Terra bola de neve: O presente é a chave para o passado!

O longo  e bellissimo artigo é uma tradução com ferramentas de internet e pode conter herrores e horrores que não consegui corregir, mas se entende bem… +/-

É um dos grandes princípios de geologia: as regras do mundo não mudaram ao longo do tempo e o que faz  trabalhar hoje, era o mesmo milhões, bilhões de anos atrás. Por conseguinte, olhando o passado da terra, podemos deduzir as razões por que certos fenômenos  ocorrem no presente e talvez até mesmo encontrar algumas pistas para compreender o futuro.
Por exemplo, uma das pistas que levou à idéia de uma glaciação passada, que se estendeu do país de Gales para o pólo norte, foi a presença de grandes pedras, e todos com  composição  diferentes do chão, e os encontramos centenas, se não milhares de quilómetros de distancia  dos depósitos mais próximos da rocha-mãe.

Fig. 1: estas rochas, às vezes de enormes dimensões, eram chamadas de “irregulares”. A imagem apresenta uma, redescobertos nessa época em Itália há algum tempo, na região de Pianezza. A grande rocha  foi mais tarde usada como material de construção.

O mistério das pedras foi resolvido em 1821 por Ignaz Venetz, um engenheiro suíço, que teve a visão de considerar as pedras como restos de antiga morene — línguas de detritos transportados pelas geleiras; Uma vez que a geleira tinha desaparecido, algumas das pedras maiores foram um testemunho da sua presença.
A hipótese  abalou o mundo científico: a ideia de tal extensão do gelo parecia ridícula. Mas, ao longo do tempo e com outros testes, se chegou à conclusão de que, por diversas vezes nos últimos milhões de anos, as condições de gelo eram muito mais alargadas do que agora, tocando seu máximo último cerca de 18000 anos atrás.

Fig. 2: nestas duas imagens, uma comparação da terra durante o último máximo glacial e atual. Afeta não só a enorme extensão de gelo no hemisfério norte, mas também o baixo do nível do mar: enormes quantidades de água foram detidas no cups. Depois que eles foram soltos, deixou atrás de long restringir lagos e, como o de Como, Itália, ou os grandes lagos no norte América.

Algumas décadas mais tarde, quando a teoria da glaciação foi aceita totalmente,  o mundo científico estava vivendo um espanto ainda maior, quando em certas regiões da África Central foram descobertas estes enormes massos errantes. Com o tempo, outras estruturas geológicas, como estrias glaciais ou rochas de composição de gelo, foram encontradas em baixas latitudes.
Estas anomalias foram vistas como decorrentes de outros factores, não atribuíveis a um arrefecimento. a principal objeção era que a banda está contido entre os trópicos, recebendo a maior parte do calor do sol, e não pode congelar. Na verdade, mesmo durante a última idade do gelo, eles estavam quentes.
Ele  então fez outra hipótese: uma antiga extensão de gelo (depósitos réus de volta a idade entre 600 e 700 milhões de anos atrás) pode ter atingido um nível que reflete a luz do sol para aquecer os trópicos, eliminando assim o calor de parede que impediu a apertar toda a terra?
Ainda hoje, na verdade, o gelo reflete entre 30% e 40% da luz recebida do sol (a neve chega a 90%, e por isso, é muitas vezes em montanha voçé é cegado por reverberação) e os desertos podem refletir entre 25% e 30%; pelo contrário, a floresta retorna um máximo de 15%, e a água do mar nãochega a mais de 8%. Este fenômeno é chamado de albedo e significa que um mundo com lotes de gelo ou coberto s com desertos, reflete a maioria da radiação solar de um mundo quente e úmido.

Fig. 3: O albedo da Terra hoje. Observe que as áreas glaciais como na Sibéria, no Canadá, Groenlândia, reflectem até 40% da radiação solar. até mesmo o deserto e as grandes cadeias de montanhas são caracterizadas por um albedo muito alto. Por outro lado, as regiões de floresta tropical, como África Central ou da Amazônia, estão sujeitos a um albedo muito baixo.

