Sciam
Clique e assine Sciam
Notícias

Campo magnético enfraquecido da Terra pode ter levado à extinção em massa

Perda de instensidade da magnestosfera, há 565 milhões de anos, poderia ter devastado a vida no planeta

Ryan Somma Flickr (CC BY-SA 2.0)

Um diorama representando um ecossistema típico do fundo do mar durante o período Ediacarano da Terra.  

Há cerca de 565 milhões de anos, a vida na Terra escapou de uma catástrofe. A magnetosfera - o campo magnético que envolve nosso planeta como um escudo protetor - havia se degradado até a menor intensidade observada, de acordo com um estudo publicado em 28 de janeiro na Nature Geoscience. Despida dessa blindagem, a Terra poderia ter sido atingida por erupções solares capazes de corroer a atmosfera, o que levaria gradualmente a perda da maior parte do ar e da água até que ela se tornasse seca e desolada, como é Marte hoje em dia.

Em vez disso, no interior do planeta estava ocorrendo um evento que ajudaria a magnetosfera a se recuperar, de acordo com os autores do estudo. O núcleo interno de ferro líquido da Terra se cristalizou, um processo que os geofísicos chamam de "nucleação". Uma vez sólido, o núcleo giratório agiu como um dínamo giratório, fortalecendo a bolha eletromagnética protetora que envolvia a Terra, e impedindo a devastação de todo o planeta. Esse acontecimento, por sua vez, pode ter preparado o cenário para a explosão cambriana, um evento que ocorreu há aproximadamente 541 milhões de anos, no qual a biosfera subitamente experimentou a maior expansão evolucionária da história do planeta.

Para medir como era o campo magnético da Terra há mais de meio bilhão de anos, o geofísico John Tarduno e seus colegas da Universidade de Rochester analisaram partículas magnéticas de cristais de silicato antigos dentro de uma faixa de rochas ígneas denominada Suíte Intrusiva de Sept-Îles, uma cidade no Quebec. A banda ígnea formou-se a partir do magma ressurgente que esfriava antes de atingir a superfície. Quando o magma esfriou, evidências da paleointensidade, ou força do campo magnético da Terra na época, foram bloqueadas nos cristais.

Os geofísicos foram capazes de determinar o que era essa paleointensidade aquecendo cristais individuais para desmagnetizá-los e, em seguida, reaquecendo as amostras na presença de um campo magnético para transmitir magnetização. Comparando os resultados ao longo do período estimado de 75.000 anos em que os cristais esfriaram, os pesquisadores determinaram que a paleointensidade de cerca de 565 milhões de anos atrás era cerca de 10 vezes mais fraca do que a magnetosfera moderna da Terra - uma descoberta que condiz com estudos independentes que mapeiam o fortalecimento lento e estável da magnetosfera ao longo do tempo geológico. Tarduno e seus colegas supõem que o núcleo crescente da Terra causou essa ascensão: ferro e outros elementos pesados caíram em seu centro quando o núcleo interno cristalizou, deixando uma camada líquida de elementos mais leves nas regiões externas do núcleo, provocando a convecção de longa vida que impulsiona o dínamo da Terra.

De acordo com cientistas não ligados ao estudo, insights sobre o antigo campo magnético da Terra são tão incertos quanto raros. “Obter amostras paleomagnéticas de períodos anteriores é muito importante, porque temos tão poucos dados”, diz Sabine Stanley, geofísica da Universidade Johns Hopkins. "No momento, são dados de um só ponto em um intervalo de tempo específico." Dados de mais lugares são necessários, ela diz, embora ela também observe que o aumento aparente de força da magnetosfera em meio bilhão de anos apoie a análise dos pesquisadores. Elisa Piispa, geofísica da Universidade Yachay Tech, no Equador, adverte que o método de cristal único que o grupo de Tarduno usou ainda não é universalmente aceito. "Alguns dos principais pesquisadores da comunidade paleomagnética são muito céticos quanto isso", diz ela. Porém, novamente, os resultados da equipe são consistentes com vários outros modelos de evolução térmica do núcleo e uma riqueza de outras observações paleomagnéticas, diz Krista Soderlund, pesquisador da Universidade do Texas em Austin.

