Hannah S. Davies, J. A. Mattias Green e João C. Duarte publicam na Global and Planetary Change

Back to the future

Investigação decorre no âmbito do programa doutoral Earthsystems

Fotografia de Sven Fischer da Unsplash

O principal objetivo do doutoramento de Hannah S. Davies é desenvolver modelos de maré globais no presente ciclo dos supercontinentes, desde a separação da Pangaea, no passado, até à formação do próximo hipotético supercontinente

Sven Fischer Unsplash

Vários autores tinham já proposto diferentes cenários para a formação do próximo supercontinente, a que chamaram Pangea Ultima, Novopangea, Aurica e Amasia.

Em “Back to the future: Testing different scenarios for the next supercontinent gathering”, alvo de comunicado de imprensa no primeiro dia de agosto, são apresentadas quatro novas imagens do supercontinente, que se irá formar na Terra nos próximos milhões de anos.

Este artigo é o primeiro a apresentar e a discutir em conjunto os diferentes cenários, permitindo assim estabelecer comparações entre os mesmos. Por isso, a principal conclusão deste trabalho é a de que o próximo supercontinente poderá ter elementos da Pangea Ultima, Novopangea, Aurica e da Amasia.

Para João C. Duarte a natureza é complexa e gosta de misturas. “É como se cada modelo do próximo supercontinente fosse uma das cores primárias que aprendemos na escola, no entanto, e muito provavelmente o próximo supercontinente terá uma cor complexa com vários tons que resultam da mistura destas cores primárias”, explica.

Os cientistas querem explorar a forma como os supercontinentes se separam e se voltam a juntar, pois isso obriga a pensar nos processos que controlam este fenómeno e a compreender como estes processos interagem entre si.

“Com estes modelos conseguimos compreender que qualquer que seja o modo de formação do próximo supercontinente, este irá implicar uma grande reorganização da convecção do manto, isto é, da forma como o manto mais fluido se move no interior da Terra. Isto abre novas perspetivas e dá pistas para a idealização (e desenho) de novos modelos mais complexos que deverão incorporar não só a tectónica de placas mas também os movimentos internos de convecção do manto da Terra”, conclui João C. Duarte.

A circulação oceânica é um dos principais reguladores do clima da Terra. Um estudo realizado no âmbito do programa doutoral Earthsystems conseguiu estabelecer uma nova ligação entre a disposição dos continentes e o clima da Terra.

Para modelar e compreender as alterações climáticas é necessário ter bons modelos, que tenham em conta os diferentes mecanismos, que podem controlar o clima a diferentes escalas de tempo.

Back to the future: Testing different scenarios for the next supercontinent gathering” da autoria de Hannah S. Davies, J. A. Mattias Green e João C. Duarte foi publicado na Science Direct a 26 de julho e é um dos temas da edição impressa do próximo mês de outubro da Global and Planetary Change.

A primeira autora deste artigo é aluna do programa doutoral  Earthsystems, desde 2017, e é orientada por João C. Duarte, geólogo tectonista, investigador do Departamento de Geologia e do Instituto Dom Luiz de Ciências ULisboa e por J. A. Mattias Green, oceanógrafo, especialista em marés, professor da Universidade de Bangor, no Reino Unido, tendo começado a trabalhar com ambos durante o mestrado em Bangor.

O principal objetivo do doutoramento de Hannah S. Davies é desenvolver modelos de maré globais no presente ciclo dos supercontinentes, desde a separação da Pangaea, no passado, até à formação do próximo hipotético supercontinente. Hannah S. Davies começou por rever os modelos propostos para a formação do próximo supercontinente e agora encontra-se a desenvolver os modelos de maré.

“O que nós propomos é que o ciclo das supermarés, controlado pelo ciclo dos supercontinentes, pode exercer um controlo de primeira ordem sobre o clima da Terra e como tal este mecanismo forçador (do clima) terá de ser tido em conta nos nossos modelos climáticos. Ora, tal não acontecia porque este ciclo das supermarés era simplesmente desconhecido. Neste momento, estamos a começar a discutir com os climatólogos que trabalham em escalas de tempo muito longas, como poderemos incorporar os resultados dos nossos modelos de marés nos modelos de clima globais do passado”, explica João C. Duarte, que leciona disciplinas do 1.º e do 3.º ciclo no Departamento de Geologia de Ciências ULisboa e é um dos coordenadores do programa doutoral Earthsystems.

