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segunda-feira, 31 de outubro de 2016

Pesquisadores identificam marcador do Antropoceno no Atlântico Sul

27 de outubro de 2016

Peter Moon  |  Agência FAPESP – Os Estados Unidos e a antiga União Soviética conduziram, entre 1945 e 1963, centenas de testes nucleares em terra, ar e mar, para testar e ampliar o seu arsenal nuclear. Os elementos radioativos forjados nas explosões, ao serem ejetados à estratosfera, depositaram-se em toda a superfície. Em 1963, as duas superpotências assinaram um tratado banindo os testes nucleares de superfície, mantendo apenas aqueles subterrâneos, que confinariam a radiação no subsolo.

Pesquisadores identificam marcador do Antropoceno no Atlântico Sul Amostras de colunas de lama, conhecidas como testemunhos, foram divididas em fatias, de acordo com o momento de depósito de cada camada de sedimento (foto: Rubens Figueira)

Mas se o banimento dos testes feitos durante a Guerra Fria eliminou a possibilidade de futuras contaminações, não havia como eliminar os efeitos dos testes nucleares realizados até o momento da assinatura do tratado. Seus elementos radioativos permanecem.

Ao longo de mais de uma década, pesquisadores do Instituto de Oceanografia da Universidade de São Paulo (IO-USP), em conjunto com colegas do Pará, Pernambuco, Paraná e Uruguai, coletaram em diferentes sistemas estuarinos amostras de sedimentos. Um dos autores da pesquisa no IO-USP foi Rubens Cesar Lopes Figueira, que contou com apoio da FAPESP desde o início – em quatro projetos, com início em 2007, 2009, 2011 e 2014.

Foram feitas coletas na bacia do rio Caeté (Pará), na foz do rio Capibaribe (Pernambuco), no estuário de Caravelas (Bahia), nos sistemas Santos-São Vicente e Cananeia-Iguape (São Paulo), na bacia do Paranaguá (Paraná) e no estuário do rio da Prata (Uruguai).

Ao estudar a composição das amostras, os cientistas detectaram um dado comum: radionuclídeos (traços) do elemento químico césio, na forma do isótopo radioativo césio-137. Radionuclídeos são elementos que emitem vários tipos de partículas e que eventualmente se tornam estáveis.
Usado em radioterapias, o césio-137 é o mesmo do maior acidente radioativo ocorrido no Brasil, em 1987, em Goiânia. Mas a única fonte desse radionuclídeo artificial no Atlântico Sul até a década de 1960 resulta dos testes norte-americanos e soviéticos, destacam os autores em artigo publicado na revista Anthropocene.

Segundo os pesquisadores, a presença de radionuclídeos em matrizes ambientais é uma ferramenta importante para estudos oceanográficos, uma vez que esses elementos químicos registram processos em escalas espaciais e temporais de acordo com seus níveis e distribuição nos sedimentos.
“No caso do césio-137 dos estuários, foram coletadas mais de 30 amostras de coluna de lama na forma de cilindros com 1 a 2 metros de comprimento, que chamamos de testemunhos”, disse Figueira.
Os testemunhos foram divididos em fatias com cerca de 2 centímetros, de acordo com o momento em que cada camada de sedimento foi depositada, as mais novas no topo. Com isso, foi possível estabelecer uma escala de tempo e saber em quais proporções o césio-137 – forjado nas explosões termonucleares americanas e soviéticas, alçado à estratosfera e transportado pelas correntes de ar – foi depositado no litoral sul-americano.

Os pesquisadores também conseguiram identificar com precisão nas amostras de lama coletadas o momento em que o césio-137 foi depositado no hemisfério Sul. Suas quantidades começam a ser perceptíveis a partir de 1954, com o início dos testes das bombas termonucleares de hidrogênio, milhares de vezes mais potentes que as bombas atômicas que destruíram Hiroshima e Nagasaki.

“As proporções de césio-137 se acentuaram ano a ano de 1954 até 1963, quando atingiram o pico. Em seguida, devido ao banimento dos testes, declinaram subitamente”, disse Figueira.

