Gelo antigo da Antártida revela como os oceanos e os gases de efeito estufa mudaram nos últimos 3 milhões de anos

Há mais de um século, cientistas entendem que a Terra nem sempre foi o planeta mais frio e com calotas de gelo que conhecemos hoje.

Até tão recentemente quanto 3 milhões de anos atrás, a temperatura e o nível do mar eram mais altos - e essa evidência aparece em várias frentes, de fósseis de florestas temperadas encontrados em lugares como o Alasca e a Gronelândia a antigas linhas de praia ao longo da costa atlântica dos EUA.

O que tem sido mais difícil de definir com precisão é o “porquê”: o que, dentro do sistema climático, mudou ao longo desses milhões de anos para resfriar o planeta?

Dois novos estudos abrem uma janela rara e direta para esse enigma ao “ler” o registro climático guardado no gelo antigo da Antártida e no ar aprisionado dentro dele.

Os autores mostram que os oceanos da Terra ficaram cerca de 2 to 2.5°C (3.6 to 4.5°F) mais frios ao longo dos últimos 3 milhões de anos, enquanto essa tendência de longo prazo ocorreu ao mesmo tempo que uma redução apenas modesta nos gases de efeito estufa que retêm calor, como o dióxido de carbono e o metano.

Essa combinação está levando os cientistas a reavaliar com mais cuidado quais outros processos podem ter impulsionado a lenta transição do planeta para condições mais frias.

Em busca de gelo antigo na Antártida

O trabalho foi conduzido por pesquisadores ligados ao National Science Foundation Center for Oldest Ice Exploration (COLDEX). Sediada na Oregon State University, essa ampla colaboração tem como objetivo localizar e analisar o gelo mais antigo preservado na Terra.

O material analisado nos dois estudos veio de Allan Hills, perto da borda da Camada de Gelo da Antártida Oriental.

Não se trata de um local típico de extração de testemunhos, onde as camadas se acumulam ano após ano de forma organizada, como um bolo em camadas. Em Allan Hills, o gelo antigo tende a ficar “encalhado” e deformado.

O gelo flui do interior do continente em direção às margens, e cadeias de montanhas conseguem interferir nesses fluxos.

Com isso, camadas que antes eram horizontais acabam dobradas e torcidas, o que dificulta recuperar uma linha do tempo única, contínua e “limpa”. No lugar, os cientistas obtêm “instantâneos” - blocos de gelo que registram condições médias de janelas específicas no tempo.

“Esses instantâneos estendem os registros climáticos do gelo muito além do que era possível anteriormente”, disse o diretor do COLDEX, Ed Brook, paleoclimatologista da Oregon State University.

Ele destaca que séries tão longas não apenas preenchem lacunas: elas também levantam novas perguntas sobre como o clima da Terra se transformou e até onde os registros em gelo conseguem nos levar.

Monitorando temperaturas antigas do oceano

Um dos artigos na Nature, liderado por Sarah Shackleton - que estava na Princeton University durante a pesquisa - investigou sinais minúsculos preservados no gelo antigo.

Ao examinar as proporções entre diferentes gases nobres retidos no gelo, a equipa identificou um tipo raro de evidência. Ao contrário de muitos métodos tradicionais, que refletem o que aconteceu em um único ponto do planeta, esses gases registram mudanças de temperatura do oceano numa escala bem mais ampla.

“Os gases nobres no gelo fornecem uma forma única de olhar para a mudança de temperatura do oceano”, afirmou Shackleton. “Outros métodos podem dar informações sobre a temperatura do oceano num único local, mas isto dá uma visão mais global.”

Com base nessas medições, o grupo concluiu que a temperatura média do oceano caiu cerca de 2 to 2.5°C (3.6 to 4.5°F) nos últimos 3 milhões de anos. Não foi uma queda abrupta - ainda assim, um resfriamento gradual dessa ordem, quando distribuído pela massa total dos oceanos, representa uma mudança enorme.

O resfriamento do oceano da Terra ficou fora de fase

Os resultados também apontam um padrão mais discreto, porém relevante: o resfriamento não aconteceu no mesmo ritmo nas águas superficiais e no oceano profundo.

Há muito tempo, registros de temperatura da superfície indicam uma tendência constante de resfriamento, que teria continuado até cerca de um milhão de anos atrás. Já os dados de gases nobres sugerem outro encadeamento.

