Você perguntou: O que causou as mudanças climáticas antes da Revolução Industrial?

"Você perguntou”É uma série em que especialistas do Instituto Terra lidam com perguntas dos leitores sobre ciência e sustentabilidade. Em honra de Semana do Clima de Nova York e a Iniciativa Covering Climate Now, passaremos as próximas semanas focando em suas perguntas sobre mudanças climáticas.

A pergunta a seguir foi enviada através da nossa página do Instagram por um de nossos seguidores. A resposta foi fornecida por Bärbel Hönisch.

Antes da Revolução Industrial, o que causou as mudanças climáticas na Terra?

Bärbel Hönisch na cabeça

Bärbel Hönisch é paleoclimatologista no Observatório da Terra de Lamont-Doherty da Universidade de Columbia e professora do Departamento de Ciências da Terra e do Ambiente.

O CO2 é um gás usado e produzido por muitos processos, incluindo a fotossíntese; consumo de matéria orgânica por bactérias, fungos e animais (isto é, respiração); produção e dissolução de organismos marinhos em conchas, vulcanismo, intemperismo de rochas em terra, queima de combustíveis fósseis e produção de concreto. Esses processos operam em diferentes escalas de tempo, e o domínio relativo de fontes ou sumidouros de CO2 determina se as concentrações atmosféricas de CO2 aumentam ou diminuem ao longo do tempo.

Os processos de fotossíntese e respiração globalmente tendem a se equilibrar, de modo que o CO2 sequestrado pela fotossíntese é devolvido à atmosfera pela respiração. Isso pode ser visto nas manobras sazonais registradas no Observatório Mauna Loa no Havaí; as manobras refletem o esverdeamento sazonal das florestas boreais nos hemisférios norte e sul da Terra.

Em escalas de tempo geológicas (ou seja, centenas de milhares a milhões de anos), as placas tectônicas e o reposicionamento de continentes causam vulcanismo, construção de montanhas e mudanças climáticas em larga escala, como glaciação, períodos úmidos (períodos verdes com fotossíntese intensa) e desertificação . Esses processos podem criar condições ambientais que favorecem um processo em detrimento do outro. Por exemplo, durante o período carbonífero (~ 340 milhões de anos atrás), grandes extensões de zonas úmidas protegeram o material vegetal morto da decomposição microbiana, capturando e armazenando carbono. Consequentemente, a fotossíntese dominou a respiração, as concentrações atmosféricas de CO2 caíram ao mínimo e grandes quantidades de carbono vegetal armazenadas nesses pântanos formaram os leitos de carvão que estamos queimando hoje para produzir grande parte de nossa eletricidade. Essa formação de depósitos de carvão, petróleo e gás leva dezenas a centenas de milhões de anos.

Da mesma forma, o vulcanismo libera CO2, enquanto o intemperismo das rochas na terra consome CO2 e, dependendo de qual processo domina, as concentrações atmosféricas de CO2 aumentam ou diminuem. Por exemplo, o vulcanismo maciço no final do período do Permiano (~ 250 milhões de anos atrás) fez o CO2 atmosférico subir. Por outro lado, o CO2 atmosférico diminuiu depois que a Índia colidiu com a Ásia, cerca de 40 milhões de anos atrás. Os cientistas levantam a hipótese de que o desgaste das rochas expostas do Himalaia retirou o CO2 do ar, resultando em uma concentração relativamente baixa de CO2 em nossa atmosfera nos últimos 15 milhões de anos. Finalmente, mudanças cíclicas na orientação e na forma da órbita da Terra ao redor do Sol a cada 20.000 a 100.000 anos também afetam o clima, alterando a circulação oceânica, a produtividade das algas e, assim, o CO2 atmosférico. Essas mudanças são responsáveis ​​pelas variações cíclicas de CO2 que observamos nos registros do núcleo de gelo dos últimos 800.000 anos.

Após uma perturbação do ciclo natural do carbono, como o vulcanismo maciço ou a queima antrópica de combustíveis fósseis, vários processos começaram a neutralizar o excesso de CO2 atmosférico. O oceano é o primeiro a responder. Ele absorve o CO2 atmosférico elevado na escala de tempo de décadas a centenas de anos, e a água do mar acidifica. Essa acidificação faz com que os depósitos de CaCO3 no oceano profundo (ou seja, conchas fósseis) se dissolvam, um processo que leva centenas a milhares de anos e também consome CO2. O desgaste das rochas em terra finalmente restaura as baixas concentrações de CO2 que existiam antes da perturbação, mas esse processo leva muito mais tempo – dezenas de milhares de anos. São escalas de tempo muito longas quando se considera o quanto as sociedades evoluíram nos últimos mil anos.

Atualmente, a queima de combustíveis fósseis antropogênicos libera CO2 de reservatórios geológicos de milhões de anos dentro de algumas décadas e séculos, e o aumento de CO2 é agravado ainda mais pelo desmatamento, práticas agrícolas e produção de concreto. Estima-se que os seres humanos estejam liberando CO2 dez vezes mais rápido que a maior perturbação geológica do ciclo do carbono dos últimos 60 milhões de anos, e que neutralizar o excesso de CO2 antropogênico por meio do intemperismo das rochas na terra levará centenas de milhares de anos. Nesse ritmo, as emissões de CO2 que os seres humanos produziram desde o início da industrialização na década de 1850, e que continuarão por pelo menos mais um século ou dois, afetarão 12.000 gerações de pessoas. Consequentemente, e do ponto de vista humano, as emissões antrópicas de CO2 mudarão o clima da Terra 'para sempre' se confiarmos apenas nos processos naturais de seqüestro de CO2. Reduzir drasticamente as emissões e implantar métodos de engenharia para remover eficientemente o CO2 da atmosfera pode mudar essa perspectiva, mas o esforço e o custo necessários para isso aumentam quanto mais esperarmos.

Esta resposta foi adaptada de um FAQ que Hönisch escreveu para paleo-CO2.org.

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