Passagem de era geológica

Segundo outro autor do estudo, o doutorando Paulo Alves de Lima Ferreira (http://www.bv.fapesp.br/pt/bolsas/152647/metodos-de-estudo-de-parametros-e-processos-de-dinamica-sedimentar-marinha-com-radionuclideos-natura/), colaborador do Laboratório de Química Inorgânica Marinha do IO-USP, embora o césio das explosões tenha sido detectado em todas as amostras, ainda assim o foi em quantidades muito menos significativas do que aquelas detectadas em testemunhos no hemisfério Norte, onde os testes nucleares foram realizados.

“A descoberta desse novo marcador ambiental de césio-137 é um exemplo do trabalho que desenvolvemos. Nosso trabalho consiste em achar marcadores químicos dos mais diversos tipos para estudar os efeitos da era industrial, ou seja, os últimos 250 anos”, disse.
Para estudar esses efeitos está a importância da detecção feita pelos pesquisadores: a possibilidade de o isótopo radioativo ser utilizado como marcador na geologia do Atlântico Sul.

Esse marcador, chamado de modelo estratigráfico, poderá validar a passagem do Holoceno ao Antropoceno – termo cunhado em 2000 pelo químico holandês Paul Cruitzen, ganhador do Nobel de Química, para definir a época geológica atual, dominada pelo homem, e que, segundo Cruitzen, seria fundamentalmente diferente de todas as anteriores.

Desde então, pesquisadores têm discutido o ideia e a Comissão Internacional de Estratigrafia (ICS), organismo responsável pela padronização da geocronologia mundial, passou a procurar marcadores que possam definir na geologia o momento em que teria se iniciado o Antropoceno.
Descobrir o momento é uma condição necessária para que a ICS possa um dia proclamar o término do Holoceno, a época atual, iniciada há 11.700 mil anos com o fim da mais recente Idade do Gelo, e inaugurar oficialmente o Antropoceno.

O artigo Using a cesium-137 (137Cs) sedimentary fallout record in the South Atlantic Ocean as a supporting tool for defining the Anthropocene (doi: http://dx.doi.org/doi:10.1016/j.ancene.2016.06.002), de Paulo Alves de Lima Ferreira, Rubens Cesar Lopes Figueira e outros, pode ser lido em http://dx.doi.org/doi:10.1016/j.ancene.2016.06.002.

sábado, 10 de setembro de 2016

Cientistas querem criar oficialmente a era geológica do homem


Edilson Dantas/Folhapress
Aumento da concentração de gás carbônico no planeta seria indício da Era do Homem) ORG XMIT: AGEN1510021411255679
Aumento da concentração de gás carbônico no planeta seria indício da Era do Homem

A ideia de que estamos vivendo uma nova fase da história geológica da Terra, marcada pelos impactos avassaladores da ação de uma única espécie –a nossa– sobre a estrutura do planeta, acaba de dar um passo importante rumo à aprovação oficial. Um time com mais de 30 cientistas apresentou suas conclusões após anos de debates e afirmou que sim, este é o Antropoceno, a Era do Homem.

O anúncio do chamado Grupo de Trabalho do Antropoceno foi feito na semana passada, durante o 35º Congresso Geológico Internacional, realizado na Cidade do Cabo (África do Sul). Pode parecer estranho, mas as decisões sobre os principais temas do debate foram tomadas "democraticamente", por voto.
Dos 35 membros do grupo coordenado por Jan Zalasiewicz, da Universidade de Leicester (Reino Unido), 30 se posicionaram a favor de formalizar o Antropoceno –termo derivado das palavras gregas para "ser humano" e "recente"– como uma fase geológica distinta do desenvolvimento do planeta, e não como uma simples designação simbólica dos impactos do Homo sapiens sobre a biosfera. Uma maioria sólida (28 dos pesquisadores) também apoiou a proposta de definir o início do Antropoceno como a década de 1950.
Essa data, aliás, indica em que ponto a discussão vira uma pedreira, sem trocadilhos. Há regras bastante estritas que estabelecem como (e até onde) pode-se dizer que uma nova fase geológica começa. Os geólogos usam duas siglas prolixas para designar esses detalhes: GSSP e GSSA.

