A 1.Asteróide de 5 quilómetros, intacto ou em pedaços, pode ter-se esmagado num manto de gelo há apenas 13.000 anos.
NASA SCIENTIFIC VISUALIZATION STUDIO
Num brilhante dia de Julho há 2 anos atrás, Kurt Kjær estava num helicóptero sobrevoando o noroeste de Greenland-uma extensão de gelo, puro branco e cintilante. Em breve, o seu alvo apareceu à vista: Hiawatha Glaciar, um manto de gelo de movimento lento com mais de um quilómetro de espessura. Avança no Oceano Árctico, não numa parede recta, mas num semicírculo bem visível, como se estivesse a escorrer de uma bacia. Kjær, um geólogo do Museu de História Natural da Dinamarca, em Copenhaga, suspeitava que o glaciar estava a esconder um segredo explosivo. O helicóptero aterrou perto do rio que drena o glaciar, varrendo as rochas por baixo dele. Kjær teve 18 horas para encontrar os cristais minerais que confirmariam as suas suspeitas.
p>O que ele trouxe para casa resolveu o caso para uma grande descoberta. Escondida sob Hiawatha está uma cratera de impacto com 31 quilómetros de largura, suficientemente grande para engolir Washington, D.C., Kjær e 21 co-autores relatam hoje num artigo em Science Advances. A cratera foi deixada quando um asteróide de ferro de 1,5 quilómetros de largura bateu na Terra, possivelmente nos últimos 100.000 anos.
Embora não seja tão cataclísmico como o impacto do dinossauro Chicxulub, que escavou uma cratera de 200 quilómetros de largura no México há cerca de 66 milhões de anos, o impactor Hiawatha também pode ter deixado uma marca na história do planeta. O momento ainda está a ser debatido, mas alguns investigadores da equipa de descoberta acreditam que o asteróide atingiu um momento crucial: há cerca de 13.000 anos atrás, tal como o mundo estava a descongelar desde a última era glacial. Isso significaria que se despenhou na Terra quando os mamutes e outras megafaunas estavam em declínio e as pessoas se estavam a espalhar pela América do Norte.
O impacto teria sido um espectáculo para qualquer pessoa num raio de 500 quilómetros. Uma bola de fogo branca quatro vezes maior e três vezes mais brilhante do que o sol teria espalhado pelo céu. Se o objecto tivesse atingido um manto de gelo, teria atravessado a rocha, vaporizando água e pedra num instante. A explosão resultante embalou a energia de 700 bombas nucleares de 1 megatonelada, e mesmo um observador a centenas de quilómetros de distância teria experimentado uma onda de choque bufante, uma monstruosa trovoada, e ventos de força de furacão. Mais tarde, os detritos rochosos poderiam ter chovido na América do Norte e na Europa, e o vapor libertado, um gás com efeito de estufa, poderia ter aquecido localmente a Gronelândia, derretendo ainda mais gelo.
A notícia da descoberta do impacto despertou um velho debate entre os cientistas que estudam o clima antigo. Um impacto maciço sobre o manto de gelo teria enviado água derretida para o Oceano Atlântico – perturbando potencialmente a correia transportadora das correntes oceânicas e provocando a queda de temperaturas, especialmente no Hemisfério Norte. “O que significaria isso para as espécies ou para a vida na altura? É uma enorme questão em aberto”, diz Jennifer Marlon, uma paleoclimatologista da Universidade de Yale.
Há uma década atrás, um pequeno grupo de cientistas propôs um cenário semelhante. Eles estavam a tentar explicar um evento de arrefecimento, com mais de 1000 anos, chamado Younger Dryas, que começou há 12.800 anos, quando a última era glacial estava a terminar. A sua solução controversa era invocar um agente extraterrestre: o impacto de um ou mais cometas. Os investigadores propuseram que para além de mudar a canalização do Atlântico Norte, o impacto também provocou incêndios florestais em dois continentes que levaram à extinção de grandes mamíferos e ao desaparecimento do povo Clovis, caçador de mamíferos da América do Norte. O grupo de investigação reuniu provas sugestivas mas inconclusivas, e poucos outros cientistas ficaram convencidos. Mas a ideia apanhou a imaginação do público, apesar de uma óbvia limitação: Ninguém conseguiu encontrar uma cratera de impacto.
