A principios de agosto de 2017, un equipo de científicos de la Universidad de São Paulo (USP), la Universidad de Campinas (UNICAMP) en Brasil y el Instituto de Investigación para el Desarrollo (IRD) de Francia comenzaron a perforar pozos y analizar los sedimentos extraídos del cráter Colônia, una depresión ubicada en las faldas sur de la ciudad de São Paulo, con un diámetro de 3,6 km, profundidades de hasta 450 my un área de 10,2 km ² . Su objetivo era reconstruir el último millón de años de la biosfera y el bioma de la selva atlántica en esa área.

"La acumulación de sedimentos fue posible a lo largo del Cuaternario [los últimos 2,6 millones de años] debido a la forma de cuenco. Los 50 m de sedimento que estamos muestreando contendrán registros de los últimos 800, 000 a 1 millón de años, ", dijo André Oliveira Sawakuchi. Sawakuchi es miembro del equipo del proyecto y dirige el Laboratorio de Espectrometría Gamma y Luminiscencia en el Instituto de Geociencias de la USP.

El equipo para el laboratorio se adquirió con el apoyo de la Fundación de Investigaciones de São Paulo (FAPESP), y este laboratorio es una de las instalaciones donde se analizarán los materiales. "El análisis se realizará en los laboratorios de la USP y en países como Suiza, Francia, Estados Unidos y Alemania, "dijo Marie-Pierre Ledru, investigador del IRD, quien comparte la coordinación del proyecto con Sawakuchi.

Los investigadores están analizando los núcleos en busca de microbios, polen, isótopos, gases de efecto invernadero y algas, así como para otros elementos atrapados en el sedimento. Todo esto es evidencia de las variaciones en la cantidad de luz solar recibida por el planeta que provocaron los múltiples ciclos glacial-interglaciares en la historia del planeta y los impactos de los períodos húmedos y secos en la Mata Atlántica.

"Las preguntas que tratamos de responder tienen que ver con estos ciclos naturales que forman parte del clima de la Tierra. En los últimos 800, 000 años, ha habido glaciaciones aproximadamente cada 100, 000 años. Nuestro proyecto de investigación tiene varios frentes, y obtendremos un análisis amplio de este período, "dijo Patricia Roeser, otro miembro del equipo del proyecto e investigador del Centro Europeo de Investigación y Educación en Geociencias Ambientales (CEREGE) en Francia.

Las muestras de sedimentos recolectadas del cráter Colônia son muy ricas en información sobre lo que ocurrió en el área y cómo respondió el bioma de la Mata Atlántica al cambio climático. Al analizar los compuestos orgánicos e isótopos (formas de elementos químicos) en el sedimento, los investigadores pueden determinar mucho sobre el tipo de cobertura vegetal e incluso la composición de la lluvia que cayó hace miles de años.

"Las plantas absorben isótopos de hidrógeno de la lluvia, por lo que los vestigios de plantas atrapadas en el sedimento representan una especie de archivo climático, ", Dijo Sawakuchi. Otra fuente de información sobre el pasado de la Mata Atlántica es el polen que se encuentra en los núcleos de sedimentos, de los cuales los científicos pueden sacar conclusiones sobre la diversidad de la flora.

El análisis de los gases atrapados en los poros del sedimento permite investigar las comunidades de microbios del subsuelo, que producen gases de efecto invernadero como dióxido de carbono y metano.

"Se han realizado investigaciones de este tipo para los bosques templados, pero muy pocas áreas tropicales se han estudiado de esta manera, ", dice Ledru." La información obtenida se refiere no solo al bosque en sí, sino también a la cantidad de lluvia y a los períodos de sequía y lluvia más intensas ".