A primeira significa literalmente "ponto e seção de estratótipo de limite global" e se refere a um ponto exato numa camada de rochas que pode ser considerado o momento de início de uma fase geológica. Já GSSA é a sigla de "idade padrão estratigráfica global" e estabelece, como o leitor já deve ter imaginado, uma idade absoluta para o tal GSSP. O fim da Era dos Dinossauros, por exemplo, teria vindo há 66 milhões de anos, e o melhor testemunho dessa catástrofe, segundo a convenção, está nas rochas de El Kef, na Tunísia (nas quais há uma camada de irídio, metal muito mais comum em meteoritos do que na Terra, associada ao bólido celeste que exterminou os dinos).

HORA DA BOMBA?
 
A década de 1950 é interessante para alguns dos membros do grupo de trabalho porque ela inclui, entre outras coisas, a ascensão de testes nucleares em escala relativamente ampla, produzindo o elemento químico plutônio e espalhando o dito cujo planeta afora em quantidades jamais vistas.
Dá para argumentar que geólogos do futuro distante seriam perfeitamente capazes de analisar sedimentos produzidos em meados do século passado e concluir que algo de fundamental havia mudado na química da Terra naquele ponto da história.

Essa foi a opinião de dez dos cientistas que votaram, mas outros citaram elementos como o aumento vertiginoso da concentração de dióxido de carbono na atmosfera (por conta da queima de combustíveis fósseis) ou o aparecimento de plásticos ou de alumínio puro, materiais nunca vistos no planeta antes do século passado.
A questão é encontrar lugares onde esses sinais sejam claros e bem preservados, de maneira a definir um GSSP convincente para a comunidade internacional de geólogos, diz Colin Waters, do Serviço Geológico Britânico.
"Há os que se opõem à formalização do Antropoceno porque acham que a capacidade de defini-lo com base em técnicas estratigráficas tradicionais ainda não foi demonstrada. Alguns pesquisadores argumentam que precisamos achar um GSSP claro, com descrições completas das assinaturas encontradas nele e ideias sobre como encontrar correlações dessas assinaturas em outros lugares do globo", explica Waters.
As possibilidades a respeito desse lugar exato ainda estão em aberto. Sedimentos depositados em bacias oceânicas, em locais como a costa da Califórnia e da Venezuela, estão entre os candidatos, assim como formações calcárias de cavernas da Itália. O grupo de trabalho espera concluir essa busca por candidatos a GSSP em até três anos.

Depois disso, três rodadas de votação ainda devem acontecer. A decisão final é do comitê executivo da União Internacional de Ciências Geológicas.
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FASES DA HISTÓRIA DA TERRA

HADEANO (4,5 bilhões de anos)
Terra sofria bombardeamento de cometas e meteoritos

ARQUEANO (4 bilhões de anos atrás)
Formação dos continentes

PROTEROZOICA (2,5 bilhões -550 milhões de anos atrás)
Intensa atividade vulcânica; surge o oxigênio da atmosfera, produzido por bactérias

PALEOZOICA (550 a 250 milhões de anos atrás)
Formação de grandes florestas, glaciações e surgimento dos primeiros insetos e répteis

MESOZOICA (250 milhões de anos atrás)
Divisão do continente da Pangeia e o surgimento de grandes répteis, como os dinossauros, e mamíferos

CENOZOICA
É dividida em dois períodos

Terciário (60 milhões de anos)
Aves e mamíferos com aparência moderna se diversificam
Quaternário (1 milhão de anos)
é dividido em Pleistoceno e Holoceno (no qual estamos, até então)

segunda-feira, 30 de maio de 2016

A era humana

Material plástico acumulado no fundo dos oceanos pode definir um novo período na história da Terra, o Antropoceno
IGOR ZOLNERKEVIC | ED. 243 | MAIO 2016
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© GIANLUIGI GUERCIA / AFP
Produtos plásticos em lixão: fonte de material sintético que integra sedimentos depositados nas praias e nos oceanos
Produtos plásticos em lixão: fonte de material sintético que integra sedimentos depositados nas praias e nos oceanos

