Equipe de pesquisa liderada pela Universidade de Göttingen expande as aplicações de medições de isótopos de oxigênio
Medir temperaturas do passado da Terra é importante para entender o desenvolvimento do seu clima. As temperaturas oceânicas antigas são mais comumente reconstruídas pela análise da proporção de diferentes átomos de oxigênio nos restos de carbonato de cálcio dos fósseis. No entanto, isso apresenta muitos desafios, incluindo uma combinação de processos biológicos conhecidos como “efeitos vitais”, que são muito perceptíveis em corais e podem afetar os dados. Uma equipe de pesquisa liderada pela Universidade de Göttingen agora mostra como a abundância de um terceiro isótopo de oxigênio muito raro pode revelar se a composição isotópica foi influenciada apenas pela temperatura ou se os efeitos biológicos também desempenharam um papel. Os resultados foram publicados em Cartas de Perspectiva Geoquímica.
A estrutura dura do coral, conhecida como “esqueleto de coral”, é composta de carbonato de cálcio, o mesmo material que compõe os calcários. Os corais, como todos os organismos marinhos, incorporam seletivamente diferentes formas de oxigênio. Essas diferentes formas são chamadas de isótopos, o que significa que alguns átomos de oxigênio são mais leves e outros são mais pesados. Em temperaturas mais baixas da água, uma maior abundância do isótopo pesado de oxigênio é incorporada às estruturas de carbonato. Ao analisar as proporções do isótopo pesado de oxigênio-18 para o isótopo leve de oxigênio-16 em carbonatos, os cientistas podem calcular as temperaturas ambientais da água do mar do passado distante da Terra. No entanto, alguns carbonatos, como esqueletos de corais, retornam temperaturas falsas porque sua composição de isótopos de oxigênio também é afetada pelos processos biológicos conhecidos como efeitos vitais. Os pesquisadores descobriram agora que um terceiro isótopo muito raro (oxigênio-17) pode ser usado para corrigir esses efeitos biológicos. Como resultado, os pesquisadores agora podem determinar as temperaturas oceânicas passadas com maior precisão, além de obter mais insights sobre os processos de biomineralização de diferentes espécies de corais. Medições desse raro isótopo de oxigênio-17, conhecido no campo como método do isótopo triplo de oxigênio, em carbonatos são normalmente muito complicadas. Na verdade, o laboratório de isótopos estáveis da Universidade de Göttingen está entre os poucos no mundo que podem realizar tais análises. O laboratório usou instrumentação de ponta conhecida como espectroscopia de absorção de laser de diodo ajustável.
“Usamos corais para nosso estudo, pois sabemos muito sobre os processos pelos quais eles desenvolvem seus esqueletos”, disse o líder do estudo, Dr. David Bajnai, do Centro de Geociências da Universidade de Göttingen. “Estamos animados para aplicar esse conceito a outros organismos comumente usados no estudo do clima passado da Terra. Esperamos que as análises de isótopos triplos de oxigênio abram conjuntos de dados anteriormente inutilizáveis para pesquisa paleoclimática, permitindo reconstruções climáticas mais precisas, indo mais para trás no tempo.”
O professor Daniel Herwartz da Universidade Ruhr Bochum acrescentou: “Também fomos capazes de mostrar que análises de isótopos triplos de oxigênio podem nos informar sobre os vários processos que chamamos coletivamente de ‘efeitos vitais’. Para os corais, agora podemos confirmar que o principal processo envolvido está relacionado a um processo químico chamado absorção de CO2, que estudamos independentemente em experimentos. Essas técnicas avançadas ajudam a obter novos insights sobre como os organismos constroem suas estruturas mais duras.”
Publicação original: Bajnai, D. et al. “Corrigindo efeitos vitais em carbonato de coral usando isótopos triplos de oxigênio”. Cartas de Perspectivas Geoquímicas 2024. DOI: 10.7185/geochemlet.2430