Estudos sugerem um drástico escurecimento e resfriamento global atuando na extinção dos dinossauros não-aviários

- Atualizado no dia 22 de agosto de 2024 -

Ao longo da história da Terra, massivos asteroides e cometas atingiram a superfície terrestre e um dos mais catastróficos desses eventos ocorreu há ~66 milhões de anos, provocando a quinta extinção em massa no planeta que pôs um fim à era dos dinossauros. Nos últimos anos, cientistas vêm esclarecendo com cada vez mais detalhes a cascata de eventos associados com o esse impacto. Em particular, está cada vez mais claro que um escurecimento e dramático resfriamento global foram determinantes no processo de extinção. Um estudo publicado em 2017 no periódico Geophysical Research Letters (Ref.1) e um estudo mais recente, publicado em 2023 no periódico Nature Geoscience (Ref.5), trouxeram importante suporte para essa hipótese.

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Com ajuda ou não de poderosas atividades vulcânicas na época (1), o impacto do asteroide ou cometa (2) na Península Yucatan (México) - com a subsequente formação da Cratera de Chicxulub - é provavelmente o principal fator que engatilhou e sustentou o evento de extinção em massa onde cerca de três quartos das espécies de plantas e animais sucumbiram há ~65 milhões de anos (final do Cretáceo). Os mecanismos para esse massivo extermínio - conhecido como evento do Cretáceo-Paleogeno (K-Pg) - podem incluir:

- Resfriamento e escurecimento global (inverno global) a curto, médio e longo prazo produzidos por poeira, fuligem e enxofre ejetados na atmosfera (Aquecimento Global: Uma Problemática Verdade);

- Aquecimento a longo prazo das massivas quantidades de dióxido de carbono liberadas;

- Acidificação oceânica causada pela massiva quantidade de dióxido de carbono (Gás carbônico e a acidez dos mares);

- Tempestades de fogo à nível global disparadas pelos altos níveis de emissão de radiação térmica oriundas da pluma de impacto.

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Para mais informações:

> Existe evidência recente que o impacto de Chicxulub também engatilhou um megaterremoto cujos tremores ao redor da Terra persistiram por semanas até meses após a colisão. É estimado que esse megaterremoto liberou cerca de 10^23 joules de energia, equivalente a ~50 mil vezes mais energia do que aquela liberada no catastrófico terremoto de magnitude 9,1 que atingiu Sumatra em 2004. Ref.4

> Um estudo publicado na Science (Ref.6) trouxe evidência geoquímica - baseada em análise de isótopos de rutênio - apontando que o enorme corpo que se chocou na Terra há ~66 milhões de anos era um asteroide formado além da órbita de Júpiter. O estudo rejeitou a hipótese de que o corpo poderia ter sido um cometa: a assinatura isotópica de rutênio na cratera de impacto em Chicxulub é compatível com um asteroide do tipo carbonáceo.

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Entre esses mecanismos, a massiva liberação de gases quimicamente ativos de rochas sedimentares do local de impacto para a atmosfera é o mais aceito como mecanismo primário. Quando uma onda de choque de suficiente alta pressão atravessa rochas sedimentares, estas se decompõem e formam parte da pluma de impacto em expansão. No local da Cratera de Chicxulub, onde água marinha, carbonatos porosos e evaporitos acabam se formando na porção superior do alvo, esse processo levou à injeção de dióxido de carbono, gases carregando enxofre e vapor de água para a atmosfera, grande parte com velocidades acima de 1 km/s (3600 km/h). Nessas circunstâncias, enxofre rapidamente forma um aerossol, o qual reflete e absorve radiação solar, causando um rápido esfriamento na superfície terrestre, enquanto a adição de dióxido de carbono contribui para o aquecimento a longo prazo.

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Historicamente, as quantidades exatas dos gases e partículas liberados na atmosfera decorrentes do impacto têm sido incertas. O estudo de 2017 foi o primeiro a realizar estimativas quantitativas nesse sentido com alta precisão, com base na medida de vários parâmetros associados ao impacto, apesar de algumas limitações como valores de pressão envolvidos no processo de devolatização para a calcita e a anidrita.