No final de abril, um grupo internacional formado por geólogos, arqueólogos, geoquímicos, oceanógrafos e paleontólogos participou de um encontro em Oslo, na Noruega. O objetivo inicial da reunião, que fez sentar à mesma mesa pesquisadores de áreas tão distintas, era consolidar uma proposta a ser apresentada em agosto na África do Sul para marcar o início do processo de reconhecimento oficial de que a Terra vive uma nova época geológica: o Antropoceno, a era dos seres humanos.
Após dois dias de discussão, porém, o grupo decidiu adiar para 2018 a proposta de formalização do Antropoceno. Até lá, devem ser reunidas mais evidências de que as transformações ambientais provocadas pela ação humana são tão intensas que já produziram marcas indeléveis no registro geológico do planeta. “Queremos apresentar uma proposta suficientemente robusta para que a comunidade científica internacional não tenha dúvidas sobre a formalização do Antropoceno”, conta a oceanógrafa Juliana Ivar do Sul, pesquisadora da Universidade Federal do Rio Grande (Furg), no Rio Grande do Sul, que participou do encontro.

Segundo o grupo que esteve na Noruega, dos anos 1950 para cá, as atividades humanas teriam causado alterações nos processos geológicos da Terra – modificando o ritmo de desgaste de rochas e acúmulo de sedimentos desde a superfície dos continentes até o fundo dos oceanos – muito mais intensas do que as que ocorrem naturalmente. Uma característica marcante desse novo estágio na história da Terra seria a presença cada vez mais abundante de um sedimento artificial, formado por lama e areia misturadas com grãos de materiais sintéticos, em especial o plástico, vindos do lixo produzido pelo ser humano.
“Propor uma nova época geológica é algo muito complexo”, afirma Juliana. “Precisamos das mais diversas evidências científicas e o efeito do plástico nos processos geológicos é só uma delas”, conta a pesquisadora. Especialista na investigação dos efeitos da poluição dos oceanos pelo plástico, Juliana integra o Grupo de Trabalho do Antropoceno, coordenado pelo paleontólogo Jan Zalasiewicz, da Universidade de Leicester, no Reino Unido, e pelo geólogo Colin Waters, do Serviço Geológico Britânico. O grupo foi criado em 2009 pela União Internacional de Ciências Geológicas (Iugs, na sigla em inglês), que define a tabela cronoestratigráfica internacional.

Essa tabela organiza as camadas de rochas que formam os continentes e o fundo dos oceanos seguindo a ordem cronológica em que elas surgiram – as camadas mais antigas aparecem na parte inferior da tabela. As convenções definidas nessa tabela permitem aos geólogos comparar sedimentos e rochas de locais diferentes e determinar suas idades relativas quando não há datação direta, reconstituindo, assim, a história da Terra.
De acordo com a tabela, a época atual é o Holoceno, que começou há 11.700 anos. O início do Holoceno foi definido oficialmente apenas em 2008, quando um grupo de trabalho revisou as evidências científicas de que as camadas de rocha, sedimento e gelo com cerca de 11.700 anos de idade apresentavam marcas deixadas pelas mudanças climáticas que ocorreram no fim da última era glacial do planeta.
052-055_Antropoceno_243A ideia de que o Holoceno teria chegado ao fim com mudanças ambientais provocadas pela civilização moderna, dando início ao Antropoceno, tornou-se conhecida no início da década passada por meio de artigos e conferências do holandês Paul Crutzen, ganhador do Prêmio Nobel de Química de 1995 por seus trabalhos sobre a formação do buraco na camada de ozônio da atmosfera. As ideias de Crutzen inspiraram Zalasiewicz a propor à Iugs um grupo de trabalho para debater o assunto e tentar definir o início do Antropoceno e as suas características.
Embora as conclusões do grupo só devam ser sumarizadas e apresentadas em 2018, as principais evidências levantadas por ele vêm sendo divulgadas e discutidas há algum tempo. O trabalho mais recente a defender o Antropoceno é um artigo de revisão escrito por Waters, Zalasiewicz e mais 22 colaboradores e publicado em janeiro na Science. No paper, os pesquisadores defendem que as atividades humanas já mudaram o planeta a ponto de produzirem em todo o globo sedimentos e gelo com características distintas daqueles formados no restante do Holoceno.
Segundo essa revisão, as camadas de gelo e sedimento depositadas recentemente contêm fragmentos de materiais artificiais produzidos em abundância nos últimos 50 anos: concreto, alumínio puro e plástico, além de traços de pesticidas e outros compostos químicos sintéticos. Mesmo em lugares remotos do planeta, como a Groenlândia, os sedimentos acumulados de 1950 para cá apresentam concentrações de carbono, resultado da queima de combustíveis fósseis, e de fósforo e nitrogênio, usados como fertilizantes na agricultura, muito mais elevadas do que nos últimos 11.700 anos.

