Semnalul de platină din gheaţa Groenlandei: misterul climatic de acum 12.800 de ani îndreptat spre vulcani

Sursa foto: Imagine generată AI iAceastă imagine a fost generată automat de AI pe baza rezumatului articolului și nu reprezintă un moment real fotografiat.

În inima stratului masiv de gheaţă al Groenlandei a fost descoperit un semnal chimic neobişnuit care a alimentat timp de ani buni dezbateri despre un posibil impact cosmic la sfârşitul ultimei ere glaciare. O creştere bruscă a concentraţiei de platină, identificată în unicele secvenţe vechi de aproximativ 12.800 de ani, a fost interpretată iniţial ca dovadă a căderii unui meteorit sau a unui fragment de cometă. Investigaţii recente, însă, reorientează explicaţia către un agent mult mai terestru: activitatea vulcanică.

Semnalul de platină şi legătura cu o schimbare climatică abruptă

Perioada în jurul a 12.870 de ani în urmă marchează începutul aşa-numitului eveniment Younger Dryas, o revenire bruscă la condiţii rece care a durat până în jurul a 11.700 de ani în urmă. În acea etapă a istoriei Pământului, temperaturile pe emisfera nordică au scăzut brusc, iar semnele din registrele naturale arată transformări dramatice în ecosisteme şi în circulaţia atmosferică şi oceanică. Descoperirea unei anomalii chimice în nucleele de gheaţă — o creştere pronunţată a platinei — a fost interpretată ca un posibil indiciu că un obiect extraterestru ar fi produs răcirea abruptă.

Analize noi, publicate de o echipă de cercetători în revista PLOS One, propun o perspectivă diferită: semnalul provine foarte probabil din erupţii vulcanice, nu dintr-un impact cosmic. Această interpretare reconfigurează modul în care comunitatea ştiinţifică priveşte cauzele posibile ale unei dintre cele mai puzzling schimbări climatice din ultimele zeci de mii de ani.

Comparaţii chimice care schimbă ipoteza impactului

Unul dintre motivele principale pentru care semnalul de platină iniţial a fost atribuit unui eveniment cosmic ţine de faptul că meteoriţii şi cometele pot introduce în atmosferă elemente rare. Totuşi, rocile din spaţiu au adesea o compoziţie relativ bogată în iridiu, iar raportul dintre platină şi iridiu observat în nucleele de gheaţă nu corespundea tiparelor cunoscute ale materialelor extraterestre.

Pentru a clarifica lucrurile, cercetătorii au analizat mostre de pumice provenite din depunerile erupţiei Laacher See, un eveniment vulcanic major produs în Germania în aceeaşi fereastră temporală. Echipa a studiat 17 probe de pumice, măsurând conţinuturile de platină, iridiu şi alte elemente în urme pentru a alcătui o „amprentă” chimică a materialului vulcanic. Rezultatele au fost concludente: mostrele de pumice au prezentat concentraţii de platină foarte mici, la niveluri egale sau sub limitele de detecţie, ceea ce exclude Laacher See ca sursă directă a semnalului de platină găsit în Groenlanda.

Mai mult, când cercetătorii au comparat compoziţia nucleelor de gheaţă cu alţi tipuri de materiale geologice, cea mai apropiată potrivire a rezultat a fi condensatele gazelor vulcanice — produsele care se formează atunci când gazele emise de un vulcan se răcesc şi se condensează în particule solide sau lichide. Această corespondenţă chimică sugerează că platină din nucleele de gheaţă ar fi putut deriva din gaze vulcanice conţinând metale grele.

Pentru detalii, studiul publicat în PLOS One

Analiza completă şi datele care susţin această interpretare sunt prezentate în studiul publicat în PLOS One, care includ datele de laborator şi comparaţiile între probele vulcanice şi înregistrările din nucleele de gheaţă.

Cronologia semnalului: prea târziu pentru a fi declanşatorul Younger Dryas

Un argument decisiv în favoarea originii vulcanice este plasarea în timp a semnalului de platină în raport cu începutul Younger Dryas. Datele actualizate ale nucleelor de gheaţă indică faptul că vârful de platină apare la aproximativ 45 de ani după debutul răcirii. Această decalare temporală este incompatibilă cu ipoteza că materialul care a produs semnalul ar fi fost cauza iniţială a schimbării climatice, în sensul declanşării inverse a încălzirii către răcire.

Mai mult, nivelurile ridicate de platină au persistat pentru o perioadă de aproximativ 14 ani, sugerând un proces prelungit de depozitare a particulelor, în contradicţie cu așteptarea unei depuneri instantanee şi violente caracteristice unui impact meteoratic major.

Vulcanii islandezi: candidate potrivite pentru un semnal de durată

Vulcanii din Islanda sunt capabili să producă erupţii de tip „fissure” (erupţii pe fisuri) care se pot menţine ani sau chiar decenii. Aceste tipuri de erupţii, combinate cu condiţiile geo-mecanice din regiune la sfârşitul ultimei glaciaţii, oferă o cale plauzibilă pentru generarea unui semnal de platină cu durata şi intensitatea observate în nucleele de gheaţă din Groenlanda.