Proponentes de um impacto Younger Dryas sentem-se agora justificados. “Prevejo inequivocamente que esta cratera tem a mesma idade que o Younger Dryas”, diz James Kennett, geólogo marinho da Universidade da Califórnia, Santa Barbara, um dos impulsionadores originais da ideia.
Mas Jay Melosh, especialista em crateras de impacto da Universidade Purdue em West Lafayette, Indiana, duvida que a greve tenha sido tão recente. Estatisticamente, os impactos do tamanho de Hiawatha ocorrem apenas a cada poucos milhões de anos, diz ele, e por isso a hipótese de um há apenas 13.000 anos atrás é pequena. Não importa quem esteja certo, a descoberta dará munições aos teóricos do impacto de Younger Dryas – e transformará o pêndulo Hiawatha num outro tipo de projéctil. “Isto é uma batata quente”, diz Melosh à Science. “Está ciente de que vai desencadear uma tempestade de fogo?”
Começou com um buraco. Em 2015, Kjær e um colega estavam a estudar um novo mapa dos contornos escondidos sob o gelo da Gronelândia. Com base nas variações da profundidade do gelo e dos padrões de fluxo superficial, o mapa ofereceu uma sugestão grosseira da topografia de rocha – incluindo a dica de um buraco sob Hiawatha.
Kjær recordou um enorme meteorito de ferro no pátio do seu museu, perto do local onde estaciona a sua bicicleta. Chamado Agpalilik, Inuit para “o Homem”, a rocha de 20 toneladas é um fragmento de um meteorito ainda maior, o Cabo York, encontrado em pedaços no noroeste da Gronelândia por exploradores ocidentais mas há muito usado pelos Inuit como fonte de ferro para pontas de arpão e ferramentas. Kjær perguntou-se se o meteorito poderia ser um resquício de um impactor que escavou a característica circular sob Hiawatha. Mas ele ainda não estava confiante de que se tratava de uma cratera de impacto. Ele precisava de o ver mais claramente com radar, que consegue penetrar o gelo e reflectir fora da rocha.
A equipa de Kjær começou a trabalhar com Joseph MacGregor, um glaciólogo do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, Maryland, que desenterrou dados de radar de arquivo. MacGregor descobriu que as aeronaves da NASA sobrevoavam frequentemente o local no seu caminho para inspeccionar o gelo marinho do Árctico, e os instrumentos eram por vezes ligados, em modo de teste, à saída. “Isso foi bastante glorioso”, diz MacGregor.
As imagens do radar mostravam mais claramente o que parecia ser a borda de uma cratera, mas ainda estavam demasiado confusas no meio. Muitas características na superfície da Terra, tais como calderas vulcânicas, podem disfarçar-se de círculos. Mas apenas as crateras de impacto contêm picos centrais e anéis de pico, que se formam no centro de uma cratera recém-nascida quando, como o salpico de uma pedra numa rocha de uma lagoa, se rebenta logo após um ataque. Para procurar essas características, os investigadores precisavam de uma missão de radar dedicada.
Coincidentalmente, o Instituto Alfred Wegener para a Investigação Polar e Marinha em Bremerhaven, Alemanha, tinha acabado de adquirir um radar de próxima geração de penetração de gelo para montar através das asas e do corpo do seu avião Basler, um DC-3 com duas hélices retroajustadas que é um cavalo de batalha da ciência árctica. Mas também precisavam de financiamento e de uma base próxima de Hiawatha.
