Gotas de água do mar contêm vestígios de um mundo antigo

May 30, 2023

O sal marinho esconde um segredo: pequenas gotas da água do mar de onde veio, preservando a história geológica.

Usando equipamento especializado obtido de fundos de subvenção da National Science Foundation, Mebrahtu Weldeghebriel, PhD '22, pós-doutorado na Universidade de Princeton, e o ilustre professor de Ciências da Terra da Universidade de Binghamton, Tim Lowenstein, foram capazes de reconstruir as mudanças na química da água do mar nos últimos 150 milhões de anos, também obtendo informações sobre processos geológicos relacionados e mudanças climáticas. O artigo deles, “Sistemas Hidrotérmicos do Fundo Marinho Controlam Mudanças de Longo Prazo na Água do Mar [Li+]: Evidências de Inclusões de Fluidos”, foi publicado recentemente na revista Science Advances.

O oceano “é como uma sopa gigante de diferentes elementos”, explicou Lowenstein. “O sódio e o cloreto são os mais comuns, mas existem dezenas de outros dissolvidos na água do mar em pequenas quantidades, como o lítio.”

Eles analisaram o sal marinho (halita) formado em vários momentos ao longo dos últimos 150 milhões de anos em bacias sedimentares geograficamente diversas nos Estados Unidos, Europa, Ásia e África. Dentro das amostras de sal havia pequenos bolsões contendo um pouco de água do mar antiga.

Para acessar as minúsculas gotículas, os pesquisadores usaram um laser para fazer furos nos cristais de sal e, em seguida, um espectrômetro de massa para analisar os diferentes oligoelementos presentes. Nesta investigação, concentraram-se especificamente na concentração de lítio, um oligoelemento que sofreu uma diminuição de sete vezes ao longo dos últimos 150 milhões de anos, paralelamente a um aumento nas proporções entre magnésio e cálcio.

Mas por que?

A causa das variações de longo prazo na composição da água do mar tem sido debatida nas últimas duas décadas. Os investigadores propuseram que o declínio na concentração de lítio na água do mar está principalmente associado à redução da produção de crosta oceânica e à diminuição da actividade hidrotérmica do fundo do mar, ambas influenciadas pelos movimentos das placas tectónicas. A desaceleração da atividade das placas nos últimos 150 milhões de anos levou à adição de menos lítio ao oceano e à redução da quantidade de dióxido de carbono liberado na atmosfera, o que acabou levando ao resfriamento global e à atual era glacial. Retrocedendo 150 milhões de anos, a Terra era um lugar mais quente, com mais dióxido de carbono na atmosfera e mais lítio no mar.

“Existe uma ligação estreita entre a química dos oceanos e a química atmosférica”, disse Weldeghebriel. “Quaisquer mudanças que aconteçam no oceano também refletem o que está acontecendo na atmosfera.”

No geral, a pesquisa de Weldeghebriel e Lowenstein fez um avanço significativo na compreensão da química dos antigos oceanos da Terra e como o movimento das placas tectônicas influenciou a composição da hidrosfera e da atmosfera da nossa Terra. Essas mudanças químicas também impactam a biologia, como as criaturas marinhas que constroem suas conchas com carbonato de cálcio.

“Os oceanos e a atmosfera estão interligados e a forma como eles mudam está relacionada”, explicou Lowenstein. "Tudo está conectado."