Pe măsură ce gheţarii se retrag, presiunea exercitată asupra scoarţei terestre scade. Această descărcare exercită modificări în regimul de tensiune şi poate favoriza activitatea magmatică. Astfel, în intervalul de tranziţie dintre starea glacială şi cea interglacială, eruptivitatea în regiuni precum Islanda ar fi putut fi amplificată, generând cantităţi mari de gaze şi particule care apoi au fost transportate la distanţă şi depuse pe calotele glaciare.

Interacţiunea dintre erupţiile submarine sau subglaciare şi apa de mare sau apa provenită din topirea gheţarilor poate modifica chimia emisiilor: compuşii de sulf pot fi eliminaţi, iar metalele grele pot fi concentrate în condensatele gazelor vulcanice. Aceste particule, odată injectate în atmosferă, pot circula şi pot fi depuse la mii de kilometri distanţă, inclusiv pe suprafaţa Groenlandei.

Exemple istorice susţin această capacitate de transport la distanţe mari: erupţia Katla din secolul al VIII-lea a produs un vârf de 12 ani în concentraţiile unor metale precum bismut şi thalium în nucleele de gheaţă din Groenlanda, iar erupţia Eldgjá din secolul al X-lea a lăsat un semnal clar de cadmiu. Chiar dacă în acele cazuri nu s-a măsurat platină, ele ilustrează abilitatea erupţiilor islandeze de a livra semnale metalice detectabile la mari distanţe.

Rolul erupţiilor în declanşarea răcirii: sulfatul ca agent climatic

Deşi semnalul de platină nu pare a fi cauza iniţială a Younger Dryas, alte evidenţe din nucleele de gheaţă arată prezenţa unui vârf mare de sulfati care se aliniază foarte precis în timp cu debutul răcirii, în jurul anului 12.870 înainte de prezent. Un aport masiv de sulf în stratosferă poate produce efecte de răcire la scară globală, prin reflectarea radiaţiei solare şi perturbarea circulaţiei atmosferice şi oceanice.

Acest tip de forţare climatică este compatibil cu un episod exploziv vulcanic de mare amploare, capabil să elibereze sulfatul necesar pentru a reduce fluxul de energie solară incidentă şi a declanşa un efect dominou de extindere a gheţei şi modificare a curenţilor de aer şi apă.

Aşadar, chiar dacă platină nu a fost declanşatorul imediat al Younger Dryas, o erupţie vulcanică puternică în aceeaşi perioadă ar fi putut fi responsabilă pentru iniţierea răcirii prin mecanisme legate de injecţia de sulf în atmosferă. Această ipoteză include ca posibili candidaţi fie erupţii terestre precum Laacher See, fie alte surse vulcanice încă neidentificate, care au lăsat în stratul de gheaţă amprente chimice distincte.

Ce rămâne deschis: sferule, păturile negre şi alte probe

Studiul care s-a concentrat asupra semnalului de platină nu a abordat toate liniile de dovezi invocate anterior în favoarea ipotezei impactului cosmic. Unele dintre aceste dovezi includ sferule — mici fragmente sferice de material topit — şi straturi întunecate numite „black mats” găsite în anumite sedimente terestre. Aceste elemente rămân subiect de investigaţie, iar interpretarea lor nu a fost invalidată sau confirmată direct de analiza platinei.

Prin urmare, deşi explicaţia cea mai simplă şi cea mai susţinută de datele actuale indică o origine vulcanică pentru anomalia de platină, dezbaterea ştiinţifică rămâne deschisă în ceea ce priveşte întreaga gamă de indicatori şi mecanisme care au contribuit la declanşarea şi menţinerea evenimentului Younger Dryas.

Importanţa înţelegerii trecutului pentru evaluarea riscurilor viitoare

Reconstrucţia cauzelor care au dus la schimbări climatice abrupte în trecut are implicaţii practice pentru anticiparea riscurilor viitoare. Atât impacturile extraterestre, cât şi marile erupţii vulcanice sunt evenimente rare anual, dar inevitabile pe perioade lungi de timp. Cunoaşterea modului în care sisteme climatice sensibile au răspuns la astfel de forţări în trecut ajută la modelarea scenariilor şi la pregătirea pentru consecinţele posibile ale unor perturbări globale viitoare.

Studiul care reorientează semnalul de platină spre origine vulcanică, semnat de Charlotte E. Green, James U. L. Baldini, Richard J. Brown, Hans-Ulrich Schmincke, Marie Edmonds şi Thomas C. Meisel şi publicat în PLOS One, reprezintă un pas important în rafinarea explicaţiilor posibile pentru una dintre cele mai remarcabile schimbări climatice din istoria geologică recentă.

Pentru o prezentare accesibilă a analizei şi concluziilor, materialul realizat de The Conversation oferă un context suplimentar asupra implicaţiilor şi metodologiei utilizate în aceste investigaţii: analiza publicată în The Conversation.

Pe măsură ce tehnicile de datare şi de caracterizare chimică a materialelor geologice se perfecţionează, şi pe măsură ce noi nuclee de gheaţă şi alte registre naturale devin disponibile, imaginea completă a cauzelor şi efectelor în jurul evenimentului Younger Dryas va continua să se clarifice. Până atunci, datele actuale susţin ideea că un episod eruptiv major în emisfera nordică a avut un rol determinant în răsturnarea temporară a tendinţei încălzirii postglaciare.