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A cada 2,4 milhões de anos, Marte puxa a Terra com tanta força que altera o fundo do oceano

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Por Emily Cooke

Publicados cerca de 18 horas atrás

Um novo estudo geológico sugere que o campo gravitacional de Marte aproxima a Terra do Sol ao longo de ciclos que duram milhões de anos, aquecendo o nosso clima.

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Em ciclos de milhões de anos, Marte aproxima a Terra do Sol, o que poderá afectar o aquecimento do nosso planeta através de mudanças na circulação oceânica, prevê um novo estudo. (Crédito da imagem: SCIEPRO/SCIENCE PHOTO LIBRARY via Getty Images)

A atração gravitacional de Marte sobre a Terra pode estar influenciando o clima em nosso planeta, sugerem novas pesquisas.

Evidências geológicas que remontam a mais de 65 milhões de anos e retiradas de centenas de locais em todo o mundo sugerem que as correntes do fundo do mar passaram repetidamente por períodos de maior ou menor intensidade. Isso acontece a cada 2,4 milhões de anos e é conhecido como “ grande ciclo astronômico ”.

As correntes mais fortes, conhecidas como "redemoinhos gigantes" ou redemoinhos, podem atingir o fundo do mar nas partes mais profundas do oceano, conhecidas como abismo . Estas correntes poderosas erodem os grandes pedaços de sedimentos que se acumulam durante os períodos mais calmos do ciclo, de acordo com uma pesquisa publicada terça-feira (12 de março) na revista Nature Communications .

Esses ciclos coincidem com o tempo das interações gravitacionais conhecidas entre a Terra e Marte , à medida que os dois planetas orbitam o Sol, descobriu o estudo.

“Os campos gravitacionais dos planetas no sistema solar interferem uns com os outros e esta interação, chamada ressonância, altera a excentricidade planetária, uma medida de quão próximas da circularidade estão suas órbitas”, diz o coautor do estudo, Dietmar Müller , professor de geofísica. na Universidade de Sydney, disse em um comunicado .

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Devido a esta ressonância, a Terra é puxada ligeiramente para mais perto do Sol pela atração gravitacional de Marte, o que significa que o nosso planeta está exposto a mais radiação solar e, portanto, tem um clima mais quente, antes de retroceder novamente - tudo ao longo de um período de 2,4 milhões de anos.

Os autores do novo estudo usaram dados de satélite para mapear a acumulação de sedimentos no fundo do oceano ao longo de dezenas de milhões de anos. Eles descobriram que havia lacunas nos registros geológicos onde os sedimentos paravam de se acumular dentro desses ciclos astronômicos. Eles acreditam que isto pode estar ligado a correntes oceânicas mais fortes , como resultado do clima mais quente causado pela influência gravitacional de Marte na Terra.

Estas descobertas apoiam a ideia de que o Planeta Vermelho influencia o clima da Terra, tal como que passam as estrelas se teorizou que e outros objetos astronômicos o fazem. No entanto, o efeito de aquecimento observado não está ligado ao aquecimento global que está a ser impulsionado pelas emissões humanas de gases com efeito de estufa , enfatizaram os autores na declaração.

No entanto, embora sejam especulativas nesta fase, as descobertas sugerem que este ciclo pode ajudar a manter periodicamente algumas das correntes profundas do oceano, no caso de o aquecimento global as diminuir, dizem os autores.

“Sabemos que existem pelo menos dois mecanismos distintos que contribuem para o vigor da mistura em águas profundas nos oceanos”, disse Müller. Um desses mecanismos é conhecido como Circulação Meridional do Atlântico (AMOC), disse Müller. Isto funciona como uma “correia transportadora” oceânica, trazendo água quente dos trópicos para o Hemisfério Norte, puxando calor para as profundezas do oceano no processo.

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Alguns cientistas prevêem que o AMOC poderá entrar em colapso nas próximas décadas , por isso é possível que a ventilação induzida pelos redemoinhos oceânicos profundos possa ser benéfica.

“Nossos dados do mar profundo abrangendo 65 milhões de anos sugerem que os oceanos mais quentes têm uma circulação profunda mais vigorosa”, disse Adriana Dutkiewicz , principal autora do estudo e sedimentologista da Universidade de Sydney, no comunicado. "Isso potencialmente evitará que o oceano fique estagnado, mesmo que a circulação meridional do Atlântico diminua ou pare completamente."