Qual era a situação do mundo é 700 milhões de anos atrás?
Evidências geológicas do período levaram a uma configuração que reforçou a evidência de uma glaciação global. no momento, na verdade, todas as terras foram Unidas para formar um supercontinente que iria ter dominado a era dos dinossauros, Pangea.
Mas ao contrário do Pangea, que viu um ecossistema completo, o supercontinente de 700 milhões de anos atrás Rodínia, teria sido um deserto sem vida  e camada de ozônio que protege a superfície da terra pelos raios do sol, ele ainda não estava completo. As plantas não existiam e não teria surgido ainda 180 milhões de anos. Na ausência de fotossíntese, vida teve lugar na água, protegida da radiação, onde não vai além de algas ou cianobactérias.
Rodínia, o continente deserto, assim, tinha um albedo muito maior do que os relatórios de terra, reflectindo uma parte muito maior da luz solar.
Mas mais importante do albedo, teria sido a sua mesma posição.
O supercontinente alongado como uma lâmina larga e plana, a partir do Pólo Sul para latitudes da Islândia. a base geológica de região polar ampla para garantir a acumulação de gelo (glaciação dos últimos milhões de anos, tiveram suas causas na posição da Antártida, que permite que você tenha um núcleo de que partes do corpo salientes fornecem o gelo durante os períodos mais frios), mas, ainda mais, a grande “foice” das terras surgiu na localização tropical e tinham um duplo efeito de resfriamento.

Fig. 4: reconstrução de Rodínia no final de sua história, cerca de 600 milhões de anos atrás. Por favor, note a forma quase de “hook” da terra, junto com a wide região polar.

Para começar, seria assegurado um albedo alto em regiões tropicais, onde a radiação do sol foi mais forte: se você tem um albedo alto nas regiões polares, os efeitos são limitados, porque a energia recebida é menor. Mas em local tropical, o efeito seria  muito mais acentuado. Além disso, a posição dos continentes seria feita em maior erosão, que teria trazido uma quantidade maior de rocha de silicio para reagir com o oxigênio e água, prendendo-lo dentro de uma grande quantidade de dióxido de carbono e, assim, reduzindo o calor aprisionado na atmosfera.
A consequência, no entanto, foi a falta de circulação oceânica que, como no presente, efetivamente transportar água quente até a altas latitudes: as regiões polares visto climas extremos com temperaturas bem abaixo dos atuais.
Normalmente, mecanismos que tendem a levar para a natureza extrema das reacções recebidas, para levar a terra em direção a um clima ideal, mas de 700 milhões de anos atrás, todos estes factores (juntamente com outros como um único mais jovem e menos ativo, ou bastante oxigênio no ar por neutralizar o metano presente nele) foram caminhando em uma direção.
Entre 725 e 625 milhões de anos atrás, portanto, em pelos menos duas ocasiões que regiões polares de Rodínia resfriado, talvez até mesmo uma mudança na circulação oceânica. o aumento da quantidade de gelo trouxe o albedo a crescer, reduzindo as temperaturas absorvidas e trazer luz a cair novamente. As calotas polares expandidas e eles absorveram água do mar, trazendo novos albedo de superfície de terra e aumentar ainda mais.
Quando as calotas de gelo chegou a uma latitude de cerca de 34 ° (aproximadamente a altura da Sicília ou do Texas na América e bem antes das posições dos trópicos), quanto maior o albedo a luz tornou-se absorvida: as calotas de gelo não encontrarom nenhuma resistência e se alargarom a um ritmo cada vez mais rápido até  abranger toda a terra sob uma espessa camada de um quilómetro e meio.

Fig. 5: aqui está como ele foi, talvez, a terra de 700 milhões de anos atrás, no momento de uma glaciação global. Não está claro se, pelo menos em alguns períodos, um cinto fino de água líquida é estendido ao longo do Equador. Mas mesmo que tinha sido o caso, o resto da Terra ter visto a temperatura média de 40 graus abaixo de zero, com uma média de 110 °, talvez até mesmo-120 ° ao redor do Pólo Sul. Para comentários, as temperaturas médias da parte mais interna da Antártida, a área mais legal de toda a terra, é sobre-57 °.