ESCUDOS ABAIXADOS

O campo magnético enfraquecido descoberto por Tarduno e seus colegas coincidiu com a extinção do final do período Ediacarano, cerca de 542 milhões de anos atrás - uma morte em massa de organismos marinhos primitivos sésseis, que precederam a explosão cambriana. Em 2016, Carlo Doglioni, geólogo da Universidade Sapienza de Roma, propôs que a profusão de novas formas de vida do Cambriano aconteceu, em parte, devido à crescente força da magnetosfera. "O dipolo magnético estava aumentando após o período Ediacarano", diz Doglioni. “Temos uma atmosfera boa e espessa que nos protege da radiação ionizante porque temos um campo magnético forte e bom.” Evidências fósseis sugerem que os organismos que conseguiram suportar a extinção do final do Ediacarano sobreviveram enterrando-se no fundo do mar - uma característica não compartilhada pela biota estática do período Ediacarano, a qual morreu. Quanto aos verdadeiros culpados pelos assassinatos, um estudo de 2016 de Joseph Meert, geólogo da Universidade da Flórida, culpa a luz ultravioleta prejudicial e a radiação cósmica que banharam a superfície depois de passar pelo campo magnético enfraquecido da antiga Terra e pela atmosfera rarefeita. “Quando os escudos caíram, os organismos ediacaranos foram extintos, limpando o espaço ecológico para a posterior explosão cambriana”, diz ele.

Tarduno pede cautela. “O problema com essa hipótese é que a evidência para ela no registro geológico é bastante escassa”, diz ele. “Se olharmos para outros momentos de profunda fraqueza magnética, isso seria o ponto mais baixo de um processo de inversão magnética. Então, é um período de tempo muito curto, talvez algumas centenas a alguns milhares de anos.”

Meert reconhece que outros períodos de instabilidade magnética não estão obviamente ligados a eventos de extinção. "Mas é o fato de que o campo magnético da Terra foi mais fraco, no geral, pelo longo período de tempo que levou à extinção", diz ele. "No meu ponto de vista, existe um campo magnético fraco desde o período Ediacarano até o início do Cambriano. Então, houve um longo período de tempo com o campo magnético enfraquecido."

Tarduno diz que, apesar da perda da proteção magnética, a atmosfera da Terra e o fato de as criaturas do Ediacarano viverem no mar forneceram proteção suficiente contra a radiação prejudicial. Mas, Meert observa que o Ediacarano antecede a existência de plantas terrestres que contaminam as águas dos dias modernos com material orgânico; pode ser que as águas dos oceanos ediacaranos fossem excepcionalmente claras, permitindo que a radiação ultravioleta alcançasse profundidades maiores. "A água atenua os raios UV, mas não é uma cura para todos", diz ele. “Os raios UV podem penetrar a profundidades significativas, da ordem de 10 metros ou mais. Muitos desses ediacaranos provavelmente estavam em águas ainda mais rasas do que isso ”.

Courtney Sprain, geocientista da Universidade de Liverpool, na Inglaterra, que não participou de nenhum dos estudos, diz que são necessários mais dados para determinar os fatores que levam à extinção do Ediacarano. "Eu acho que existem caminhos para entender isso em um nível mais alto no futuro", diz ela. Um caminho é determinar se o campo magnético diminuiu em todo o mundo neste momento ou se o fenômeno foi localizado em torno da Suíte Intrusiva de Sept-Îles, observa ela. Outro local seria restringir melhor o tempo das vicissitudes da magnetosfera.

Enfim, Sprain diz que determinar a causa da extinção do Ediacarano é essencial para entender a evolução da vida desde então. “Isso tem importantes implicações para o que está acontecendo com a Terra hoje, para as mudanças modernas que estamos vendo no clima e para nos ajudar a entender a quais processos os humanos estão potencialmente contribuindo para que possam levar a esses colapsos ecológicos em grande escala. Isso nos ajuda a inferir algo sobre o nosso próprio futuro."

Jim Daley

Para assinar a revista Scientific American Brasil e ter acesso a mais conteúdo, visite: http://bit.ly/1N7apWq