Formação Montney: núcleo de rocha na Colúmbia Britânica revela a recuperação após a Grande Morte

Abaixo do nordeste da Colúmbia Britânica, no Canadá, perfuradores passam décadas extraindo gás de um fundo marinho com 250 milhões de anos. Essa mesma rocha, porém, guarda também o registro mais completo que sobreviveu da retomada da vida depois da pior extinção da história do planeta - um detalhe que, por muito tempo, quase ninguém levou a sério.

Agora, uma análise recente de um testemunho (núcleo) retirado desse campo de gás montou a linha do tempo mais nítida até hoje sobre como a vida se reergueu. Os pesquisadores conseguiram cravar as datas de cada etapa do processo e perceberam que um fator inesperado ditava o ritmo dessa recuperação.

Lendo o relógio de um núcleo de rocha

A rocha em questão é a Formação Montney, um empilhamento de sedimentos de um antigo assoalho oceânico que hoje está soterrado em grande profundidade sob o nordeste da Colúmbia Britânica.

Um projeto de perfuração trouxe à superfície um núcleo contínuo com quase 1.300 pés (395 metros) de comprimento, com todas as camadas preservadas na sequência em que foram depositadas. Sem lacunas. Sem capítulos perdidos.

Esse tipo de completude é incomum - e extremamente valioso. Em geral, rochas dessa idade aparecem expostas, quebradas e alteradas pelo intemperismo, com trechos do registro apagados.

Trabalhar com esses afloramentos é como tentar entender um livro do qual arrancaram páginas ao acaso. Já o núcleo da Montney manteve a narrativa inteira.

A equipe foi liderada por Chen Shen, do CNOOC Research Institute, em Pequim, em colaboração com pesquisadores da University of Calgary (UCalgary) e da Western Carolina University.

Os cientistas passaram o núcleo inteiro por um scanner que dispara raios X na rocha e identifica quais elementos químicos “voltam” na leitura. O procedimento gerou mais de 37.000 medições - aproximadamente uma a cada centímetro (0,4 polegada) - e quantificou 30 elementos diferentes ao longo de todo o comprimento.

O que a química revela

Somadas, essas medições renderam mais de um milhão de pontos de dados, e os padrões começaram a aparecer. As concentrações de certos elementos subiam e desciam em cadências regulares, camada após camada, como pulsações lentas atravessando a pedra.

Essas cadências têm origem no espaço. A órbita da Terra e a inclinação do seu eixo oscilam em ciclos previsíveis, com durações de dezenas a centenas de milhares de anos, alterando sutilmente como a luz solar se distribui pelo planeta.

Quando a insolação muda, o clima responde - e o clima deixa marcas no modo como o sedimento se acumula. Os geólogos chamam esses padrões de ciclos de Milankovitch, e um estudo recente confirma que eles podem ser rastreados por centenas de milhões de anos.

Se você reconhece esses ciclos dentro de um núcleo, ganha um “relógio” capaz de registrar a passagem do tempo geológico. Foi isso que os pesquisadores fizeram: compararam os ritmos químicos da Montney com ciclos orbitais já conhecidos.

Em seguida, amarraram toda a sequência a um marco inicial fixo: uma elevação global do nível do mar que define a base da formação, datada de 252 milhões de anos atrás.

Uma linha do tempo mais precisa

Com esse ponto de ancoragem, o núcleo virou um relógio capaz de datar as fronteiras entre as subdivisões do Triássico Inicial - período de recuperação após a extinção em massa do fim do Permiano, também chamada de Grande Morte.

Os cientistas dividem esse intervalo em fases nomeadas, mas as idades exatas em que uma fase termina e a outra começa permaneciam teimosamente imprecisas. Só a duração da primeira fase já foi estimada em menos de um milhão de anos ou em mais de dois.

As novas idades, por outro lado, deixam muito menos espaço para variação. Por volta de 247 milhões de anos atrás - é aí que a equipe posiciona o fim do Triássico Inicial -, e cada limite interno fica determinado com precisão de cerca de 100.000 anos. Para rochas tão antigas, isso é um nível de precisão elevado.

