Por Marco Gonzalez
Anéis de crescimento de seção do tronco de um cipreste calvo (Taxodium distichum) possivelmente da Carolina do Norte, EUA.
(Crédito: James St. John).
Este artigo faz parte da série Paleoclimatologia e contém informações sobre arquivos proxies climáticos com taxa de crescimento.
3.5.1. Árvore
Dados proxies climáticos | Fonte |
razão isotópica, composição química, taxa de crescimento e densidade | anel de crescimento |
Como o crescimento das árvores é influenciado pelas condições climáticas, os padrões na largura e na densidade dos anéis das seções de troncos de árvores, assim como a composição química e a razão isotópica na madeira, refletem variações no clima.
Diagrama de seção transversal de tronco de árvore.
A maior parte do tronco de uma árvore é constituída pelo xilema (alburno e cerne).
Cada anel de crescimento tem uma parte interna menos densa e mais vascularizada.
Cada novo anel de crescimento é constituído pelo floema secundário que é construído anualmente.
(Crédito: Merriam-Webster, Inc.).
Raio: feixe alongado formado por células dispostas horizontalmente, orientado do centro para a periferia da árvore. Conduz a seiva até a casca. Medula: parte interna do sistema vascular. É formada por tecido vivo. Sistema vascular: sistema constituído pelo xilema e pelo floema secundário, sendo responsável pela condução de água e nutrientes através de todos os órgãos das plantas vasculares. Xilema: tecido vascular responsável, principalmente, pela condução de água e sais minerais das raízes para as partes superiores da planta, fazendo condução ascendente. É constituído pelo alburno (xilema funcional) e cerne (xilema não funcional). Alburno: conjunto de células responsáveis pela condução ascendente de água e solutos nela dissolvidos. Tem coloração geralmente mais clara que o cerne. Cerne: antigas células do alburno que se tornaram inativas para o transporte da água. Pode conter substâncias, como óleos, resinas e gomas, frequentemente responsáveis pela coloração mais escura e que, geralmente, proporcionam maior durabilidade natural. Floema secundário: tecido que se origina do câmbio vascular. Ocupa posição lateral em caules e raízes, e pode se estender na forma de faixas até as folhas. Câmbio vascular: tecido condutor responsável pela condução de substâncias orgânicas elaboradas na fotossíntese viabilizando o crescimento do vegetal. Câmbio de cortiça: tecido que produz a superfície externa secundária, a casca externa. |
As árvores geralmente produzem um anel por ano, principalmente em regiões temperadas. Estes anéis registram seu crescimento preservando características anuais do clima por séculos ou milênios. Asssim, a dendrocronologia pode fornecer uma idade de calendário precisa. Para períodos do passado mais remoto, a dendroclimatologia utiliza método de datação cruzada, ou seja, datação em que a largura dos anéis em árvores de diferentes idades é comparada.
Dendrocronologia: ciência que estuda os padrões de crescimento dos anéis das árvores. Dendroclimatologia: ciência que usa os anéis de crescimento para estudar o clima presente e reconstruir o clima do passado. |
Geralmente, cada anel tem uma parte clara (crescimento rápido na primavera/início do verão) e uma parte escura (crescimento lento no final do verão/outono) para cada ano de crescimento. A largura dos anéis de uma árvore reflete determinadas condições que dependem da temperatura e da umidade. Eles serão mais largos quando as condições ideais de crescimento estão presentes e mais estreitos em caso contrário. Isótopos da madeira também podem ser analisados para fornecer informações climáticas.
3.5.2. Coral
Dados proxies climáticos | Fonte |
razão isotópica, composição química, taxa de crescimento e densidade | anel de crescimento |
Os esqueletos dos corais são construídos a partir do carbonato de cálcio extraído da água do mar. A densidade destes esqueletos muda conforme se alteram a composição, a temperatura e a luminosidade da água e as condições de nutrientes. Esqueletos formados no verão, por exemplo, têm densidade diferente dos de inverno. Tais variações são reveladas nos corais em anéis de crescimento anuais semelhantes aos das árvores.
Seção de coral (da Grande Barreira de Corais da Austrália) sob luz ultravioleta mostrando faixas luminescentes anuais que registram eventos de inundação de rios.
(Crédito: Eric Matson).
Além da taxa de crescimento, podem ser analisados isótopos de oxigênio contidos em carbonatos. Também metais traço podem ser usados para determinar a temperatura da água em que o coral cresceu.
