Simulações do sistema terrestre sugerem que o oceano Proterozoico era mais verde, mas menos produtivo

Quando o Oceano Antigo Brilhava em Verde

Imagine olhar da órbita para a Terra há mais de um bilhão de anos e ver mares que não eram azul-escuros, mas um verde vívido. Este estudo usa um modelo climático e oceânico de ponta para fazer uma pergunta aparentemente simples: se os mares antigos estivessem repletos de vida vegetal microscópica, mas quase sem animais para consumi-la, como isso teria mudado a cor e a vitalidade dos oceanos do planeta? A resposta redefine a forma como imaginamos o passado da Terra e as condições que prepararam o terreno para a vida animal.

Um Mundo Antes dos Animais Oceânicos

O recorte temporal explorado aqui é o Éon Proterozoico, que se estende aproximadamente de 2,5 bilhões a 540 milhões de anos atrás. Durante essa era, organismos fotossintéticos minúsculos — semelhantes às cianobactérias e pequenas algas atuais — dominavam os mares, enquanto herbívoros semelhantes a animais, como o zooplâncton, ainda não haviam aparecido. Pistas geológicas sugerem que a produtividade oceânica, a taxa na qual esses micróbios convertiam luz solar e nutrientes em matéria orgânica, era menor do que a de hoje, mas ainda longe de ser desprezível. No entanto, as estimativas de quanta biomassa produziam e como ela se distribuía na coluna d’água permaneciam muito incertas. Os autores enfrentam essa lacuna com uma simulação completa do sistema terrestre que acopla atmosfera, circulação oceânica, gelo marinho e química marinha, ajustada para refletir continentes antigos, luz solar mais fraca e baixos níveis de oxigênio.

Mares Mais Verdes desde a Superfície

No mundo Proterozoico virtual deles, os pesquisadores retiram diatomáceas e zooplâncton — grupos que ainda não haviam evoluído — e permitem o crescimento apenas de pequenos fitoplânctons e micróbios fixadores de nitrogênio. Sob uma gama de condições de nutrientes realistas, o modelo produz de forma consistente muito mais biomassa vegetal próxima à superfície do que no oceano atual. A concentração média global de clorofila nos 150 metros superiores é cerca de 1,5 a 2,5 vezes maior, e nas camadas bem superficiais pode exceder os valores modernos por uma ordem de magnitude em grande parte dos oceanos de baixa latitude. Como não há predadores para conter essas florações, o oceano superior fica lotado de plantas microscópicas, transformando os mares simulados num verde profundo e persistente em quase todo lugar que não esteja coberto por gelo e seja suficientemente quente.

Por que Mais Plantas Pode Significar Menos Crescimento

De forma contraintuitiva, essa superfície verde e exuberante não se traduz num oceano globalmente mais produtivo. O modelo mostra que a produção primária global total no oceano Proterozoico foi apenas cerca de 60% dos valores modernos em períodos quentes e aproximadamente 30% durante estados mais frios e com maior extensão de gelo. A razão chave é a luz. Quando tanta clorofila se acumula perto da superfície, ela age como uma sombra sobre o sol, absorvendo a luz antes que esta alcance camadas mais profundas onde a fotossíntese poderia ocorrer. A camada iluminada, ou eufótica, encolhe de cerca de 80 metros em média hoje para apenas 30–40 metros no oceano Proterozoico simulado. Esse "auto-sombreamento" significa que, embora as águas de superfície fervilhem de vida, as águas mais escuras abaixo contribuem muito menos para a produtividade global. Baixos níveis de nitrato sob uma atmosfera pobre em oxigênio e a ausência de produtores eficientes como as diatomáceas restringem ainda mais a produção total de matéria orgânica.

Pistas de Florações Modernas e Testes de Modelo

Análogos modernos apoiam esse quadro. Hoje, zonas costeiras e lagos fortemente fertilizados às vezes experimentam florações intensas de algas que tornam a água verde e, na verdade, reduzem o crescimento de plantas abaixo da superfície, justamente porque a luz é absorvida nos primeiros metros. Experimentos em que predadores são removidos das teias alimentares mostram que o fitoplâncton pode explodir em abundância, novamente levando ao sombreamento de comunidades mais profundas. Os autores também submetem suas simulações a testes de robustez variando ingredientes-chave, como mistura vertical, intensidade da luz e suprimentos de nitrogênio, fósforo e ferro. Ao longo de uma ampla e geologicamente plausível gama de valores, o mesmo padrão persistiu: na ausência de herbívoros efetivos, a superfície do oceano antigo fica mais verde enquanto a produtividade total tende a permanecer menor do que — ou, na melhor das hipóteses, comparável à — de hoje, a menos que os níveis de fósforo fossem extremamente altos ou extremamente baixos.

O Que Isso Significa para a Ascensão dos Animais

Para um público não especialista, a mensagem principal é que os oceanos da Terra primitiva podem ter parecido mais vibrantes vistos de cima, enquanto na verdade funcionavam com um orçamento energético mais enxuto no conjunto. Uma espessa camada de plantas microscópicas lotava a pele iluminada do mar, limitando a profundidade sobre a qual a fotossíntese podia operar. Combinado com baixos nutrientes e a ausência de produtores modernos de alto desempenho como as diatomáceas, isso manteve a produtividade global abaixo dos níveis atuais. Mesmo assim, as comunidades de fitoplâncton prósperas perto da superfície implicadas pelas simulações são consistentes com indícios fósseis de vida substancial nos mares Proterozoicos. Esses oceanos verdes, mas relativamente pouco potentes, provavelmente constituíram o pano de fundo ambiental contra o qual o oxigênio subiu lentamente e, eventualmente, a vida animal emergiu.

Citação: Liu, P., Liu, Y., Dong, L. et al. Earth system simulations suggest that the Proterozoic ocean was greener but less productive. Nat Commun 17, 2854 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-69654-z

Palavras-chave: oceano Proterozoico, fitoplâncton, produtividade primária, auto-sombreamento, modelagem do sistema terrestre