Madden–Julian oscillations and Calendar-band frequencies in the geological past
A análise das oscilações de crescimento em foraminíferos do Paleógeno Tardio e Neógeno Inicial do Caribe revela periodicidades correspondentes aos ciclos lunares e às oscilações de Madden–Julian atmosféricas, sugerindo que a MJO se propagou globalmente sem atenuação significativa por barreiras continentais durante aquele período geológico.
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Nas profundezas da camada iluminada do oceano, a vida microscópica prospera em um equilíbrio delicado de luz e tempo. Entre essas criaturas minúsculas estão os grandes foraminíferos, organismos unicelulares que constroem conchas intrincadas e vítreas. Muitos deles vivem em parceria com algas, dependendo da luz solar capturada pelas algas para impulsionar seu crescimento. Como sua sobrevivência depende fortemente da luz, seus padrões de crescimento não são aleatórios; eles são sintonizados com os ritmos do céu e do mar. Assim como as plantas se voltam para o sol, esses organismos constroem suas conchas em resposta às mudanças das marés, às fases da lua e até mesmo aos padrões variáveis da atmosfera acima. Por décadas, cientistas estudaram esses ritmos em espécies vivas, descobrindo que suas conchas registram o pulso do planeta. Mas e se esses ritmos não fossem apenas um fenômeno moderno? E se as conchas de criaturas antigas pudessem nos contar sobre os sistemas meteorológicos de milhões de anos atrás, muito antes de os humanos caminharem pela Terra?
Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Viena e da GeoSphere Áustria voltou sua atenção para as conchas fossilizadas de três tipos específicos desses foraminíferos antigos, encontrados em camadas rochosas por todo o Caribe. Essas criaturas, que viveram durante os épocas do Eoceno Superior, Oligoceno Superior e Mioceno Inferior, pertencem a um grupo conhecido como lepidociclínidos. Como seus parentes modernos, elas possuíam conchas vítreas divididas em pequenos compartimentos repetitivos chamados câmaras, que eram subdivididos em unidades ainda menores. Os pesquisadores examinaram fatias finas desses fósseis, medindo o tamanho de cada pequeno compartimento conforme o organismo crescia. Eles procuravam por um padrão: um aumento e diminuição repetitivo no tamanho desses compartimentos que indicasse que o organismo estava reagindo a um ciclo regular em seu ambiente.
A análise revelou uma história clara e consistente. À medida que os antigos foraminíferos cresciam, o tamanho de seus compartimentos não aumentava de forma suave. Em vez disso, o crescimento oscilava, acelerando e desacelerando em um ritmo previsível. Quando os pesquisadores traduziram o número de câmaras em dias, usando as taxas de crescimento de um parente vivo como guia, descobriram que esses ritmos correspondiam a ciclos específicos de tempo. Os padrões mais dominantes ocorriam aproximadamente a cada 7,8 dias, a cada 13,9 dias e a cada 26,7 dias. Houveram também ritmos mais fracos e longos aparecendo em torno de 38,5 e 58,6 dias. Esses intervalos de tempo não são arbitrários; eles se alinham de perto com ciclos naturais conhecidos. Os períodos de 13,9 dias e 26,7 dias correspondem às marés de quadratura semimensais e ao ciclo mensal da lua, respectivamente. O ritmo de 7,8 dias, conhecido como ciclo circaseptano, é mais difícil de atribuir a um evento externo específico e pode ser um relógio biológico interno.
No entanto, a descoberta mais impressionante reside nos ritmos mais longos. As oscilações ocorrendo em torno de 50 dias sugerem uma conexão com um fenômeno atmosférico massivo conhecido como Oscilação de Madden-Julian. Este é um padrão meteorológico de grande escala que se move para o leste ao redor do equador, trazendo períodos alternados de chuvas intensas e condições secas ao longo de um período de 30 a 90 dias. Hoje, este sistema meteorológico é amplamente bloqueado em sua travessia das Américas pela ponte terrestre da América Central, que separa os oceanos Atlântico e Pacífico. No entanto, as evidências fósseis do Caribe sugerem que, durante o Paleogeno Superior e o Neogeno Inferior, essa barreira não existia da mesma forma. Os pesquisadores propõem que águas oceânicas quentes fluíam livremente entre o Atlântico e o Pacífico, permitindo que o pulso atmosférico da Oscilação de Madden-Julian viajasse sem impedimentos ao redor do equador.
Esta descoberta remodela nossa compreensão do clima antigo. Sugere que, durante esses períodos geológicos, os sistemas meteorológicos que impulsionam o clima global estavam mais conectados e poderosos do que são hoje. Os foraminíferos, ao registrarem esses sinais atmosféricos em suas conchas, fornecem uma janela única para um tempo em que o equador era um cinturão contínuo de águas e clima quentes. O estudo não afirma ter resolvido todos os mistérios do clima antigo, mas oferece um novo método para ler o passado. Ao tratar os anéis de crescimento de conchas microscópicas como um calendário, os cientistas podem agora detectar não apenas as marés e a lua, mas também a respiração da própria atmosfera, revelando um mundo onde os padrões meteorológicos do Oceano Índico poderiam ecoar por todo o Caribe sem perder sua força.
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