A órbita da Terra à volta do Sol, assim como a orientação do seu eixo de rotação, mudam lentamente ao longo do tempo. Como consequência, introduzem variações na radiação solar que a superfície da Terra recebe e são, por isso, responsáveis por algumas das grandes alterações climáticas ocorridas no passado. Novos resultados computacionais da evolução a longo prazo do movimento orbital e rotacional da Terra foram apresentados num artigo na revista Astronomy & Astrophysics, por uma equipa liderada por J. Laskar (Instituto de Mecânica Celeste e Cálculo de Efemérides/Observatório de Paris) e que inclui o astrofísico português Alexandre Correia (Instituto de Mecânica Celeste e Cálculo de Efemérides/Observatório de Paris e Universidade de Aveiro).

Em 1941, o matemático Milankovitch descreveu, na sua teoria da paleoclimatologia, os principais efeitos que os fenómenos astronómicos podem ter no clima da Terra. Em 1976, o trabalho de Hays, Imbrie e Shackleton de medição da variação, ao longo do tempo, do volume de gelo continental com a variação do rácio isotópico de oxigénio nos sedimentos marinhos vieram comprovar a teoria de Milankovitch – a sucessão das Idades do Gelo, durante a época do Plistoceno (entre 10 000 anos e 1,8 milhões de anos atrás), relaciona-se com as alterações periódicas dos parâmetros da órbita e da rotação da Terra.

Milankovitch utilizou computações da evolução das órbitas planetárias para estabelecer a sua teoria. Mas para além disso, este tipo de computação também serve para refinar a Escala do Tempo Geológico. Esta depende de duas etapas na datação dos registos. Primeiro, os registos sedimentares que são colhidos no mundo inteiro que têm de ser relacionados entre si através de eventos significativos, como o aparecimento (ou desaparecimento) de certas espécies de seres vivos, ou inversões na polaridade do campo magnético da Terra. Os registos sedimentares ficam assim associados a uma escala de tempo relativa.

O passo seguinte é a fixação de uma escala absoluta. A técnica mais utilizada para a datação dos registos geológicos mais antigos (com mais de 100 milhões de anos de idade) baseia-se em decaimentos radioactivos de elementos químicos em amostras. Contudo, a utilização de computações astronómicas é muito mais precisa para determinar a idade de registos sedimentares mais jovens. O princípio da técnica de datação astronómica é a seguinte: calculam-se os parâmetros orbitais da Terra no passado e determina-se a variação no tempo da energia solar que chega à superfície da Terra - a chamada insolação; a seguir, os ciclos da variação da insolação são comparados com os ciclos da paleoclimatologia inferido a partir dos arquivos sedimentares, o que leva à datação absoluta dos registos sedimentares.

J. Laskar e os seus colaboradores reproduziram com grande precisão a órbita da Terra no passado e no futuro, por um período de 40 a 50 milhões de anos. Pela primeira vez, a datação astronómica foi aplicada a um período geológico completo, o Neogénico, que teve início há 23,03 milhões de anos. As novas computações contribuem para um dos maiores aperfeiçoamentos da Escala do Tempo Geológico adoptada pela União Internacional das Ciências Geológicas - para o período do Neogénico, a datação tem agora uma precisão de 40 000 anos.

Na realidade, a equipa efectuou os cálculos da órbita da Terra para um período entre –250 e +250 milhões de anos. Ao longo de um intervalo de tempo tão grande, as órbitas planetárias apresentam um comportamento caótico e o erro nas computações aumenta drasticamente, só sendo possível calcular com precisão os últimos 100 milhões de anos. Mas as computações para além dos 100 milhões de anos podem ainda ser muito úteis.

Em particular, os cálculos permitiram caracterizar a variação da excentricidade da órbita da Terra ao longo de 250 milhões de anos. Já se sabia que a excentricidade tem uma modulação com um período de 405 000 anos, resultante das perturbações de Júpiter e Saturno. Neste estudo, os investigadores propõem utilizar este ciclo para calibrar a Escala do Tempo Geológico desde o início da Era do Mesozóico (há 250 milhões de anos), o que levará a uma precisão dez vez maior do que a actual escala para esse período geológico.

Finalmente, o estudo da variação da obliquidade da Terra (o ângulo entre o plano do equador da Terra e o plano da sua órbita) mostrou evidências de que uma variação significativa irá ocorrer no futuro próximo. A obliquidade da Terra aumenta cerca de 2 graus por cada mil milhões de anos devido à Lua estar a afastar-se da Terra a uma taxa de 3,82 cm por ano. Mas num futuro próximo, o movimento de precessão da Terra fará com que a obliquidade decresça cerca de 0,4 graus em apenas alguns milhões de anos. Este fenómeno poderá ter um forte impacto no clima da Terra.

Fonte da notícia: http://www.edpsciences.org/papers/aa/abs/press-releases/PRaa200410/PRaa200410.html