El proyecto se lleva a cabo en tres etapas. El primero es la perforación y la recolección de muestras de testigos. El segundo es el análisis de gases de efecto invernadero y microbiología. "El sitio de perforación está a 100 m de nuestro mini-laboratorio. El material llega al mini-laboratorio, donde las muestras se dividen en submuestras más pequeñas. Debemos hacer esto rápido para evitar la contaminación. Luego, las muestras se envían a investigadores de varios países, "dijo Roeser, quién es responsable del análisis in situ.

Esta tercera etapa implica el análisis de remanentes como isótopos, polen y algas por expertos en centros de investigación en varios países diferentes. "Después, los núcleos se devolverán a Brasil para su almacenamiento en el archivo de la USP, ", dijo Ledru." Es un proyecto interdisciplinario con 17 investigadores que se especializan en diferentes áreas ".

El proyecto de investigación, llamado Tropicol, no es el primero en estudiar la vegetación del cráter Colônia. El área ha sido estudiada desde la década de 1960, pero el foco inicial estaba en cómo se formó el cráter, probablemente por un meteorito. Los estudios centrados en el clima y la vegetación comenzaron en la década de 1980.

"No hay mucha investigación de este tipo en el mundo, ", Dijo Roeser." Perforación continental profunda para estudiar la actividad microbiana, a diferencia de los estudios oceánicos, comenzó hace menos de diez años. Los primeros resultados mostraron un vínculo entre los ciclos glacial-interglaciares y los tipos de comunidades microbianas. Tenemos curiosidad por ver los resultados de los análisis, que mostrará si este es también el caso del cráter Colônia ".

Perforación en 2014, como parte del Proyecto Temático "Dimensiones US-BIOTA São Paulo", produjo 14 m núcleos de sedimento, registrando los últimos 250, 000 años. En este caso, los científicos descubrieron que había un lago en el cráter durante un largo período. Estimaron que el cambio de un lago a un pantano ocurrió aproximadamente 120, Hace 000 años.

"Sabemos que el sedimento es rico en polen y materia orgánica, todo lo cual es un buen material para estudiar la evolución de la Mata Atlántica, "Dijo Sawakuchi." Otro hecho interesante es que a profundidades por debajo de los 11 m, encontramos capas de sedimentos en el fondo del lago. La mayor parte del relleno sedimentario del cráter es de este tipo, lo que significa que el cráter fue un lago durante una gran parte de su vida ".

También se sabe que el cráter tiene un espesor máximo de 450 m de sedimento acumulado. "El objetivo futuro es perforar para recolectar núcleos de estos 450 m, "Dijo Ledru." Entonces será posible tomar muestras de la roca del basamento en el fondo del cráter para definir si realmente fue causado por el impacto de un meteorito. Las imágenes satelitales del cráter no dejan lugar a dudas, pero este estudio traerá la confirmación de la roca, "Dijo Ledru.

Agregó que el material que se ha recolectado del cráter se puede utilizar en nuevos estudios sobre el cambio climático y la Mata Atlántica.

"Para futuras investigaciones, estamos interesados ​​en estudiar cómo los cambios en la energía solar afectan la biodiversidad, creando procesos de extinción y emergencia de especies. Estos procesos aún no se conocen bien. No tenemos respuestas sobre los procesos de extinción natural, y actualmente estamos experimentando una extinción masiva causada en gran parte por los humanos, "Dijo Ledru.

El planeta está atravesando una nueva fase del ciclo solar, donde la actividad del Sol se vuelve más intensa a intervalos de aproximadamente 11 años, mientras que al mismo tiempo, los gases de efecto invernadero se encuentran en niveles elevados. "Será importante determinar los efectos de estas variaciones en la energía solar en la capa subyacente del bosque tropical, "Dijo Ledru." Entonces podremos saber cómo las variaciones de energía pueden afectar futuras extinciones y emergencias de especies, haciendo un vínculo entre el pasado y la era presente en la que la actividad humana está creando algo completamente nuevo en la Tierra. Todavía es solo una nueva posibilidad de investigación. Estudios de climas, paleoclimas y paleobiología necesitan varios indicadores, como los capturados en el cráter Colônia ".