De acordo com o estudo, uma parcela significativa do resfriamento total do oceano começou bem antes - por volta de três milhões de anos atrás - e avançou por aproximadamente um milhão de anos. Esse intervalo coincide com a formação de grandes mantos de gelo no Hemisfério Norte.

Essa falta de sincronização indica uma alteração mais profunda na forma como o calor se deslocava pelo oceano. Em vez de esfriar de maneira uniforme, mudanças na circulação oceânica e na transferência de calor provavelmente modificaram como a energia era trocada entre a superfície e as águas profundas.

Esse reposicionamento é uma peça central do quebra-cabeça climático que os pesquisadores agora tentam detalhar.

O gelo revela gases de efeito estufa antigos

O segundo estudo na Nature, liderado por Julia Marks-Peterson, doutoranda na Oregon State University, recorreu a outro tipo de registo: o próprio ar.

Ao analisar bolhas presas no interior do gelo, a equipa obteve as primeiras medições diretas de dióxido de carbono e metano em amostras com milhões de anos.

O principal resultado chama atenção: os níveis de dióxido de carbono parecem ter permanecido abaixo de 300 partes por milhão durante todo o período de três milhões de anos.

Por volta de 2.7 milhões de anos atrás, o CO2 estava perto de 250 ppm. A partir daí, teria havido uma leve queda - de cerca de 20 ppm - até aproximadamente um milhão de anos atrás. O metano variou ainda menos, mantendo-se em torno de 500 partes por bilhão no longo prazo.

A atmosfera atual é diferente de tudo isso

O estudo também ajuda a enquadrar as concentrações modernas de gases de efeito estufa - e o contraste é grande. Segundo a NOAA, o dióxido de carbono teve média de cerca de 425 ppm em 2025, e o metano teve média de cerca de 1,935 ppb em 2025.

Esses valores não apenas superam a faixa observada ao longo dos três milhões de anos sugeridos pelo gelo: eles são muito mais altos e aumentaram rapidamente ao longo de aproximadamente dois séculos.

Seja qual for a combinação exacta de factores por trás do resfriamento lento da Terra ao longo de milhões de anos, os níveis actuais de gases de efeito estufa estão numa categoria totalmente distinta.

Forças menos visíveis por trás do resfriamento da Terra

Os pesquisadores não afirmam que os gases de efeito estufa sejam irrelevantes. CO2 e metano continuam sendo componentes centrais no equilíbrio energético do planeta.

Mas, se o planeta esfriou enquanto esses gases caíram apenas de forma modesta, outros elementos do sistema climático necessariamente tiveram um papel decisivo.

Os estudos destacam candidatos prováveis, como a reflectividade da Terra (albedo), mudanças na vegetação e na cobertura de gelo, além da circulação dos oceanos.

Se a expansão das camadas de gelo fez o planeta refletir mais luz solar, isso teria reforçado o resfriamento; e alterações nas correntes marinhas podem mudar como o calor é armazenado e transportado. Transformações nos padrões de vegetação também podem influenciar, ao afectar tanto a reflectividade quanto o ciclo do carbono.

“Nossa esperança é que este trabalho refine nossa visão de climas passados mais quentes e torne mais preciso o entendimento de como diferentes elementos do sistema da Terra interagem”, disse Marks-Peterson.

Estendendo o registo climático da Terra

Esses dois artigos marcam um avanço importante, mas também antecipam o próximo passo que o COLDEX pretende dar.

Brook observa que os pesquisadores já encontraram gelo com até 6 milhões de anos no fundo de um testemunho, e que agora trabalham para desenvolver dados dessas amostras ainda mais antigas.

Também foram concluídos novos projectos de perfuração que devem alcançar outras porções de gelo antigo.

Em paralelo, as equipas estão aprimorando técnicas para verificar reconstruções de dióxido de carbono, analisando outros gases e identificando quais condições permitem que gelo muito antigo permaneça preservado sem derreter, misturar-se ou deformar-se.

Em termos simples, o que está ocorrendo é isto: os cientistas estão empurrando o registo de testemunhos de gelo para mais fundo no tempo - e, quanto mais longe ele vai, mais desafia explicações fáceis e “arrumadas”.

O resfriamento dos últimos três milhões de anos pode não ser uma narrativa explicada apenas por gases de efeito estufa, e sim por um sistema climático inteiro - oceanos, mantos de gelo, reflectividade, ecossistemas e circulação - que esfriou em conjunto.