Para a vida era uma bagunça.
Quase todas as formas de vida foram dizimadas pelo gelo prevalecente. sobreviverom apenas, no fundo do mar, algumas formas de bactérias e algas muito simples em torno de chaminés vulcânicas, onde a presença de nutrientes químicos e adaptação à falta de luz solar, decidiu, então, para não iniciar a partir do zero.
Com o terreno completamente coberto com gelo, perto de um círculo vicioso de redução de temperaturas, quentes ou temperadas áreas livre de que as tampas poderiam começar a se aposentar, a glaciação global parecia eterna.

Fig. 6: Europa, uma das luas de Júpiter. Sua superfície é totalmente coberta por gelo, que oculta, talvez, um oceano de água líquida. Detritos transportados por asteróides e elevada presença de minerais no show de gelo as áreas mais escuras. Talvez isso foi a aparição da terra setecentos milhões anos atrás.

O que permitiu a terra para sair?
Ao longo dos anos, a oposição mais forte contra a idéia de uma “Terra bola de neve”  foi a que teve que apresentar um conflito vicioso: o albedo muito alto nunca teria permitido a terra derreter. Como foi possível para apenas um milhão de cem anos mais tarde, tinha sido a maior explosão de vida na história da terra, no Cambriano?
A resposta veio considerando as condições climáticas nesse momento. A terra era um deserto enorme, com muito pouca chuva, porque a água livre era realmente baixas quantidades; Além disso, a glaciação global ocorreu no final da vida, quando o supercontinente Rodínia estava começando a dividir. A ação da deriva continental levou a intensa atividade vulcânica ao longo de falhas tectónicas  e levou à produção de grandes quantidades de dióxido de carbono.
Na Terra hoje, a produção é mantida por reacções de rochas vulcânicas com oxigênio na atmosfera (que não poderia acontecer com quilômetros de gelo), mas principalmente pela chuva, que se conserva enormes quantidades em terra e no mar. Em um mundo sem chuva e com uma intensa atividade vulcânica, a produção de dióxido de carbono teve para não receber qualquer travão. e, em alguns milhões de anos, passou de 13% do aumento total de cerca de 350 vezes.
Uma quantidade similar de dióxido de carbono tinha que ter sucesso, aproximadamente 625 milhões de anos atrás, criando um efeito de estufa tão poderoso para neutralizar o albedo e para retirar rapidamente as calotas polares, e descobrir assim novos mares e terras.
A presença do solo e da água, em seguida, permitiria que o dióxido de carbono líquido de volta ao optar por recusar, trazendo a situação no estado ideal.

Fig. 7: dióxido de carbono conduziria a um aquecimento rápido, levando a anterior oposição a essas temperaturas até + 50 ° global de mídia. Com o rápido desaparecimento das calotas de gelo, dióxido de carbono no mar e foi rapidamente no solo, permitindo temperaturas voltar ao menos valores extremos. Esta explicação, no entanto, não tem em conta as características típicas de dióxido de carbono.

Este oficial, pelo menos, de acordo com as idéias dos efeitos de dióxido de carbono na atmosfera: (com base em dados, então considerado falsos, de retirada do dielétrico na Gronelândia durante a década de 1980) um aumento linear de calor atmosférico de acordo com o aumento do CO2. Este relatório, na verdade, não existe. Dióxido de carbono tem uma logarítmica correlaçõe com a absorção de calor, ou seja, o aumento da quantidade logo começa a esgotar o seu efeito, para lançar o abuso e reduzir a zero. Em seguida, uma atmosfera composta por 13% de CO2 não teria qualquer efeito sobre a fusão de neve; Sinto-me muito mais plausível uma explicação relacionada a deriva continental: 650 milhões de anos atrás, como já mencionados, a Rodínia foi no final de sua história, e não é improvável que uma mudança nas posições dos continentes, com seu movimento longe das regiões polares e uma circulação oceânica renovada, sofreram o clima a um inferior extremo.
Só então, com a reabertura de áreas marinhas e o retorno da superfície de erosão em contacto com o ar, o CO2 deve ser reduzido; sem, no entanto, que o efeito que ele tinha algumas correlações com as temperaturas. Estudos de retirada do dielétrico e Climatologia recentes têm mostrado que a correlação entre o aumento do dióxido de carbono e o aumento das temperaturas, deve ser revertida: que possui a maior temperatura para empurrar o grandes “tanques” de dióxido de carbono (como o terreno, o permafrost, acima do nível do mar), há grandes quantidades, geralmente com um atraso de cerca de 800 anos em relação ao aumento das temperaturas.