 

Montanhas submarinas agitam correntes críticas para o clima da Terra

A topografia do fundo do mar desempenha um papel descomunal na circulação sequestrando carbono e calor

• 23 Mar 2022
• Por Paul Voosen

Vulcões extintos como o monte submarino Pao Pao (à direita) no sul do Oceano Pacífico podem ajudar a subir as águas profundas, uma função crítica para as correias transportadoras oceânicas. EXPLORAÇÃO DO OCEANO NOAA/DESCOBRINDO AS PROFUNDIDADES: EXPLORANDO MPAS REMOTOS DO PACÍFICO

Poucas forças são tão fundamentais para o clima quanto as circulações nos oceanos do mundo. Esses “cinturões transportadores”, como os oceanógrafos os chamam, arrastam as águas superficiais tropicais em direção aos polos, onde aquecem as altas latitudes antes de esfriar e afundar no abismo quilômetros abaixo, levando consigo o calor residual e o dióxido de carbono dissolvido. Mas a última etapa do transportador é misteriosa. Para manter a circulação, essas águas profundas precisam voltar à superfície – e os oceanógrafos não conseguem explicar como isso acontece.

Agora, resultados de uma campanha do RRS Discovery , um navio de pesquisa do Reino Unido, parecem confirmar uma nova visão radical de como a água do oceano profundo sobe. Suas medições de traçadores que se elevam acima da topografia irregular do fundo do mar sugerem que as águas profundas não brotam lentamente na maior parte do oceano, como se pensava. Em vez disso, é desviado para cima em rajadas concentradas pela turbulência criada por montanhas submarinas, incluindo cordilheiras vulcânicas mesoceânicas e montes submarinos. “A forma do fundo do mar está intimamente ligada à estrutura do oceano”, diz Trevor McDougall, físico oceânico da Universidade de Nova Gales do Sul que ajudou a estabelecer a estrutura teórica para a descoberta. “Esta é uma nova maneira de olhar para o oceano profundo.”

A descoberta, relatada no início deste mês no Ocean Sciences Meeting , pode ter amplas implicações. As águas profundas, em vez de permanecerem isoladas por centenas ou milhares de anos, podem retornar rapidamente – acelerando a mudança climática ao liberar o carbono que armazenam. As ressurgências também podem aumentar o nível do mar em alguns locais. E o novo quadro pode forçar os oceanógrafos a repensar o comportamento dos oceanos do passado, quando os contornos do fundo do mar diferiam dos atuais.

Os esforços para resolver o quebra-cabeça da ressurgência remontam a décadas, até um artigo seminal de 1966 do famoso oceanógrafo Walter Munk intitulado “ Receitas abissais ”. Ele propôs que as ondas internas que se formam ao longo dos limites entre as camadas oceânicas de diferentes densidades ocasionalmente quebram, assim como as ondas na costa. Essa turbulência, se amplamente distribuída, pode misturar lentamente águas profundas e pesadas e enviá-las para cima. Uma vez que atingissem um nível de 2 quilômetros abaixo da superfície, as águas fluiriam para o Oceano Antártico, onde ventos fortes puxavam as águas para a superfície.

Quando as sondas de queda livre começaram a medir a turbulência do oceano profundo há várias décadas, no entanto, descobriram que grande parte do oceano estava calmo – calmo demais. “As pessoas saíram e procuraram para sempre e não conseguiram encontrar [turbulência]”, diz Matthew Alford, oceanógrafo físico da Scripps Institution of Oceanography e co-investigador da nova campanha. A turbulência encontrada tendia a crescer com a profundidade. Como uma colher mexendo leite no café, a água estava empurrando a água para baixo, não para cima, diz Raffaele Ferrari, oceanógrafo físico do Instituto de Tecnologia de Massachusetts e líder da Discovery campanha “A mixagem estava fazendo o oposto do que Walter Munk havia previsto.” A água estava afundando não apenas nos pólos, mas também em todo o oceano, duas vezes mais do que se pensava anteriormente.