Waters, Zalasiewicz e seus colegas estimam ainda que o impacto das atividades humanas atuais pode permanecer registrado por dezenas de milhões de anos. A mineração, as mudanças no clima global e o aumento na taxa de extinção de espécies de plantas e animais também devem deixar suas marcas nas rochas. “O artigo causou muita polêmica”, lembra Juliana. “Muitos pesquisadores discordam de que o Holoceno tenha chegado ao fim e essa discussão ainda deve durar alguns anos.”

Entre os críticos da proposta está o geólogo Stanley Finney, da Universidade do Estado da Califórnia em Long Beach, Estados Unidos. Ele é diretor do conselho executivo da Iugs que define a tabela cronoestratigráfica e, ao lado de Lucy Edwards, do United States Geological Survey, discordou da ideia de criação do Antropoceno em um artigo de opinião publicado na edição de março/abril do boletim GSA Today, da Associação Geológica Americana. No texto, Finney e Lucy afirmam que muitas das camadas depositadas nos últimos 70 anos nas porções mais profundas do oceano não têm mais de 1 milímetro (mm) de espessura. Eles dizem ainda que a maioria das evidências apresentadas pelos defensores do Antropoceno se baseia em previsões sobre o potencial registro em rochas de um futuro remoto. A inclusão do Antropoceno na tabela cronoestratigráfica teria uma razão mais política (denunciar o impacto ambiental da humanidade) do que científica.

“Para se definir uma nova época é necessário que o material depositado tenha expressão na coluna de sedimento em muitos lugares do planeta e em ambientes diversos”, explica o geólogo Michel Mahiques, professor do Instituto Oceanográfico da Universidade de São Paulo (IO-USP). “Não sabemos até que ponto o Antropoceno atende à Iugs nesse pressuposto, uma vez que a época já pode ter expressão em alguns ambientes, como as regiões costeiras, e quase nenhuma expressão em outros, como o fundo das bacias oceânicas.”
© MARCELLO CASAL JR / AGÊNCIA BRASIL
Amostra de plastiglomerado: rocha formada por sedimentos de origem mineral e material plástico, encontrada na praia de Kamilo, no Havaí
Amostra de plastiglomerado: rocha formada por sedimentos de origem mineral e material plástico, encontrada na praia de Kamilo, no Havaí

Juliana lembra que não há consenso nem entre os que apoiam a oficialização do Antropoceno. O grupo de Zalasie-wicz, por exemplo, defende um dia para o início dessa nova época: 16 de julho de 1945, o dia em que foi detonada a primeira bomba atômica, em Alamogordo, no estado norte-americano do Novo México. A data marca o início de uma contaminação da atmosfera por isótopos radioativos liberados em testes de armas termonucleares que já teriam tido tempo para se incorporar ao gelo e ao sedimento de toda a superfície do planeta, deixando um sinal claro para os geólogos do futuro. Outros pesquisadores sugerem, porém, datas mais remotas, como o início da Revolução Industrial, em torno de 1800, para englobar todas as transformações que a humanidade já provocou no ambiente terrestre.