Kjær tratava do dinheiro. As agências de financiamento tradicionais seriam demasiado lentas, ou propensas a vazar a sua ideia, pensou ele. Assim, apresentou uma petição à Fundação Carlsberg de Copenhaga, que utiliza os lucros das suas vendas globais de cerveja para financiar a ciência. MacGregor, por seu lado, alistou colegas da NASA para persuadir os militares dos EUA a deixá-los trabalhar fora da Base Aérea de Thule, um posto avançado da Guerra Fria no norte da Gronelândia, onde membros alemães da equipa tentavam obter permissão para trabalhar há 20 anos. “Eu tinha-me reformado, cientistas alemães muito sérios enviando-me emojis de cara feliz”, diz MacGregor.
Três voos, em Maio de 2016, acrescentaram 1600 quilómetros de dados frescos de dezenas de trânsitos através do gelo – e provas de que Kjær, MacGregor, e a sua equipa estavam a apanhar alguma coisa. O radar revelou cinco saltos salientes no centro da cratera, indicando um pico central a subir cerca de 50 metros de altura. E em sinal de impacto recente, o fundo da cratera está excepcionalmente recortado. Se o asteróide tivesse atingido antes de 100.000 anos atrás, quando a área estava livre de gelo, a erosão do derretimento do gelo mais para o interior teria varrido a cratera suavemente, diz MacGregor. Os sinais de radar também mostraram que as camadas profundas de gelo estavam misturadas – um outro sinal de um impacto recente. Os padrões estranhamente perturbados, diz MacGregor, sugerem que “a camada de gelo não se equilibrou com a presença desta cratera de impacto”
Mas a equipa queria provas directas para ultrapassar o cepticismo que sabiam que iria acolher uma reivindicação de uma cratera jovem massiva, uma cratera que parecia desafiar as probabilidades de ocorrência de grandes impactos. E foi por isso que Kjær se viu, naquele brilhante dia de Julho em 2016, a recolher amostras frenéticas de rochas ao longo de todo o crescente terreno que rodeava o rosto de Hiawatha. A sua paragem mais crucial foi no meio do semicírculo, perto do rio, onde recolheu sedimentos que pareciam ter vindo do interior do glaciar. Foi agitado, diz ele – “um daqueles dias em que basta verificar as suas amostras, cair no leito, e não se levantar durante algum tempo”
Naquela lavagem, a equipa de Kjær encerrou o seu caso. Peneirando na areia, Adam Garde, geólogo do Geological Survey da Dinamarca e da Gronelândia em Copenhaga, encontrou grãos de vidro forjados a temperaturas superiores às que uma erupção vulcânica pode gerar. Mais importante, ele descobriu cristais de quartzo chocados. Os cristais continham um padrão de banda distinto que só pode ser formado nas intensas pressões de impactos extraterrestres ou de armas nucleares. O quartzo é o caso, diz Melosh. “Parece bastante bom. Todas as provas são bastante convincentes”
Agora, a equipa precisa de descobrir exactamente quando ocorreu a colisão e como esta afectou o planeta.
The Younger Dryas, com o nome de uma pequena flor árctica branca e amarela que floresceu durante o estalido frio, há muito que fascina os cientistas. Até que o aquecimento global impulsionado pelo homem se instalou, esse período reinou como uma das mais acentuadas oscilações recentes de temperatura na Terra. Com o declínio da última era glacial, há cerca de 12.800 anos, as temperaturas em partes do Hemisfério Norte mergulharam até 8°C, até às leituras da era glacial. Ficaram assim durante mais de 1000 anos, transformando o avanço da floresta em tundra.
