Clima e mudança climática

2.2 Clima e mudança climática

A Terra tem dois importantes ciclos de carbono. Um é o biológico, em que os organismos vivos, principalmente plantas, consomem dióxido de carbono da atmosfera para produzir seus tecidos e, depois que morrem, esse carbono é liberado de volta para a atmosfera quando decai por um período de anos ou décadas. Uma pequena proporção desse carbono do ciclo biológico fica enterrada em rochas sedimentares: durante a lenta formação de carvão, como pequenos fragmentos e moléculas em xistos ricos em orgânicos e como as conchas e outras partes de organismos marinhos em calcário. Isso então se torna parte do ciclo geológico do carbono, um ciclo que envolve a maioria do carbono da Terra, mas que opera apenas muito lentamente.

O ciclo geológico do carbono abaixo mostra as várias etapas do processo (não necessariamente nessa ordem):

- A matéria orgânica das plantas é armazenada em turfa, carvão e permafrost por milhares a milhões de anos.

- O intemperismo dos minerais de silicato converte o dióxido de carbono atmosférico em bicarbonato dissolvido, que é armazenado nos oceanos por milhares a dezenas de milhares de anos.

- O carbono dissolvido é convertido por organismos marinhos em calcita, que é armazenada nas rochas carbonáticas por dezenas a centenas de milhões de anos.

- Os compostos de carbono são armazenados em sedimentos por dezenas a centenas de milhões de anos; alguns acabam em depósitos de petróleo.

- Sedimentos contendo carbono são transferidos para o manto, onde o carbono pode ser armazenado por dezenas de milhões a bilhões de anos.

- Durante erupções vulcânicas, o dióxido de carbono é liberado de volta para a atmosfera, onde é armazenado por anos a décadas.

- Durante grande parte da história da Terra, o ciclo geológico do carbono foi equilibrado, com o carbono sendo liberado pelo vulcanismo aproximadamente na mesma taxa que os outros processos o armazenam. Sob essas condições, o clima permanece relativamente estável.

Durante alguns períodos da história da Terra, esse equilíbrio foi perturbado. Isso pode acontecer durante períodos prolongados de vulcanismo acima da média. Um exemplo é a erupção das armadilhas da Sibéria em torno de 250 Ma, que parece ter levado a um forte aquecimento climático ao longo de alguns milhões de anos.

Um desequilíbrio de carbono também está associado a eventos significativos de construção de montanhas. Por exemplo, a Cordilheira do Himalaia foi formada entre cerca de 40 e 10 Ma e durante esse período, e ainda hoje, a taxa de intemperismo na Terra foi aprimorada porque essas montanhas são muito altas e a faixa é muito extensa. O intemperismo dessas rochas, principalmente a hidrólise do feldspato, resultou no consumo de dióxido de carbono atmosférico e na transferência do carbono para os oceanos e minerais de carbonatos no fundo do oceano. A queda constante nos níveis de dióxido de carbono nos últimos 40 milhões de anos, que levou às glaciações do Pleistoceno, é parcialmente atribuída à formação da Cordilheira do Himalaia.

Outra forma não geológica de desequilíbrio do ciclo do carbono está acontecendo hoje em uma escala de tempo muito rápida. Estamos no processo de extrair grandes volumes de combustíveis fósseis (carvão, petróleo e gás) que foram armazenados em rochas nos últimos cem milhões de anos e converter esses combustíveis em energia e dióxido de carbono. Ao fazer isso, estamos mudando o clima mais rapidamente do que nunca.