Há cerca de 56 milhões de anos, a Terra subitamente ficou muito mais quente. Ao longo de cerca de 5.000 anos, a quantidade de carbono na atmosfera aumentou drasticamente e as temperaturas globais subiu cerca de 6°C.
Como mostramos em novo pesquisar publicado na Nature Communications, uma consequência foi que muitas das plantas do mundo não conseguiam mais prosperar. Como resultado, absorveram menos carbono da atmosfera, o que pode ter contribuído para outra coisa interessante sobre esta onda de calor planetária pré-histórica: durou mais de 100.000 anos.
Hoje a Terra está a aquecer cerca de dez vezes mais rapidamente do que há 56 milhões de anos, o que pode tornar ainda mais difícil a adaptação das plantas modernas.
Retrocedendo 56 milhões de anos
As plantas podem ajudar a regular o clima através de um processo conhecido como sequestro de carbono. Isso envolve capturar dióxido de carbono da atmosfera por meio da fotossíntese e armazená-lo em suas folhas, madeira e raízes.
Contudo, o aquecimento global abrupto pode impactar temporariamente esta função reguladora.
Investigar como a vegetação da Terra respondeu ao rápido aquecimento global ocorrido há cerca de 56 milhões de anos – conhecido formalmente como Máximo Térmico Paleoceno-Eoceno (ou PETM) – não é fácil.
Para isso, desenvolvemos um modelo computacional simulando a evolução, dispersão e ciclagem do carbono das plantas. Comparamos os resultados do modelo com pólen fóssil e dados de características de plantas de três locais para reconstruir mudanças na vegetação, como altura, massa foliar e decíduos durante o evento de aquecimento.
Os três locais incluem: a Bacia de Bighorn nos Estados Unidos, o Mar do Norte e o Círculo Polar Ártico.
Concentramos nossa pesquisa no pólen fóssil devido a muitas propriedades únicas.
Primeiro, o pólen é produzido em grandes quantidades. Em segundo lugar, viaja extensivamente através de correntes de ar e água. Terceiro, possui uma estrutura resiliente que resiste à degradação, permitindo a sua excelente preservação em formações geológicas antigas.
Vera Korasidis
Uma mudança na vegetação
Nos locais de latitudes médias, incluindo a Bacia de Bighorn – um vale profundo e amplo no meio das Montanhas Rochosas do norte – as evidências indicam que a vegetação tinha uma capacidade reduzida de regular o clima.
Os dados do pólen mostram uma mudança para plantas menores, como palmeiras e samambaias. A massa foliar por área (uma medida da densidade e espessura das folhas) também aumentou à medida que as árvores decíduas diminuíram. Solos fósseis indicam níveis reduzidos de carbono orgânico no solo.
Os dados sugerem que plantas mais pequenas e resistentes à seca, incluindo palmeiras, prosperaram na paisagem porque conseguiam acompanhar o aquecimento. Eles estavam, no entanto, associados a uma capacidade reduzida de armazenar carbono na biomassa e nos solos.
Em contraste, o local ártico de alta latitude apresentou aumento da altura da vegetação e da biomassa após o aquecimento. Os dados polínicos mostram a substituição das florestas de coníferas por táxons pantanosos de folhas largas e a persistência de algumas plantas subtropicais, como as palmeiras.
O modelo e os dados indicam que as regiões de altas latitudes poderiam adaptar-se e até aumentar a produtividade (ou seja, capturar e armazenar dióxido de carbono) num clima mais quente.
Um vislumbre do futuro
A perturbação da vegetação durante o PETM pode ter reduzido o sequestro de carbono terrestre durante 70.000-100.000 anos devido à capacidade reduzida da vegetação e dos solos para capturar e armazenar carbono.
A nossa investigação sugere que a vegetação que é mais capaz de regular o clima demorou muito tempo a crescer, e isso contribuiu para a duração do evento de aquecimento.
O aquecimento global de mais de 4°C excedeu a capacidade de adaptação da vegetação das latitudes médias durante o PETM. O aquecimento provocado pelo homem está a ocorrer dez vezes mais rapidamente, limitando ainda mais o tempo de adaptação.
O que aconteceu na Terra há 56 milhões de anos realça a necessidade de compreender a capacidade dos sistemas biológicos para acompanhar as rápidas mudanças climáticas e manter um sequestro eficiente de carbono.
