

Equipe de pesquisa realizando testes durante a expedição 356. Créditos: Soma Baranwal & IODP