Em 2016, duas equipes de pesquisadores , incluindo uma liderada pela Ferrari , montaram uma imagem que poderia explicar como as águas profundas subiram apesar do empurrão para baixo. Perto do fundo do mar, eles propuseram, as ondas quebrando não poderiam mais impulsionar a água para baixo. Em vez disso, se houvesse montanhas submarinas nas proximidades, a turbulência levaria as águas para as encostas das montanhas, misturando-se com as águas mais claras acima. A água pode subir até uma profundidade de 2 quilômetros, onde a bomba do Oceano Antártico pode assumir o controle.

A ideia encontrou ceticismo - certamente essas grandes ressurgências teriam sido detectadas antes? Mas os oceanógrafos fizeram poucas medições perto do fundo do mar para testar a ideia. “É uma boa maneira de quebrar seu instrumento”, diz Ferrari.

Sua equipe começou a preencher a lacuna em duas visitas no ano passado ao Rockall Trough, um terreno acidentado a noroeste da Irlanda. Os pesquisadores lançaram rastreadores não tóxicos a 1800 metros de profundidade, na base de uma parede denteada do desfiladeiro, e monitoraram a água com amarrações e perfis de turbulência em queda livre. Um rastreador permitirá que os pesquisadores documentem a evolução a longo prazo da água quando retornarem ao Discovery no verão. Outro corante fluorescente de curta duração poderia ser seguido em tempo real. Ele subiu 100 metros por dia durante 3 dias. “Isso foi muito emocionante”, diz Alford. “Você poderia observar a água subindo.”

Os resultados iniciais são “muito legais”, diz Sarah Purkey, oceanógrafa física da Scripps, não afiliada ao projeto. “Parece que estamos falando sobre esse dia há muito tempo.” A taxa de ressurgência parece corresponder à teoria, diz ela. A questão agora é se os processos neste local podem ser extrapolados. “Como escalamos isso para todo o oceano?”

Medidas de ressurgência e turbulência, que serão publicadas em breve, de uma pesquisa realizada há 10 anos na Passagem de Drake, um canal acidentado do fundo do mar entre o Chile e a Antártida, concordam em princípio, diz Ali Mashayekhi, dinamicista de fluidos ambientais do Imperial College London. “Portanto, há alguma indicação de que o que eles estão encontrando é de importância genérica.”

Os Discovery também sugerem que a história não será tão simples quanto Ferrari e outros indicaram inicialmente, diz Sonya Legg, oceanógrafa física da Universidade de Princeton. As marés parecem influenciar os fluxos, não apenas a turbulência. E o destino a longo prazo da água de ressurgência continua a ser visto. É possível que tenha sido levado e dissipado por redemoinhos oceânicos.

Mas a Ferrari está encorajada pelos resultados e diz que eles ajudam a entender certas idiossincrasias oceânicas. Por exemplo, o norte do Oceano Pacífico carece de muita circulação de capotamento. Mas também tem poucos montes submarinos ou cumes vulcânicos – e sem esses facilitadores, a água não pode subir. As descobertas também significam que as correntes dos oceanos passados ​​​​podem ter sido fundamentalmente diferentes, dependendo da atividade vulcânica da Terra – e do quão acidentado ela tornou o fundo do mar. “Não é apenas uma questão de onde estão os continentes”, diz ele. “Você também precisa conhecer a estrutura do fundo do mar.”

How a hidden ocean circulates beneath the Antarctic ice

Como um oceano oculto circula sob o gelo antártico

By Craig Stevens - National Institute of Water and Atmospheric Research, Christina Hulbe - University of Otago a day ago

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One of the world's largest icebergs calved from the Ross Ice Shelf in Antarctica.

(Image: © Leamus/iStock/Getty Images Plus)

 

Júlio Verne enviou seu submarino fictício, o Nautilus, ao Polo Sul através de um oceano oculto sob uma espessa calota de gelo. Escrito 40 anos antes de qualquer explorador chegar ao polo, sua história era apenas meia ficção.

De fato, existem cavidades oceânicas ocultas ao redor da Antártica, e nossas pesquisas mais recentes exploram como o oceano circula sob as prateleiras de gelo do continente - grandes extensões flutuantes de gelo em terra que sobem e caem com as marés.