O gatilho poderia ter sido uma perturbação na correia transportadora das correntes oceânicas, incluindo a Corrente do Golfo que transporta o calor para norte a partir dos trópicos. Num jornal de 1989 na Nature, Kennett, juntamente com Wallace Broecker, um cientista climático do Observatório da Terra Lamont-Doherty da Universidade de Columbia, e outros, expuseram como a água derretida das camadas de gelo em retirada poderia ter encerrado a correia transportadora. Como a água quente dos trópicos viaja para norte à superfície, arrefece enquanto a evaporação a torna mais salgada. Ambos os factores aumentam a densidade da água até que esta se afunde no abismo, ajudando a conduzir o transportador. A adição de um pulso de água doce menos denso pode atingir os travões. Os investigadores do Paleoclimado apoiaram largamente a ideia, embora faltassem provas de uma tal inundação até recentemente.
Então, em 2007, Kennett sugeriu um novo gatilho. Ele juntou-se a cientistas liderados por Richard Firestone, um físico do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley na Califórnia, que propôs uma greve de cometa no momento-chave. Explodindo sobre o manto de gelo que cobre a América do Norte, o cometa ou cometas teria atirado pó que bloqueia a luz para o céu, arrefecendo a região. Mais a sul, projécteis ardentes teriam incendiado as florestas, produzindo fuligem que aprofundou a escuridão e o arrefecimento. O impacto também poderia ter desestabilizado o gelo e libertado água de fusão que teria perturbado a circulação atlântica.
O caos climático, sugeriu a equipa, poderia explicar porque é que os povoados Clovis esvaziaram e a megafauna desapareceu pouco tempo depois. Mas as provas eram escassas. Firestone e os seus colegas assinalaram finas camadas sedimentares em dezenas de sítios arqueológicos na América do Norte. Esses sedimentos pareciam conter vestígios geoquímicos de um impacto extraterrestre, como um pico em irídio, o elemento exótico que ajudou a cimentar o caso de um impacto Chicxulub. As camadas produziam também minúsculos grânulos de vidro e ferro – detritos meteóricos possíveis – e cargas pesadas de fuligem e carvão vegetal, indicando incêndios.
A equipa encontrou críticas imediatas. O declínio dos mamutes, das preguiças gigantes, e de outras espécies tinha começado muito antes dos Younger Dryas. Além disso, não havia sinais de uma morte humana na América do Norte, disseram arqueólogos. O povo nómada Clovis não teria ficado muito tempo em qualquer local. Os distintos pontos de lança que marcaram a sua presença provavelmente desapareceram não porque as pessoas morreram, mas sim porque essas armas já não eram úteis uma vez que os mamutes se extinguiram, diz Vance Holliday, um arqueólogo da Universidade do Arizona em Tucson. A hipótese de impacto estava a tentar resolver problemas que não precisavam de ser resolvidos.
As provas geoquímicas também começaram a corroer. Os cientistas externos não conseguiam detectar o pico de irídio nas amostras do grupo. As contas eram reais, mas eram abundantes em muitos tempos geológicos, e a fuligem e o carvão não pareciam aumentar na altura das Dryas mais jovens. “Eles listaram todas estas coisas que não são suficientes”, diz Stein Jacobsen, um geochemista da Universidade de Harvard que estuda crateras.
P>Passar a hipótese de impacto nunca morreu completamente. Os seus proponentes continuaram a estudar a suposta camada de detritos em outros locais na Europa e no Médio Oriente. Também relataram ter encontrado diamantes microscópicos em diferentes locais que, dizem, só poderiam ter sido formados por um impacto. (Investigadores externos questionam as alegações de diamantes.)
Agora, com a descoberta da cratera de Hiawatha, “penso que temos a arma fumegante”, diz Wendy Wolbach, uma geochemista da Universidade De-Paul em Chicago, Illinois, que fez trabalho sobre incêndios durante a era.
