Clathrate Gun Hypothesis? (A Hipótese da arma de clatratos)

O que diabos é isso? Algum novo tipo de arma de destruição em massa? ... Bem, até que essa história de "arma de destruição em massa" faz sentido. 

"Clathrate Gun" ou Arma de Clatratos trata-se do nome comum associado à seguinte hipótese:

- O aumento na temperatura dos oceanos desencadearia uma repentina liberação de espantosa quantidade de metano constituinte de compostos de clatratos de metano (ou hidratos de metano) aprisionados nos fundos oceânicos, no permafrost e no gelo polar. Uma vez que esse montante de metano aprisionado for liberado, considerando o efeito poderoso desse gás como agente estufa (maior que o dióxido de carbono), a conseqüência seria um descontrolado e drástico aumento na temperatura global, o que levaria a efeitos catastróficos para toda biota. Acredita-se que a temperatura média do planeta poderia aumentar em cerca de 5°C somente com a liberação desse metano aprisionado - isso sem contar o aquecimento prévio necessário para engatilhar tal arma...

Para 'ilustrar', acredita-se que evento semelhante tenha ocorrido durante o episódio de extinção em massa do Permo-Triásssico, considerado o mais avassalador da história do planeta Terra, no qual cerca de 95% de todas as espécies marinhas e mais de 75% das espécies terrestres foram exterminadas. – Entenderam a parte do "destruição em massa"?

Mas o que são Clatratos de metano?

Clatratos de metano ou hidratos de metano constituem um tipo de mistura, na qual uma grande quantidade de metano está encerrada numa estrutura cristalina de gelo. São constituintes comuns de depósitos sedimentares formados em ambientes marinhos rasos (e lagos) associados a sedimentos gelados, no entanto também estão presentes no permafrost e já foram encontrados em núcleos de sondagem do gelo profundo da Antártida.
O metano dos clatratos geralmente é derivado da ação de micro-organismos sobre CO2 e matéria orgânica ou do aquecimento de matéria orgânica presente em sedimentos marinhos.

Um litro de clatrato de metano contém aproximadamente 168 litros de gás metano aprisionado.

Borbulhas de metano no fundo oceânico.

Como começa essa história toda?

A hipótese da arma de clatratos necessita de algum fator externo para engatilhá-la. Por exemplo: Um colossal evento vulcânico, que venha a liberar toneladas de dióxido de carbono e outros GEE na atmosfera, causando um aumento inicial da temperatura do globo – como ocorreu no final do Permiano. Um aquecimento prévio, esse é o gatilho.


Ok, mas e então?

Bem, o aquecimento da temperatura global leva a uma cadeia de eventos, entre os quais o aquecimento dos oceanos do planeta. A partir daí:
  1. O aquecimento dos oceanos afeta os depósitos de clatrato.
  2. O derretimento dos depósitos clatratos - marinhos, das calotas polares e do permafrost – culmina com a liberação de grande quantidade de metano aprisionado.
  3. O metano livre vai parar na atmosfera.
  4. A liberação desse metano para atmosfera alimentaria então um efeito de feedback positivo, aquecendo ainda mais a temperatura do planeta e tornando o derretimento dos clatratos de metano ainda mais acelerado.

É isso que torna todo o cenário assustador.

Mas porque "Arma" de Clatratos?

"Arma" se refere ao seguinte: 1) assim que disparado, o evento não poderia ser interrompido, 2) ele teria efeitos letais.

Doomsday
  1. A extinção marinha: Uma vez que o planeta começasse a aquecer, a circulação dos oceanos decresceria, fazendo com que áreas enormes destes se tornassem anóxicas e as águas ácidas, devido ao grande acúmulo de substâncias tóxicas. Isso aniquilaria a vida marinha em grande escala, especialmente a vida bentônica. Destaque para os recifes de coral que abrigam a maior parte da diversidade de vida marinha.
  2. A extinção terrestre: Uma das substâncias tóxicas que se acumula nessas situações de estagnação aquática é o ácido sulfídrico. As águas ricas em sulfeto acabariam por deixá-lo escapar para a superfície e, sob forma de grandes bolsões venenosos na atmosfera, esse gás aniquilaria também boa parte dos animais terrestres, já que é altamente tóxico para qualquer forma de vida aeróbica. – Isso, como se não bastasse toda a alteração climática: do aumento das temperaturas médias à mudança no regime climático nos continentes com a estagnação das correntes oceânicas. - A vida nos continentes depende profundamente da saúde dos oceanos.
Isso é só um vislumbre.