Seja qual for a explicação, o debate continua. mas a descoberta de novos depósitos no Canadá reforçou ainda mais a teoria.
Muito recentemente, finalmente, alguns estudiosos tem aventurou-se uma idéia fascinante: a erosão maciça que se seguiu rapidamente o derretimento, devido tanto para o recuo do gelo e do clima, a grande escorrimento alterado dos rios, poderia ter dissolvido na água do mar enormes quantidades de nutrientes (particularmente fósforo). Uma colheita similar, em seguida, levaria a organismos de sobreviventes do desastre para replicar como nunca antes. mas algumas espécies de partida (como uma situação como a da Terra bola de neve e sua posterior expulsão deve ter beneficiado os organismos mais simples e facilmente adaptável), passando por uma enorme superpopulação, liderou a tendência de exceder o custo de reprodução para formar organismos multicelulares, tornando a vida na terra incrível salto em frente que teria trazido a biosfera para se tornar o que é hoje.

Fig. 8: talvez a explosão cambriana, a propagação de novas espécies que ocorreu entre 530 e 490 milhões de anos atrás, foi causada pela enorme disponibilidade de nutrientes devido à erosão do solo após a idade do gelo. Se assim, o mistério da explosão cambriana seria finalmente uma solução.

O fenômeno da “Terra bola de neve”, assim, trouxe nova vida depois de uma longa temporada de frio (não por acaso que o período que viu a Terra bola de neve foi nomeado para vários anos “criogeniano”).
A análise das causas da idade do gelo global leva a uma última pergunta: pode acontecer novamente? O passado será a chave para isso?
Há uma boa chance de que os dois episódios do Criogeniano não foram apenas da história da terra: algumas dezenas de milhões de anos antes de outro glaciação talvez tenham atingido os trópicos (mesmo na ausência de provas que conseguiram incorporar toda a terra).
Um episódio é certamente muito mais em Siderian, entre 2500 e 2300 milhões de anos atrás (então no início da vida na terra, quando até mesmo os continentes foram jovens e muito menos estendidos): uma enorme proliferação de bactérias resultou em uma grande atmosfera, oxigenação e, em seguida, separar a enorme quantidade de gás metano (metano tem uma capacidade de reter calor sobre 20 vezes a do dióxido de carbono e neste caso a correlação pode ter tido um efeito, mas parece mais plausíveis casos de uso sobre o movimento dos continentes), em seguida, apresentar em CO2 e água. Naquela época, a terra era aquecida pelo sol muito mais fraco e, portanto, o gás de diluição pode ter conduzido a uma idade de gelo que cobrem toda a terra, que iria durar pelo menos 200 milhões de anos: a idade do gelo Huroniana.

Fig. 9: Huroniana A idade do gelo foi a mãe de todos os glaciação, segurando a terra em um aperto de geada para duas vezes, enquanto todos os episódios de Criogeniano juntos. O sol muito mais fraco deve ter levado a diminuir até temperaturas, mas a grande atividade vulcânica movendo continentes ainda seria capaz de dizer final.

Vimos como, além de albedo, a posição dos continentes também desempenha um papel fundamental na temperatura média do planeta. Ela afeta as correntes oceânicas, que podem resultar em um curto espaço de tempo para um aquecimento ou arrefecimento da atmosfera.
Nos últimos anos, houve uma suspeita de que uma destas correntes está em perigo. Se isso acontecesse, quais as consequências? Poderia este levar a um glaciar como aqueles de 20000 anos atrás? Ou a situação seria ainda mais grave e levaria a uma nova Terra  bola de neve?

Por Stefano Sciarpa