O impacto teria derretido 1500 gigatoneladas de gelo, a equipa estima – tanto gelo quanto a Antárctida perdeu devido ao aquecimento global na última década. O efeito de estufa local do vapor libertado e o calor residual na rocha da cratera teriam acrescentado mais derretimento. Grande parte dessa água doce poderia ter acabado no vizinho Mar do Labrador, um local primário que bombeia a circulação de inversão do Oceano Atlântico. “Isso poderia perturbar a circulação”, diz Sophia Hines, uma paleoclimatologista marinha da Lamont-Doherty.
Leery da controvérsia anterior, Kjær não apoiará esse cenário. “Não vou pôr-me à frente desse comboio”, diz ele. Mas nos rascunhos do jornal, admite ele, a equipa chamou explicitamente a atenção para uma possível ligação entre o impacto Hiawatha e o Younger Dryas.
Padrões de banda no quartzo mineral são diagnósticos de ondas de choque de um impacto extraterrestre.
ADAM GARDE, GEUS
As provas começam com o gelo. Nas imagens de radar, o grão das erupções vulcânicas distantes faz com que alguns dos limites entre camadas sazonais se destaquem como reflexos brilhantes. Essas camadas brilhantes podem ser combinadas com as mesmas camadas de grão em núcleos de gelo catalogados e datados de outras partes da Gronelândia. Usando essa técnica, a equipa de Kjær descobriu que a maioria do gelo em Hiawatha está perfeitamente estratificado ao longo dos últimos 11.700 anos. Mas no gelo mais antigo e perturbado que se encontra em baixo, os reflexos brilhantes desaparecem. Seguindo as camadas profundas, a equipa combinou a confusão com gelo de superfície rico em detritos na borda de Hiawatha, anteriormente datada de há 12.800 anos. “Era bastante autoconsistente que o fluxo de gelo era fortemente perturbado na ou antes das Dryas Younger”, diz MacGregor.
Outras linhas de evidência sugerem também que Hiawatha poderia ser o impacto das Dryas Younger. Em 2013, Jacobsen examinou um núcleo de gelo a partir do centro da Gronelândia, a 1000 quilómetros de distância. Ele esperava pôr a teoria do impacto de Younger Dryas a descansar, mostrando que, há 12.800 anos atrás, os níveis de metais que os impactos dos asteróides tendem a espalhar-se não se espalhavam. Em vez disso, encontrou um pico em platina, semelhante aos medidos em amostras do local da cratera. “Isto sugere uma ligação ao Younger Dryas ali mesmo”, diz Jacobsen.
Para Broecker, as coincidências somam-se. Ele tinha ficado intrigado primeiro com o papel Firestone, mas rapidamente se juntou às fileiras dos que não o fazem. Os defensores do impacto do Younger Dryas fixaram-se demasiado nele, diz ele: os incêndios, a extinção da megafauna, o abandono dos sítios Clovis. “Puseram-lhe um mau brilho”. Mas o pico de platina que Jacobsen encontrou, seguido da descoberta de Hiawatha, fê-lo acreditar novamente. “Tem de ser a mesma coisa”, diz ele.
P>Já ninguém pode ter a certeza do momento. As camadas perturbadas nada mais poderiam reflectir do que as tensões normais nas profundezas da camada de gelo. “Sabemos demasiado bem que o gelo mais antigo pode perder-se por tosquia ou derretimento na base”, diz Jeff Severinghaus, um paleoclimatologista do Scripps Institution of Oceanography em San Diego, Califórnia. Richard Alley, um glaciologista da Universidade Estadual da Pensilvânia no Parque Universitário, acredita que o impacto é muito mais antigo do que 100.000 anos e que um lago subglacial pode explicar as texturas estranhas perto da base do gelo. “O fluxo de gelo sobre os lagos em crescimento e encolhimento que interagem com a topografia rugosa pode ter produzido estruturas bastante complexas”, diz Alley.
Um impacto recente também deveria ter deixado a sua marca na meia dúzia de núcleos de gelo profundos perfurados noutros locais da Gronelândia, que documentam os 100.000 anos de história da actual camada de gelo. No entanto, nenhum exibe a fina camada de escombros que um ataque do tamanho de Hiawatha deveria ter provocado. “Devias mesmo ver algo”, diz Severinghaus.