Essas plataformas de gelo sustentam a enorme calota de gelo terrestre do continente e desempenham um papel importante na avaliação da futura elevação do nível do mar. Nosso trabalho lança uma nova luz sobre como as correntes oceânicas contribuem para o derretimento na Antártica, que é uma das maiores incertezas nas previsões de modelos climáticos.
Read more: Climate scientists explore hidden ocean beneath Antarctica's largest ice shelf

An unexplored ocean

(Image credit: Shutterstock)

A Plataforma de Gelo Ross é a maior placa flutuante de gelo da Terra, com 480.000 quilômetros quadrados. A cavidade oculta oculta se estende por 700 km ao sul da costa da Antártica e permanece praticamente inexplorada.

Sabemos que as prateleiras de gelo derretem principalmente por baixo, banhadas por um oceano em aquecimento. Mas temos muito poucos dados disponíveis sobre como a água se mistura sob o gelo. Isso geralmente é negligenciado nos modelos climáticos, mas nossas novas medidas ajudarão a corrigir isso.

A única outra expedição para a cavidade oceânica sob a plataforma central de gelo Ross remonta à década de 1970 e voltou com resultados intrigantes. Apesar da tecnologia limitada da época, mostrou que a cavidade do oceano não era uma banheira estática. Em vez disso, encontrou camadas finas de massas de água, com temperaturas e salinidades sutilmente diferentes entre as camadas.

Outros estudos oceânicos foram realizados a partir das margens ou do alto. Eles forneceram informações sobre como o sistema funciona, mas para realmente entendê-lo, precisávamos fazer medições diretamente do oceano sob centenas de metros de gelo.


Em 2017, usamos um jato de água quente, modelado em um projeto da British Antarctic Survey, para perfurar 350 metros de gelo no oceano abaixo. Conseguimos manter o líquido do buraco por tempo suficiente para fazer medições detalhadas do oceano e deixar instrumentos para trás para continuar monitorando as correntes e a temperatura do oceano. Esses dados ainda estão chegando via satélite.

 Descobrimos que o oceano oculto age como um estuário maciço com água do mar comparativamente quente (2 ℃) entrando no leito do mar para pedalar perto da superfície em uma combinação de água derretida e água doce subglacial espremida da camada de gelo e da base rochosa escondida da Antártica .

As centenas de metros de gelo isolam a cavidade do oceano dos ventos furiosos e da temperatura do ar congelante da Antártica. Mas nada para as marés. Nossos dados sugerem que as marés empurram o oceano estratificado para frente e para trás, passando por ondulações na parte inferior do gelo e misturando partes da cavidade do oceano.

Read more: How solar heat drives rapid melting of parts of Antarctica's largest ice shelf

This sort of discovery is the ultimate challenge for climate science. How do we represent processes that work at daily scales in models that make projections over centuries? Our data show the daily changes can add up, so finding a solution matters.

For example, data collected outside the ocean cavity and computer models suggest that any given parcel of water spends one to six years making its way through the cavity. Our new data indicate the lower end of the range is more likely and that we should not be thinking in terms of one grand circuit anyway.

The Ross is not the ice shelf in most danger from warming oceans. But its sheer size and its relationship with the neighboring Ross Sea means it is a vital cog in the planetary ocean system.

Read more: Ice melt in Greenland and Antarctica predicted to bring more frequent extreme weather

A importância dessas plataformas de gelo para o aumento do nível do mar nos próximos séculos é muito aparente. Pesquisas mostram que, se o aquecimento atmosférico exceder 2 ℃, as principais plataformas de gelo antártico entrariam em colapso e liberariam o gelo que flui da calota de gelo do continente - elevando o nível do mar em até 3 metros até 2300.

O que é menos compreendido, mas também potencialmente um agente massivo de mudança, é o impacto da água derretida na circulação termohalina global, um ciclo de transporte oceânico que vê o ciclo oceânico do abismo ao largo da costa da Antártida até as águas superficiais tropicais a cada 1.000 anos ou então.

As prateleiras de gelo da Antártica são como um pit stop nesse circuito e, portanto, o que acontece na Antártica ressoa globalmente. Prateleiras de gelo com derretimento mais rápido mudarão a estratificação do oceano, com repercussões na circulação global do oceano - e um resultado disso parece ser uma maior variabilidade climática.