Vale ressaltar aqui, que existe uma quantidade tão grande de clatrato de metano na Terra (milhares de gigatoneladas) que dá para imaginar um cenário apocalíptico colossal. O metano hidratado é instável quando exposto às condições da superfície, mas – acalmem-se - agora vem a boa notícia: felizmente a maior parte do seu reservatório está isolada em grandes profundidades (mais de 300 metros de profundidade). Sendo assim, qualquer resposta a um potencial aquecimento, até engatilhar essa arma apocalíptica, se daria numa escala de milhares de anos ou muito mais.

As margens siberianas são um exemplo de onde hoje estão em processo de derretimento alguns depósitos de metano hidratado numa taxa relativamente acelerada. Porém trata-se de um caso especial, pois a superfície de clatratos está sendo exposta pela erosão da linha costeira pela ação do oceano. O metano é liberado nessa região de uma forma crônica, potencialmente aumentando o estado de equilíbrio da concentração desse gás na atmosfera. É um processo natural.

Cabe ressaltar aqui também, que todo esse cenário hecatômbico exposto acima, é teorizado. Ele é estudado com base em modelos e existem muitas variáveis envolvidas, o que torna um pouco nebulosa a interpretação de todas as conseqüências envolvidas com o disparo dessa "arma". Não compreendemos ainda em profundidade como se daria o processo regulatório. Para isso dependemos das evidências do passado!

As evidências mais robustas que temos para a compreensão dos efeitos da "arma de clatratos" vêm da geologia e da paleontologia: E essas nos contam a história catastrófica do final Permiano.
O apocalipse Permo-Triássico casa muito bem com a hipótese da Arma de Clatratos, inclusive na seqüência e no tempo da extinção (primeiro a marinha depois a terrestre, tendo sido a vida bentônica a que mais sofreu nesse golpe). Fora as evidências de variação de C-13 (uma queda no nível desse isótopo indica uma maior quantidade de metano livre na atmosfera).

Hoje já é bem aceito que uma liberação monstruosa de metano na atmosfera tenha sido a maior vilã dessa história de morte há 250 milhões de anos atrás... E que o gatilho tenha sido a atividade vulcânica extraordinária que se deu nesse período (Não necessariamente os Traps Siberianos...).

No entanto, discute-se ainda se processo semelhante teria ocorrido durante o Paleoceno-Eoceno. Essa questão ainda é controversa. Vale seguir acompanhando os estudos em curso, que tem nos dado evidências reveladoras.

Agora, se o atual processo de aquecimento global é ou não uma causa antropogênica, não vem bem ao caso aqui. A idéia desse post era instigar o leitor: Cabe entender o que tudo isso pode causar se atingir um ponto crítico... "The point of no return"?

A vida se recuperou do doomsday Permo-Triássico. – Mas nunca mais foi a mesma.


Para saber mais sobre isso:

Não vai ser difícil encontrar material recente sobre o assunto, posto que a questão do atual aquecimento global tem incentivado inúmeras pesquisas nesse sentido. Aqui relaciono alguns sites com notícias sobre o tema e outros que discutem a questão de forma mais crítica e aprofundada. O Blog "The Dragon's Tales" (http://thedragonstales.blogspot.com) foi fonte constante de posts sobre o assunto, então sugiro uma revisão no seu arquivo para os mais interessados.


Coloco aqui também algumas referências de artigos.

Kennett J. P., Cannariato K. G., Hendy I. L. & Behl R. J.American Geophysical Union, Special Publication, Methane Hydrates in Quaternary Climate Change: The Clathrate Gun Hypothesis. 54, (2003).

Kennedy, M. et al., 2008. Snowball Earth termination by destabilization of equatorial permafrost methane clathrate, 2008. Nature 453,: 642-645.

Aline Ghilardi

Author & Editor

Professora, Doutora e apaixonada por Paleontologia, me dedico, além das pesquisas, à divulgar ciência para o público geral.