Brandon Johnson, um cientista planetário da Universidade de Brown, não tem tanta certeza. Depois de ver um rascunho do estudo, Johnson, que modela impactos em luas geladas como Europa e Enceladus, usou o seu código para recriar um impacto de asteróides sobre uma espessa camada de gelo. Um impacto cava uma cratera com um pico central como o visto em Hiawatha, que ele encontrou, mas o gelo reprime a propagação de detritos rochosos. “Os resultados iniciais são que vai muito menos longe”, diz Johnson.
Em 2016, Kurt Kjær procurou provas de um impacto na areia lavada por debaixo do Glaciar Hiawatha. Ele encontraria contas vítreas e cristais chocados de quartzo.
SVEND FUNDER
Even se o asteróide tivesse atingido no momento certo, poderia não ter desencadeado todos os desastres previstos pelos proponentes do impacto do Younger Dryas. “É demasiado pequeno e distante para matar os mamíferos Pleistocenos nos Estados Unidos continental”, diz Melosh. E como uma greve poderia acender chamas numa região tão fria e árida é difícil de ver. “Não consigo imaginar como algo como este impacto neste local poderia ter causado incêndios maciços na América do Norte”, diz Marlon.
P>Pode nem sequer ter despoletado as Younger Dryas. Os núcleos de sedimentos oceânicos não mostram vestígios de uma onda de água doce para o Mar Labrador proveniente da Gronelândia, diz Lloyd Keigwin, um paleoclimatologista do Instituto Oceanográfico Woods Hole, em Massachusetts. A melhor evidência recente, acrescenta, sugere uma inundação para o Oceano Árctico através do oeste do Canadá.
Um gatilho externo pode ser desnecessário em qualquer caso, diz Alley. Durante a última era glaciar, o Atlântico Norte viu outros 25 períodos de arrefecimento, provavelmente desencadeados por perturbações na circulação de inversão do Atlântico. Nenhum desses feitiços, conhecidos como eventos Dansgaard-Oeschger (D-O), foi tão severo como os Younger Dryas, mas a sua frequência sugere que um ciclo interno desempenhou um papel nos Younger Dryas, também. Até Broecker concorda que o impacto não foi a causa final do arrefecimento. Se os eventos D-O representam transições abruptas entre dois estados regulares do oceano, ele diz, “pode-se dizer que o oceano estava a aproximar-se da instabilidade e de alguma forma este evento derrubou-o.”
P>Paralisou, a história completa de Hiawatha vai descer à sua idade. Mesmo uma cratera de impacto exposta pode ser um desafio para a datação, o que requer a captura do momento em que o impacto alterou as rochas existentes – não a idade original do pêndulo ou do seu alvo. A equipa de Kjær tem estado a tentar. Dispararam lasers nas esférulas vítreas para libertar árgon para datação, mas as amostras estavam demasiado contaminadas. Os investigadores estão a inspeccionar um cristal azul da apatite mineral em busca de linhas deixadas pela decomposição do urânio, mas é um tiro no escuro. A equipa também encontrou vestígios de carbono em outras amostras, o que poderá um dia produzir uma data, diz Kjær. Mas a resposta final pode exigir a perfuração através do gelo até ao chão da cratera, para rochar que derreteu no impacto, reiniciando o seu relógio radioactivo. Com amostras suficientemente grandes, os investigadores deveriam ser capazes de fixar a idade de Hiawatha.
Dado o local remoto, uma expedição de perfuração para o buraco no topo do mundo seria dispendiosa. Mas a compreensão da história recente do clima – e do que um impacto gigantesco pode fazer ao planeta – está em jogo. “Alguém tem de ir perfurar lá dentro”, diz Keigwin. “É tudo o que há para fazer”