Fósseis magnéticos misteriosos oferecem pistas do clima do passado

Magnetofósseis ajudam os cientistas a entender como os oceanos responderam a mudanças climáticas, em especial a ocorrências de aquecimento global repentino

Imagens de microscópio eletrônico de “agulhas gigantes”. As agulhas têm uma forma cilíndrica e algumas afunilam em direção a uma das extremidades do cristal. Crédito: Courtney Wagner, Ioan Lascu e Kenneth Livi

Existem fósseis, encontrados em antigos sedimentos marinhos e formados por não mais do que algumas nanopartículas magnéticas, que podem nos dizer muito sobre o clima do passado, especialmente episódios de aquecimento global abrupto. Agora, uma equipe internacional de pesquisadores encontrou uma maneira de recolher informações valiosas nesses fósseis sem ter de esmagar as escassas amostras em um pó fino. Seus resultados foram publicados na revista “Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)”.

“É muito divertido fazer parte de uma descoberta como essa, algo que pode ser usado por outros pesquisadores que estudam magnetofósseis e intervalos de mudança planetária”, diz Courtney Wagner, doutoranda na Universidade de Utah (EUA) e primeira autora do artigo. “Este trabalho pode ser usado por muitos outros cientistas, dentro e fora de nossa comunidade especializada. Isso é muito empolgante e gratificante.”

Ímãs biológicos

Os chamados “magnetofósseis” são fósseis de bactérias microscópicas com ferro. Algumas bactérias produzem partículas magnéticas com 1/1.000 da largura de um fio de cabelo que, quando montadas em uma corrente dentro da célula, agem como uma bússola em escala nanométrica. Esses microrganismos, chamados de bactérias magnetotáticas, podem então usar essa bússola para se alinhar ao campo magnético da Terra e viajar com eficiência para suas condições químicas favoritas na água.

Durante alguns períodos no passado da Terra, no início e no meio do Eoceno (de 56 milhões a 34 milhões de anos atrás), alguns desses ímãs produzidos biologicamente cresceram até tamanhos “gigantes”, cerca de 20 vezes maiores do que os magnetofósseis típicos, e em formas exóticas, como agulhas, hastes, pontas de lança e balas gigantes. Como as bactérias usavam seu supersentido magnético para encontrar seus níveis preferidos de nutrientes e oxigênio na água do oceano, e porque os magnetofósseis gigantes estão associados a períodos de rápida mudança climática e temperatura global elevada, eles podem nos dizer muito sobre as condições do oceano durante aquele rápido aquecimento, e especialmente como essas condições mudaram com o tempo.

Anteriormente, a extração e a análise desses fósseis exigiam a fragmentação das amostras em um pó fino para imagens de microscopia eletrônica. “O processo de extração pode ser demorado e malsucedido, a microscopia eletrônica pode ser cara e a destruição das amostras significa que elas não são mais úteis para a maioria dos outros experimentos”, diz Wagner. “A coleta e o armazenamento dessas amostras requerem pessoal, equipamento e planejamento especializados. Por isso, queremos preservar o máximo possível de material para estudos adicionais.”

Organismos ainda não identificados

Assim, Wagner e o professor associado Peter Lippert, da Universidade de Utah, além de colegas como Ramon Egli, do Instituto Central de Meteorologia e Geodinâmica (Áustria), e Ioan Lascu, do Museu Nacional de História Natural do Smithsonian Institute (EUA), encontraram outra maneira. Usando amostras de sedimento coletadas em Nova Jersey (EUA), eles projetaram uma nova maneira de conduzir uma análise chamada Forc (curva de reversão de primeira ordem). Com essas medições magnéticas de alta resolução, eles descobriram que a assinatura magnética de magnetofósseis gigantes era distinta – o suficiente para que a técnica pudesse ser usada em outras amostras para identificar a presença dos fósseis.

“As medições de Forc investigam a reação de partículas magnéticas a campos magnéticos aplicados externamente, permitindo discriminar entre diferentes tipos de partículas de óxido de ferro sem realmente vê-los”, diz Egli.

“A capacidade de encontrar rapidamente assembleias de magnetofósseis gigantes no registro geológico ajudará a identificar a origem desses magnetofósseis incomuns”, escrevem os pesquisadores, bem como a ecologia dos organismos que os formaram. Isso é importante, diz Wagner, porque nenhum organismo vivo conhecido forma magnetofósseis gigantes hoje, e ainda não sabemos quais organismos os formaram no passado. “Os organismos que produziram esses magnetofósseis gigantes são absolutamente misteriosos, mas isso deixa novas avenidas de pesquisa abertas para o futuro”, acrescenta Lascu.

Além disso, porém, as informações contidas nos magnetofósseis ajudam os cientistas a entender como os oceanos responderam às mudanças climáticas do passado – e como nosso oceano atual pode responder ao aquecimento contínuo.

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