Microplásticos ao mar

Zalasiewicz e Waters convidaram Juliana para participar do Grupo de Trabalho do Antropoceno depois de lerem uma revisão que ela e a oceanógrafa Mônica Costa, da Universidade Federal de Pernambuco, publicaram em 2014 na Environmental Pollution sobre o acúmulo de microplásticos nos oceanos. Microplásticos são fragmentos com menos de 5 mm, em geral invisíveis a olho nu quando flutuam nos oceanos ou estão misturados na lama ou na areia. “Eles queriam saber se poderiam usar os microplásticos como um marcador geológico para o Antropoceno”, conta a pesquisadora, que já coletou o material na superfície do mar em torno de todas as grandes ilhas oceânicas brasileiras, como Fernando de Noronha e Trindade. Com mais 16 membros do grupo, ela realizou um trabalho de revisão publicado em janeiro na Anthropocene resumindo tudo o que se sabe sobre o caminho que os plásticos percorrem pelo planeta. No artigo, os pesquisadores enfatizam que esse tipo de material tem um elevado potencial de ser preservado nos sedimentos marinhos.
A origem dos microplásticos encontrados no mar é variada. Os chamados pellets, esferas do tamanho de uma lentilha, são usados como matéria-prima para fabricar objetos plásticos maiores. Outros resultam da degradação no ambiente de peças maiores. Os microplásticos mais abundantes, porém, são as fibras com 2 a 3 mm de comprimento por 0,1 mm de espessura que compõem o filtro dos cigarros ou se destacam de tecidos sintéticos durante a lavagem. De 1950 para cá, a produção mundial de plástico passou de 2 milhões de toneladas para 300 milhões de toneladas por ano. Estima-se que o total de plástico já produzido (algo da ordem de 5 bilhões de toneladas) seja suficiente para embrulhar o planeta em filme plástico algumas vezes.
Descartados em lixões, os materiais plásticos chegam aos oceanos e às regiões costeiras.

Um estudo coordenado pelo biólogo Alexander Turra, do IO-USP, indicou anos atrás que há 10 vezes mais partículas de microplástico enterradas na areia de uma praia do que na sua superfície. “Antes de nosso estudo, as pessoas subestimavam a quantidade de plástico na areia”, diz Turra. Como a tendência do plástico é boiar, os pesquisadores supunham que os microplásticos permanecessem sempre sobre a areia. Turra e seus colegas, porém, os encontraram enterrados a até 2 metros de profundidade em quatro praias do litoral paulista (ver Pesquisa Fapesp nº 219). Desde então a equipe confirmou o fenômeno em mais 13 praias. Pela distribuição das partículas, Turra suspeita que os microplásticos sejam enterrados pela força de ocasionais tempestades marítimas. Outra parte do plástico produzido e descartado está flutuando nos oceanos. E há, ainda, outro destino: o fundo do mar.

Fósseis plásticos

Embora flutuem no início, os pedaços de plástico (grandes ou pequenos) que permanecem por muito tempo na água salgada acabam colonizados por microrganismos e afundam. Também podem ser engolidos por organismos maiores, de microscópicos zooplânctons a peixes, e submergir com suas fezes ou carcaças. Expedições já encontraram plásticos em diferentes profundidades no relevo submarino. Robôs já fotografaram garrafas, sacolas e redes de pesca em cânions submarinos ao redor da Europa e, em 2015, pesquisadores encontraram microplásticos a mais de 5 quilômetros de profundidade sobre o sedimento da fossa de Karil-Kamchatka, no oceano Pacífico. Testemunhos de sedimentos marinhos indicam que há fibras plásticas por todo o assoalho oceânico.

Zalasiewicz é especialista em microfósseis de 500 milhões de anos de idade, entre eles, os graptólitos, cuja estrutura era composta de moléculas orgânicas com estrutura semelhante à dos plásticos. Se esses microrganismos deixaram registros fossilizados, Zalasiewicz suspeita que o plástico depositado no fundo do mar, especialmente aquele presente no sedimento de cânions submarinos próximos às bordas das plataformas continentais, também tem grande chance de ser preservado por milhares de anos e, quem sabe, um dia intrigar futuros paleontólogos que encontrarem garrafas PET, CDs e bitucas de cigarro fossilizados.

Artigos científicos
 
ZALASIEWICZ, J. et al. The geological cycle of plastics and their use as a stratigraphic indicator of the Anthropocene. Anthropocene. 18 jan. 2016.

TURRA, A. et al. Three-dimensional distribution of plastic pellets in sandy beaches: Shifting paradigms. Scientific Reports. 27 mar. 2014.

IVAR DO SUL, J. A. e COSTA, M. F. The present and future of microplastic pollution in the marine environment. Environmental Pollution. fev. 2014.