 “Back to the future: Testing different scenarios for the next supercontinent gathering” sucede outros dois artigos.

The future of Earth’s oceans: consequences of subduction initiation in the Atlantic and implications for supercontinent formation”, publicado na “Geological Magazine” e no qual os autores – João C. Duarte, Wouter P. Schellart e Filipe M. Rosas - exploram um novo cenário alternativo para a formação do próximo supercontinente Aurica.

Is there a tectonically driven super-tidal cycle?”, publicado na Geophysical Research Letters da American Geophysical Union, em abril passado, e através do qual os autores - J. A. Mattias Green, J. L. Molloy, Hannah S. Davies e João C. Duarte – propõem um novo ciclo de supermarés. Neste artigo, os cientistas conseguiram demonstrar que a intensidade das marés oceânicas é controlada pela disposição dos continentes e que a sua intensidade varia à medida que os continentes se movem. Assim, quando se forma um supercontinente a intensidade das marés baixa, mas quando os continentes se encontram separados a intensidade das marés pode aumentar drasticamente (devido a fenómenos de ressonância) dando origem a supermarés.

Será que os atuais modelos de clima são bons, completos e previsíveis?

João C. Duarte refere que os modelos funcionam bem a escalas de tempo curtas, no entanto, é praticamente desconhecido o impacto destes processos a longas escalas de tempo e esse impacto pode ser enorme, exemplificando com o ciclo das supermarés, que poderá ter um impacto enorme na dispersão e mistura de nutrientes essenciais à vida nos oceanos.

“É possível que grandes variações das marés no passado (devido ao movimento dos continentes), possa ter causado grandes períodos de extinção em massa e/ou de especiação. A passagem da vida animal dos oceanos para os continentes pode estar relacionada com um período de supermarés”, comenta referindo que estão a colaborar com outros investigadores nestes temas pelo que esta será outra componente importante do doutoramento de Hannah S. Davies.

A bolsa da Fundação para a Ciência e a Tecnologia termina no primeiro semestre de 2021, data em que Hannah S. Davies deve entregar a tese de doutoramento, intitulada “Is the Earth currently in a global tidal maximum? 500 Ma of coupled tectonic and tidal modelling”.

O Earthsystems é interdepartamental e multidisciplinar e inclui uma escola de verão e uma saída de campo. “Tem sido um enorme sucesso”, conta João C. Duarte, referindo que estas duas atividades em particular “permitem desenvolver um forte espírito de grupo”. No âmbito do programa doutoral foram atribuídas 40 bolsas de doutoramento. Mais de 40 alunos, incluindo vários estudantes estrangeiros têm estudado temas relacionados com as alterações climáticas (incluindo fogos), recursos naturais, energias renováveis, desastres naturais, fronteiras do oceano profundo, entre outros.

“A maioria destes temas só pode ser desenvolvido através de estudos multidisciplinares e para tal é necessário que haja permeabilidade entre os diferentes departamentos. Este programa doutoral tem sido absolutamente essencial neste papel, permitido aos novos alunos crescerem num meio em que esta colaboração é natural”, indica João C. Duarte, que destaca ainda a “estreita ligação ao IDL”, o que permite que “os estudantes entrem em contacto muito cedo com “a investigação de ponta que é feita na casa”, desenvolvendo colaborações internacionais e que são “essenciais” no desenvolvimento de uma carreira científica.

“O grande motor atual deste trabalho é o facto de estarmos a usar estes modelos tectónicos dos supercontinentes como condições de fronteira (ou como uma base) para modelos de marés oceânicas. No artigo da Geophysical Research Letters publicámos um destes modelos de maré modelado sobre o cenário do supercontinente Aurica. A ideia agora é usar estes quatro modelos tectónicos revistos neste novo artigo como base para novos modelos de marés. Este será o trabalho futuro da Hannah S. Davies.”
João C. Duarte

Supercontinentes
Este novo estudo é o primeiro a apresentar e a discutir em conjunto os diferentes cenários, permitindo assim estabelecer comparações entre os mesmos. O próximo supercontinente poderá ter elementos da Pangea Ultima, Novopangea, Aurica e da Amasia
Fonte Hannah S. Davies

 

Ana Subtil Simões, Área de Comunicação e Imagem de Ciências ULisboa
info.ciencias@ciencias.ulisboa.pt
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