No cenário descrito pelo estudo - considerando um asteroide como objeto de impacto -, o evento imediato liberou cerca de 425 ± 160 Gigatoneladas (Gt) de dióxido de carbono e 325 ± 60 Gt de enxofre. O asteroide (meteoro ao entrar na atmosfera) se aproximou da superfície a um ângulo máximo entre 30-60°, com uma velocidade em torno de 18 km/s, massa de 2,5 mil Gt (densidade de 2,6g/cm3) e possuindo uma extensão de aproximadamente 12 km. Cerca de 12 mil Gt de sedimentos sólidos foram ejetados a altas altitudes na atmosfera após o impacto, com cerca de 50% das massas de rochas sedimentares atingidas alcançando altitudes acima de 25 km. O impacto do asteroide gerou uma cratera (Chicxulub) inicial com algo entre 80 e 100 km de diâmetro (com a gravidade levando ao colapso dos lados da depressão e expandindo bastante a cratera minutos depois) e 30 km de profundidade.

A massiva injeção de partículas na alta atmosfera teria afetado profundamente o clima do planeta, resfriando sua superfície drasticamente por vários anos e tendo um grande impacto nas temperaturas das massas oceânicas por centenas de anos.

Um estudo prévio publicado no começo de 2017 (Ref.2) tinha estimado uma quantidade de 100 Gt de enxofre e 1,4 mil Gt de dióxido de carbono sendo ejetados como resultado do impacto, gerando um abaixamento da temperatura global média de no mínimo 26°C, 3 e 16 anos de temperaturas abaixo de zero e um período de recuperação maior do que 30 anos (tudo na superfície do planeta).

Considerando esses dados, como a quantidade de enxofre gerada na estimação do estudo subsequente foi bem maior, e uma quantidade de dióxido de carbono bem menor, o resfriamento provavelmente foi ainda mais intenso e com consequências mais drástica para o planeta por bem mais tempo.

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Nesse último ponto, um estudo mais recente, publicado na Nature Geoscience, realizou simulações paleoclimáticas baseadas em parâmetros sedimentológicos de um depósito terrestre expandido do limite K-Pg na Dakota do Norte, EUA. As simulações visaram avaliar os efeitos relativos e combinados de poeira de silicatos e gases de enxofre gerados pelo impacto de Chicxulub, assim como fuligem de incêndios florestais, no clima pós-impacto. Os pesquisadores encontraram uma contribuição maior do que antes sugerida de poeira fina (~0,8-8,0 μm) de silicatos injetada na atmosfera, e associada com um tempo de permanência atmosférica de 15 anos. Eles estimaram que esse cenário teria testemunhado uma queda de temperatura superficial média na Terra de até 15°C - inicialmente causadas pelo enxofre e com o inverno global sendo subsequentemente sustentado pelas partículas finas de silicato. Além disso, mudanças simuladas na atividade fotossintética solar nesse cenário - dramático bloqueio da radiação solar [faixa do visível] na atmosfera - apontaram "desligamento" da fotossíntese por quase 2 anos pós-impacto. Somados, esses fatores teriam causado um catastrófico colapso da produtividade primária (ex.: morte massiva de plantas e outros seres fotossintetizantes), reduzindo dramaticamente recursos alimentares para animais diversos nos oceanos e nos continentes.

REFERÊNCIAS

Artemieva et al. (2017). Quantifying the Release of Climate-Active Gases by Large Meteorite Impacts With a Case Study of Chicxulub. Geophysical Research Letters. Volume 44, Issue 20, Pages 10, 180-10, 188. https://doi.org/10.1002/2017GL074879
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2016GL072241/full
https://www.nasa.gov/feature/asteroid-day-and-impact-craters
https://www.geosociety.org/GSA/News/pr/2022/22-54.aspx
Senel et al. (2023). Chicxulub impact winter sustained by fine silicate dust. Nature Geoscience 16, 1033–1040. https://doi.org/10.1038/s41561-023-01290-4
Fischer-Gödde et al. (2024). Ruthenium isotopes show the Chicxulub impactor was a carbonaceous-type asteroid. Science, Vol. 385, Issue 6710, pp. 752-756. https://doi.org/10.1126/science.adk4868