3.5.3. Esclerosponja
Dados proxies climáticos | Fonte |
razão isotópica, composição química, taxa de crescimento e densidade | anel de crescimento |
Variações na química esquelética das esclerosponjas contém dados proxies sobre seu ambiente que ajudam na interpretação da temperatura e da salinidade da água do passado em períodos de cem a mil anos.
Esclerosponja: esponja que secreta esqueleto calcário duro, composto principalmente por carbonato de cálcio. Crescem no interior de uma estrutura de recife, sob taludes de corais nas partes mais rasas. Sinônimo: Demosponja calcificada. Esponja: animal invertebrado simples que vive em habitat aquático, principalmente marinho (raso), mas também lacustre ou fluvial. Todas as esponjas adultas são sésseis (vivem permanentemente presas a rochas ou outros objetos submersos e não se movem por conta própria). |
A taxa de crescimento das esclerosponjas é lenta. Algumas espécies exibem anéis de crescimento com frequência de décadas. São vantajosas sobre os corais como indicadores paleoclimáticos por algumas razões:
- aparentemente secretam seus esqueletos em equilíbrio isotópico de carbono e oxigênio com seus ambientes com variações mínimas entre amostras ou entre espécies;
- além de terem vida muito longa, as esclerosponjas podem ser facilmente datadas;
- mesmo espécimes relativamente pequenos podem ter várias centenas de anos; e
- vivem em uma variedade de profundidades, permitindo que se reconstrua a história da coluna de água mais amplamente.
(A) Esclerosponja Acanthochaetetes wellsi da costa sudeste de Taiwan.
(B) Corte transversal do esqueleto de esclerosponja Acanthochaetetes wellsi da Espanha, Ilhas Marianas do Norte. A mancha vermelha na borda é de um corante usado em experimento. Foi realizada análise das variações da temperatura da água do mar através de valores isotópicos de δ18O e δ13C
(Créditos: Cleary, D.F.R./A e A. Grottoli/B).
3.5.4. Espeleotema
Dados proxies climáticos | Fonte |
razão isotópica, composição química, taxa de crescimento e densidade | faixa de crescimento |
Espeleotemas (por exemplo: estalactites e estalagmites) são formados a partir de minerais que percolam em águas subterrâneas. Neste contexto, informações como taxa de crescimento e razão isotópica refletem as condições climáticas da época. A quantidade da água pode determinar a velocidade de crescimento dos espeleotemas e suas camadas podem indicar períodos de abundância hídrica ou de seca. Alterações em isótopos e nos oligoelementos podem ser usadas para determinar variabilidade climática.
Caverna Soreq, Israel, com espeleotemas que auxiliam o estudo da paleoclimatologia do leste do Mediterrâneo.
(Crédito: Dany Sternfeld).
O clima da região do Mediterrâneo Oriental dos últimos 60 mil anos foi determinado por estudo de alta resolução da composição isotópica de oxigênio e carbono de espeleotemas da caverna Soreq (imagem acima). Os valores de δ18O e δ13C em faixas de crescimento datadas de 60 mil a 17 mil anos, foram consistentes com a reconhecida transição climática de glacial para interglacial e indicações de alterações de temperatura e precipitação foram obtidas.
Imagens de algumas estalagmites estudadas na caverna Hüttenbläserschachthöhle (HBSH) localizada em calcários do Devoniano Médio superior, no norte do Reno, em Iserlohn-Letmathe, no noroeste da Alemanha.
As barras de escala são de 5 cm.
As partes superiores de HBSH-1 e HBSH-5 (destacadas pelas caixas vermelhas) cobrem o Holoceno, assim como as partes principais de HBSH-3 e HBSH-4 que cresceram durante esta época.
Dados de elementos traço e isótopos estáveis permitiram comparar estalagmites contemporâneas e reconstruir padrões climáticos potenciais no Holoceno.
Os isótopos de Sr revelaram processos relacionados ao solo e a recarga de aquífero.
(Crédito: Michael Weber et al).
Na Alemanha, o Holoceno foi investigado na caverna HBSH com o objetivo de avaliar a consistência dos resultados sobre as faixas de crescimento de estalagmites com a utilização de uma abordagem multiproxy. Foram realizadas análises de isótopos estáveis e de elementos traço, apoiadas por datação 230Th/U. A conclusão dos pesquisadores aponta para a importância da validação dos diversos dados proxies obtidos através do exame de vários espeleotemas de mesmo intervalo de tempo em um sistema de cavernas.
Paleoclimatologia - o clima do passado geológico
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