Paleoclimatologia

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Paleoclimatologia é o estudo das variações climáticas ao longo da história da Terra. Para isso, são estudados vestígios naturais que podem ajudar a determinar o clima em épocas passadas.

As observações meteorológicas com a ajuda de instrumentos paleoclimáticos, tal como as conhecemos hoje em dia, datam de há 100 ou 200 anos, dependendo do lugar. Este, porém, é um período muito curto relativamente às alterações sofridas pelo clima ao longo dos tempos, durante milhares ou até milhões de anos.

A história do clima pode ser deduzida através de evidências naturais[1], tais como a composição do gelo, a estrutura de árvores petrificadas e outros fósseis e das rochas sedimentares.

Nos últimos dois bilhões de anos, o clima na Terra tem se comportado de forma mais ou menos cíclica, com períodos frios, chamados períodos glaciais, e períodos quentes, chamados períodos interglaciais. Estas mudanças na temperatura são causadas por diferentes aspectos, tais como perturbações na órbita da Terra, a atividade solar, impactos de meteoros, erupções vulcânicas e a ação humana.

Técnicas Utilizadas

Para se determinar o clima em eras passadas, pela não existência de observações meteorológicas que cobrissem um intervalo de tempo satisfatório, os paleoclimatólogos utilizam algumas técnicas e diversos estudos para se determinar o clima passado[1]. As técnicas mais utilizadas são:

Estudo de geleiras

Ver artigo principal: Geleira

É uma das técnicas mais empregadas. A avaliação de geleiras é possível, pois estas vão se depositando em camadas, de acordo com a era em que foi formada (as mais recentes vão cobrindo as mais antigas). Estima-se que as calotas polares possuem mais de 100 000 camadas. Nestas camadas, estudiosos encontraram pólen, o que é útil para estimar a cobertura vegetal em determinada época. A espessura da camada pode ajudar a determinar a quantidade de chuvas que aquela região recebeu, pois quanto maior a camada, maior a quantidade de chuvas.

Além disso, a relação entre diferentes isótopos de oxigênio e hidrogênio podem ser um indicador da temperatura média daquela região. Dependendo da camada em que forem encontrados, os cientistas podem avaliar a temperatura média daquele período. Destes estudos é que vieram as teorias sobre os ciclos sofridos pelo clima ao longo das eras.

Estudo de árvores petrificadas

Ver artigo principal: Dendroclimatologia

Fósseis de árvores são úteis para a determinação da temperatura e da umidade. Através de datação radiométrica, que utiliza o tempo de vida média dos átomos que constituem o material, determina-se, embora com uma margem de erro de cerca de 200 anos, em média, o período em que esta árvore viveu. Os anéis encontrados nas árvores (ver figura) também são pistas sobre a idade e o clima em que esta árvore viveu. A largura destes anéis variam de acordo com o clima de uma forma geral, a espécie, a idade da árvore e a quantidade de água e alimento disponível naquele solo.

Estudo de sedimentos e rochas

A análise de sedimentos permite verificar características do solo em uma determinada Era. Esta possibilita o estudo das características da vegetação, da vida existente (ou a ausência de) e temperatura através do tipo de rocha.

Existem, basicamente, três tipos de rochas. As magmáticas, que são formadas pela condensação do magma, indicam a existência de vulcões na vizinhança. As sedimentares são formadas pelo acúmulo de sedimentos. Indicam, também, que esta é uma região de formação antiga, que sofreu diversas alterações no clima. As metamórficas são formadas por alterações na composição das duas anteriores devido a variações de pressão e/ou temperatura em eventos extremos, podendo indicar períodos quentes ou frios. Também são indicadoras de atividade erosiva, pois a erosão também forma rochas Metamórficas, sem necessariamente variar temperatura ou pressão local.

As rochas formam camadas também, sendo que estas camadas demoram de milhares a milhões de anos para se sobreporem, formando, assim, uma fonte de dados de períodos muito distantes, já que as rochas sedimentadas se preservam ao longo do tempo.

Estudo de corais

A análise de recifes de corais permite avaliar as alterações nos oceanos. De acordo com as características dos corais permite-se avaliar temperatura da água, bem como sua evolução, pois os corais têm indicadores naturais, como a perda de sua coloração natural.

Datação radiométrica

Os átomos, com exceção do Hidrogênio, possuem prótons e nêutrons (o Hidrogênio mais comum possui apenas um próton, e é conhecido pelo nome de prótio). Os prótons existentes no núcleo repelem-se, porém os nêutrons não permitem que os prótons se separem, exercendo uma força sobre eles. Contudo, quando o número de prótons é grande, os nêutrons não conseguem mais evitar a repulsão entre eles, tornando o átomo instável. Esta instabilidade expulsa partículas do núcleo e é chamado de decaimento. Elementos com mais de 83 prótons ou com uma quantidade elevada de nêutrons sofrem decaimento. Esta “desintegração” é constante e só cessa quando o átomo se estabiliza, o que pode demorar, desde de segundos a milhões de anos, podendo ser medidos através de aparelhos como o espectroscópio de massa e detectores de radiação.

Os elementos radioativos mais usados para datação são:

Urânio-238

É usado para a datação de matérias inorgânicas. O Urânio-238 desintegra-se formando Chumbo-206. Com isto, basta medir a relação Chumbo/Urânio, sabendo que demora anos para esta relação ser igual a 1, para determinar a idade do objeto em questão. Ou seja, sabendo-se que o Urânio-238 tem meia-vida (tempo médio para que metade dos átomos radioativos de Urânio sofrerem decaimento) de anos.

Carbono-14

É usado para a datação de substâncias orgânicas. O Carbono-14 é formado na atmosfera devido à radiação que vem do universo e é absorvido pelas plantas na absorção de CO2. Assume-se, então, que a relação de Carbono-14 (instável) para Carbono-12 (estável) mantém-se a mesma enquanto o espécime está vivo. Após a morte do organismo, o Carbono-14 desintegra-se à Nitrogênio-14 (estável). Com isto, basta medir a relação Carbono-14/Carbono-12, sabendo-se que a meia-vida do Carbono-14 é de cerca de 5600 anos, para saber a idade do item analisado.