Modelagem do antigo ciclo de carbono da Terra revela que os arcos vulcânicos só se tornaram uma fonte dominante de emissões de gases de efeito estufa no final da era dos dinossauros. Essa mudança ocorreu há cerca de 100 milhões de anos, impulsionada pelo surgimento de certos plâncton oceânico 150 milhões de anos antes. Anteriormente, a maior parte do carbono era liberada por processos de rifteamento em vez de atividade vulcânica.
O clima da Terra tem oscilado há muito tempo entre estados de 'casa de gelo' e 'estufa', influenciado pelos níveis atmosféricos de dióxido de carbono e outros gases de efeito estufa. Arcos vulcânicos, como os do Japão onde as placas tectônicas convergem, contribuíram historicamente para emissões naturais de carbono ao liberar CO2 do interior do planeta. No entanto, nova pesquisa indica que esse papel se intensificou de forma relativamente recente em termos geológicos. Ben Mather, da University of Melbourne, Austrália, liderou um estudo que modela os últimos 500 milhões de anos de tectônica de placas e o ciclo de carbono, publicado na Nature Communications Earth and Environment. Os achados mostram que os arcos vulcânicos emergiram como a principal fonte de carbono há cerca de 100 milhões de anos, próximo ao fim da era dos dinossauros. Essa mudança remonta a cerca de 150 milhões de anos atrás, quando apareceu nos oceanos fitoplâncton com escamas de carbonato de cálcio. Ao morrerem, esses organismos depositaram vastas camadas de carbonato de cálcio no fundo do mar profundo. À medida que as placas oceânicas subductam — deslizando sob outras e sendo recicladas no manto —, esse carbono armazenado é levado profundamente para a Terra. Mather explica: «A maior parte do carbono do plâncton que sai da placa oceânica subductante se misturará ao interior fundido, mas uma porção será emitida via vulcões de arcos vulcânicos». Antes desse plâncton, as emissões dos arcos vulcânicos continham comparativamente pouco CO2. Ao longo de grande parte da história da Terra, o carbono era liberado em vez disso por rifteamento, onde os continentes se separam em escalas de tempo geológicas, como visto no East African Rift ou dorsais oceânicas médias. «Quando as placas tectônicas são separadas, essencialmente você está 'descobrindo' parte do interior fundido da Terra», observa Mather. Esse processo forma nova crosta e libera carbono, com emissões dependendo do comprimento do rifte e da velocidade de espalhamento. Nos últimos 100 milhões de anos, as emissões dos arcos vulcânicos aumentaram acentuadamente, agora dois terços mais altas do que há 150 milhões de anos devido ao reservatório de carbono no fundo do mar proveniente do plâncton. Hoje, a Terra está em uma fase interglacial de uma era glacial maior que começou há 34 milhões de anos. O fitoplâncton continua sequestrando mais carbono no fundo do mar do que os vulcões liberam, ajudando o clima atual mais frio. Alan Collins, da University of Adelaide, elogia tais modelos por iluminarem como o vulcanismo e a tectônica moldaram o clima ao longo do tempo, notando mudanças na composição dos sedimentos oceânicos devido à evolução da vida marinha como zooplâncton de carbonato de cálcio.