Esses valores também batem com resultados obtidos no outro lado do mundo. Um conjunto independente de idades calculadas a partir de rochas no sul da China coincidiu com os números canadenses para o encerramento do período, com diferença de apenas 50.000 anos.

Dois registros, em dois continentes, usando dois métodos, chegando praticamente ao mesmo resultado. É esse tipo de convergência que transforma uma cronologia debatida em algo bem mais firme.

A conexão com a inclinação

Com o relógio funcionando, a equipe pôde investigar o que comandou os avanços e as pausas na recuperação. A vida não retornou em uma trajetória reta. A retomada foi longa e irregular, interrompida repetidamente por picos de calor e por fases em que o oceano ficou pobre em oxigênio.

Um dos ciclos orbitais se destacou. A inclinação do eixo da Terra oscila em um ciclo de aproximadamente 33.000 anos, e esse sinal apareceu como dominante no registro da Montney.

As variações de oxigênio no fundo do mar e as mudanças climáticas acompanharam de perto esse ciclo de inclinação, sugerindo que a “oscilação” do planeta ajudou a marcar o compasso dos momentos em que a vida ganhava terreno - e daqueles em que voltava a perder.

A química do núcleo aponta para essa relação, embora seja mais difícil explicar exatamente como a mudança de inclinação se traduzia em alterações no oceano; e o próprio núcleo tem limites sobre o que consegue mostrar. Ainda assim, o aspecto que surge com nitidez é o tempo: as oscilações ambientais e os degraus da recuperação andaram no mesmo ritmo orbital.

Um sumidouro de carbono inesperado

A descoberta mais surpreendente aparece cedo na sequência, por volta de 250,6 milhões de anos atrás. Nesse trecho do núcleo, há um salto abrupto na presença de organismos minúsculos, com conchas de cálcio, que flutuavam em mar aberto. Essas formas de vida planctônicas produzem grandes quantidades de carapaças duras, que acabam registradas como camadas ricas em cálcio.

Antes deste estudo, esse pulso específico de formação de conchas não tinha sido amarrado a um momento preciso - nem associado a um mecanismo. O núcleo da Montney permite as duas coisas.

A interpretação é que essa floração retirou carbono da água e o aprisionou no assoalho oceânico, tornando esses micro-organismos flutuantes participantes relevantes do balanço de carbono do planeta durante a recuperação.

Esse detalhe muda parte da narrativa do retorno da vida. A floração subiu e desceu em sincronia com o mesmo ciclo de inclinação que atravessa o restante do registro, indicando que um empurrão astronômico pode ter ligado e desligado um importante sumidouro de carbono enquanto o oceano ainda se estabilizava.

Relógio do núcleo de rocha traz precisão

A novidade aqui não é a ideia de que a vida se recuperou, e sim a precisão com que isso pode ser medido. Pela primeira vez, um único registro contínuo, sem quebras, desta margem do mundo antigo data as etapas da recuperação e relaciona sua cadência a um fator específico da órbita terrestre.

A incerteza que por muito tempo cercou essas idades encolheu para algo em torno de cem mil anos. Um relógio mais afiado muda o que os pesquisadores conseguem fazer a seguir.

Com datas confiáveis, torna-se possível alinhar acontecimentos separados por oceanos e perguntar se ocorreram ao mesmo tempo ou se se propagaram pelo globo com atraso. O ritmo deixa de ser chute e passa a ser algo que pode ser medido.

O impacto desse tipo de registro vai além do passado profundo. Naquele período, o mundo foi empurrado para uma crise por aquecimento rápido e mares com pouco oxigênio - as mesmas pressões que hoje recaem sobre os oceanos.

Ter um registro claro de quanto tempo a vida levou para se recompor naquela época, e do que controlou essa velocidade, oferece aos cientistas um teste raro, em escala planetária, de como ecossistemas reagem a um choque desse tipo.