Redução do CO2 atmosférico durante o vulcanismo de derrames basálticos de Emeishan

Quando Vulcões Resfriam o Planeta

A maioria de nós associa grandes erupções vulcânicas a catástrofes que aquecem o planeta, liberando enormes quantidades de dióxido de carbono (CO2) para a atmosfera e contribuindo para extinções em massa. Este estudo examina um desses episódios vulcânicos antigos no sudoeste da China e revela uma reviravolta surpreendente: durante o derrame de lava mais intenso, o CO2 atmosférico caiu acentuadamente. Entender por quê oferece uma perspectiva renovada sobre como o interior profundo da Terra, as paisagens superficiais, os oceanos e o clima interagem ao longo de milhões de anos.

Uma Erupção Gigante com um Sinal Enigmático

Cerca de 260 milhões de anos atrás, durante o Período Permiano, a Grande Província Ígnea (LIP) de Emeishan extravasou volumes enormes de lava ao longo de alguns milhões de anos. Esse episódio coincidiu com uma crise séria na vida marinha, sobretudo para construtores de recifes e outros organismos de águas rasas. A imagem convencional é que tais erupções liberam vastas quantidades de CO2, aquecendo o planeta e estressando ecossistemas. No entanto, faltavam evidências diretas de como o CO2 atmosférico variou durante o vulcanismo de Emeishan, deixando incerta a real influência climática.

Lendo o CO2 antigo a partir de fósseis moleculares

Para reconstruir os níveis passados de CO2, os autores amostraram rochas marinhas na seção de Shangsi, no sul da China, que abrangem o intervalo antes, durante e após as erupções de Emeishan. Em vez de depender apenas da química global das rochas, focaram em minúsculos fósseis moleculares derivados da clorofila — especificamente um composto chamado fitano. A razão entre carbono leve e pesado no fitano, comparada àquela em minerais carbonatados co-ocorrentes, registra quão fortemente as algas antigas discriminavam contra o carbono pesado durante a fotossíntese. Essa discriminação aumenta quando o CO2 é abundante e diminui quando o CO2 é escasso. Ao calibrar essas “impressões digitais” isotópicas com relações modernas e levar em conta efeitos de temperatura e nutrientes, a equipe produziu uma curva de alta resolução do CO2 atmosférico ao longo de vários milhões de anos.

Queda de CO2 durante o pico de derramamento de lava

O registro resultante revela um padrão inesperado. No período que antecedeu as erupções principais, os níveis de CO2 ficaram em torno de 700 partes por milhão (ppm). A partir de aproximadamente 263,5 milhões de anos atrás — justamente quando a província vulcânica começou a se formar — o CO2 declinou de forma constante, alcançando valores próximos a 350 ppm por volta do fim da fase principal de derrames basálticos. De forma notável, esse ponto baixo coincide com fortes picos de mercúrio nos sedimentos, um sinal independente de intensa atividade vulcânica. Só mais tarde, durante erupções sílicas menores, porém mais explosivas, o CO2 atmosférico voltou a subir para cerca de 1000 ppm antes de ceder novamente para aproximadamente 600 ppm após o declínio do vulcanismo. Assim, o período de maior produção de lava coincidiu com uma grande redução do CO2 atmosférico, o oposto do que modelos convencionais preveem.

Rochas do assoalho marinho levantadas como uma esponja gigante de CO2

Para explicar esse paradoxo, os autores investigam abaixo das lavas as fundações crustais da província de Emeishan. Antes do início das erupções principais, uma pluma mantélica quente ascendeu das profundezas da Terra e empurrou a crosta sobrejacente para cima, formando uma ampla cúpula com centenas de quilômetros de diâmetro e até um quilômetro de altura. Esse soerguimento expôs espessas camadas de rochas carbonatadas — antigas calcárias do assoalho marinho da plataforma do Yangtzé — à chuva, rios e ataque químico. À medida que esses carbonatos se intemperizaram, consumiram CO2 atmosférico e o entregaram, em forma dissolvida, aos oceanos. Traçadores geoquímicos de intensidade de intemperismo, como isótopos de lítio e um índice de alteração baseado em argilas, alcançam pico no mesmo intervalo da queda de CO2, apoiando essa interpretação. Cálculos sugerem que a erosão dos carbonatos levantados poderia ter retirado uma quantidade de CO2 comparável ou superior à da atmosfera inteira, mesmo após considerar o amortecimento parcial pelo oceano.

Por que esta LIP se comportou de forma diferente

A própria lava de Emeishan também parece incomumente pobre em CO2 em comparação com muitas outras províncias vulcânicas, o que significa que as erupções adicionaram quantidades relativamente modestas de gás à atmosfera. Ao contrário das Trapas Siberianas, onde o magma intrudiu sedimentos espessos ricos em matéria orgânica e liberou volumes enormes de carbono ao assar essas rochas, as intrusões de Emeishan ocorreram majoritariamente em hospedeiros carbonatados e em uma zona interna limitada. Como resultado, a história principal do carbono não foi um degaseificação maciça, mas sim um intemperismo massivo, turboalimentado pelo soerguimento em uma faixa tropical quente e chuvosa e pela capacidade relativamente lenta de tamponamento dos oceanos permianos. Juntos, esses fatores permitiram que o poder absorvente do CO2 das calcárias recém-expostas suplantasse as emissões vulcânicas por vários milhões de anos.

Repensando Vulcões e Clima

Para não especialistas, a mensagem-chave é que grandes episódios vulcânicos nem sempre empurram o clima na mesma direção. No caso de Emeishan, o calor proveniente do manto remodelou a paisagem de modo a transformar temporariamente as rochas expostas em uma enorme esponja de CO2, mesmo enquanto a lava inundava a superfície. Mais tarde, estilos diferentes de erupção inclinaram novamente a balança para a liberação de CO2. Essa complexidade ajuda a explicar por que algumas grandes províncias ígneas coincidem com extinções catastróficas enquanto outras não, e enfatiza a necessidade de considerar toda a cadeia — da pluma mantélica ao soerguimento de montanhas, erosão, química oceânica e mudanças atmosféricas — ao interpretar a história climática profunda da Terra.

Citação: Shen, J., Zhang, Y.G., Yuan, DX. et al. Atmospheric CO₂ drawdown during the Emeishan flood basalt volcanism. Nat Commun 17, 1657 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-69600-z

Palavras-chave: clima antigo, grandes províncias ígneas, dióxido de carbono, intemperismo de rochas, extinção em massa