Há cerca de 252 milhões de anos, quase toda a vida na Terra desapareceu.
Conhecida como a extinção em massa do Permiano-Triássico — ou a “Grande Morte” —, essa foi a mais catastrófica das cinco extinções em massa conhecidas nos últimos 539 milhões de anos da história do nosso planeta.
Até 94% das espécies marinhas e 70% das famílias de vertebrados terrestres foram exterminadas. As florestas tropicais — que serviam, como hoje, como importantes sumidouros de carbono que ajudavam a regular a temperatura do planeta — também sofreram declínios maciços.
Os cientistas concordam há muito tempo que esse evento foi desencadeado por um aumento repentino dos gases de efeito estufa, que resultou em um aquecimento intenso e rápido da Terra. Mas o que permaneceu um mistério é por que essas condições extremamente quentes persistiram por milhões de anos.
Nosso novo artigo, publicado na revista científica Nature Communications, fornece uma resposta. O declínio das florestas tropicais manteve a Terra em um estado de estufa quente, confirmando a suspeita dos cientistas de que, quando o clima do nosso planeta ultrapassa certos “pontos de inflexão”, pode ocorrer um colapso ecológico verdadeiramente catastrófico.
Uma erupção maciça
O gatilho para o evento de extinção em massa do Permiano-Triássico foi a erupção vulcânica de enormes quantidades de lava derretida na atual Sibéria, uma região hoje conhecida como os “Trapps Siberianos”. Essa rocha derretida entrou em erupção em uma bacia sedimentar rica em matéria orgânica.
A rocha derretida estava quente o suficiente para derreter as rochas circundantes e liberar grandes quantidades de dióxido de carbono na atmosfera da Terra durante um período tão curto quanto 50.000 anos, mas possivelmente tão longo quanto 500.000 anos. Acredita-se que esse rápido aumento do dióxido de carbono na atmosfera terrestre e a consequente elevação da temperatura tenham sido o principal mecanismo que levou ao extermínio de grande parte da vida na época.
Em terra, acredita-se que as temperaturas da superfície aumentaram entre 6°C e 10°C – um aumento rápido demais para que muitas formas de vida pudessem evoluir e se adaptar. Em outras erupções semelhantes, o sistema climático geralmente retornou ao seu estado anterior dentro de 100.000 a um milhão de anos.
Mas nessas condições de “superestufa”, que resultaram em temperaturas médias da superfície equatorial acima de 34°C (aproximadamente 8°C mais quente do que a temperatura média equatorial atual) persistiram por cerca de cinco milhões de anos. Em nosso estudo, buscamos responder por quê.
As florestas morrem
Analisamos os registros fósseis de uma ampla variedade de biomas de plantas terrestres, como áridos, tropicais, subtropicais, temperados e arbustivos. Analisamos como estes biomas mudaram desde pouco antes do evento de extinção em massa até cerca de 8 milhões de anos depois.
Nossa hipótese era que a Terra aqueceu muito rapidamente, levando à extinção da vegetação de baixas a médias latitudes, especialmente as florestas tropicais. Como resultado, a eficiência do ciclo do carbono orgânico foi bastante reduzida imediatamente após as erupções vulcânicas.
As plantas, que não podem simplesmente se levantar e se mover, foram fortemente afetadas pelas mudanças nas condições.
Antes do evento, muitas turfeiras e florestas tropicais e subtropicais existiam ao redor do equador e absorviam carbono
Quando reconstruímos fósseis de plantas a partir de trabalhos de campo, registros e bancos de dados sobre o evento, no entanto, vimos que esses biomas foram completamente exterminados dos continentes tropicais. Isso levou a uma “lacuna de carvão” de milhões de anos nos registros geológicos.
Essas florestas foram substituídas por pequenos licópodes, com apenas dois a 20 centímetros de altura.
Enclaves de plantas maiores sobreviveram nos polos, em regiões costeiras e ligeiramente montanhosas, onde a temperatura era um pouco mais baixa. Após cerca de cinco milhões de anos, elas haviam recolonizado a maior parte da Terra. No entanto, esses tipos de plantas também eram menos eficientes na fixação de carbono no ciclo do carbono orgânico.
Isso é análogo, de certa forma, a considerar o impacto da substituição de todas as florestas tropicais atuais pela vegetação de arbustos espinhosos que esperamos ver no interior da Austrália.
As florestas finalmente retornam
Usando evidências dos dias atuais, estimamos a taxa na qual as plantas absorvem o dióxido de carbono atmosférico e o armazenam como matéria orgânica em cada bioma diferente (ou sua “produtividade primária líquida”) sugerida nos registros fósseis.
Em seguida, usamos um modelo de ciclo de carbono recentemente desenvolvido chamado SCION para testar nossa hipótese numericamente. Quando analisamos os resultados do nosso modelo, descobrimos que o aumento inicial da temperatura dos Trapps Siberianos perdurou por cinco a seis milhões de anos após o evento devido à redução na produtividade primária líquida.
Foi apenas quando as plantas se restabeleceram e o ciclo de carbono orgânico reiniciou que a Terra lentamente começou a sair das condições de superestufa.
Mantendo um equilíbrio climático
É sempre difícil traçar analogias entre as mudanças climáticas passadas nos registros geológicos e as que estamos vivenciando hoje. Isso porque a extensão das mudanças passadas é geralmente medida ao longo de dezenas a centenas de milhares de anos, enquanto atualmente estamos vivenciando mudanças ao longo de décadas a séculos.
Uma implicação importante de nosso trabalho, no entanto, é que a vida na Terra, embora resiliente, é incapaz de responder a mudanças maciças em escalas de tempo curtas sem reestruturações drásticas da paisagem biótica.
No caso da extinção em massa do Permiano-Triássico, as plantas foram incapazes de responder em uma escala de tempo tão rápida quanto 1.000 a 10.000 anos. Isso resultou em um grande evento de extinção.
No geral, nossos resultados destacam a importância dos biomas e ambientes de plantas tropicais e subtropicais para manter o equilíbrio climático do planeta. Eles mostram como a perda desses biomas pode contribuir para o aquecimento climático adicional – e servir como um ponto de inflexão climático devastador.
Zhen Xu foi a principal autora do estudo, que fez parte de seu trabalho de doutorado.
