Esse equilíbrio molda tempestades, gelo marinho e o aquecimento futuro

Durante décadas, o oceano que rodeia a Antártida funcionou como um enorme amortecedor do sistema climático. Arrefece o planeta, armazena calor e absorve parte do carbono que as nossas economias libertam. Novos dados mostram que esse amortecedor continua a trabalhar a bom ritmo. Ainda assim, os mesmos dados sugerem a existência de um fecho frágil, já a ceder, que pode empurrar o clima para uma fase de aquecimento mais rápido.

Para o Hemisfério Sul, isto não é apenas uma questão de química oceânica. Alterações nesta região podem influenciar trajetórias de tempestades, a extensão do gelo marinho e até a pressão sobre pescas e navegação em latitudes elevadas. Em termos práticos, o que acontece no oceano Austral pode repercutir-se muito além da Antártida.

Um mecanismo oculto no oceano Austral ganha nitidez

Várias expedições realizadas entre 1972 e 2021 cartografaram a forma como o carbono circula no oceano Austral. Investigadores do Instituto Alfred Wegener e equipas parceiras chegaram a um resultado marcante: este oceano continua a absorver uma fatia enorme do carbono que entra nos mares devido à atividade humana, perto de 40 por cento. Os modelos já apontavam para uma desaceleração nesta altura. As observações contam outra história.

A explicação está sob a superfície. As águas profundas a sul da frente polar transportam uma carga elevada de carbono, acumulada ao longo de séculos. Ventos de oeste mais intensos poderiam arrastar essas águas para cima e libertar CO2 para a atmosfera. Só que essa libertação não ocorreu em grande escala. Alguma coisa travou a etapa final.

A estratificação superficial - uma camada mais fresca e fria - manteve a água profunda, rica em carbono, presa em baixo, atrasando um pulso de CO2 de regresso ao ar.

Desde a década de 1990, o aporte adicional de água de fusão proveniente dos glaciares e o aumento da precipitação tornaram a camada superior menos salgada. Água menos salgada é mais leve. Assim, formou-se uma tampa estável que resistiu à mistura. As análises publicadas em revistas de referência concluem que este contraste de densidade ajuda a explicar porque é que o sumidouro persistiu mesmo com o reforço dos ventos.

Estratificação, afloramento e uma armadilha de carbono

Essa tampa está agora a afinar. Em média, o limite superior das águas profundas aproximou-se da superfície em cerca de 40 metros desde o início dos anos 1990. Essas camadas ascendentes transportam mais calor e mais sal. Vão corroendo a tampa. Cada tempestade de inverno agita o sistema com mais força. Cada pequeno empurrão aumenta a probabilidade de o CO2 enterrado encontrar caminho para cima.

Os satélites acrescentam outra peça ao puzzle. Depois de décadas de diminuição da salinidade à superfície, os instrumentos detetaram uma tendência para valores mais elevados desde cerca de 2015. Esta inversão coincide com mínimos plurianuais da extensão do gelo marinho antártico nos últimos anos. Menos gelo marinho significa que o vento e as ondas conseguem atuar com mais facilidade sobre o oceano e misturá-lo. Significa também menos água doce sazonal para reforçar a tampa.

Os sinais apontam na mesma direção: menor separação entre a superfície e a profundidade, mistura mais forte no inverno e uma porta a abrir-se para a libertação de CO2.

Ventos, água doce e gelo marinho estão a reescrever as regras

Os ventos de oeste em torno da Antártida intensificaram-se à medida que o clima aqueceu e o buraco do ozono alterou os padrões atmosféricos. Ventos mais fortes tendem a puxar águas profundas para a superfície. Os aportes de água doce resultantes da fusão do gelo fizeram o oposto, mantendo a superfície leve e resistente à agitação. Este braço de ferro definiu o ritmo das trocas de carbono. Agora, a componente do vento parece ganhar terreno à medida que a superfície se torna mais salgada e o gelo marinho recua.

Isto também tem consequências para os ecossistemas. Quando a água profunda sobe, traz nutrientes que favorecem florescimentos de fitoplâncton, mas também adiciona CO2 e calor. Mais mistura pode beneficiar algumas cadeias alimentares. Em contrapartida, pode aumentar o stress da acidificação em organismos que constroem conchas. O equilíbrio varia consoante a região e a estação, mas a direção da mudança física é ampla.

Porque é que os investigadores receiam uma passagem de sumidouro a fonte

Se a tampa ceder em pontos suficientes, o oceano Austral pode mudar de comportamento. Um forte sumidouro pode tornar-se uma fonte. Essa inversão libertaria CO2 armazenado fora de vista, acelerando as concentrações atmosféricas durante anos. O risco está nos números: as águas profundas do sul contêm CO2 em níveis muito acima dos valores atuais do ar. Quando sobem à superfície, esse gradiente empurra o gás para a atmosfera.

As equipas que compilam observações alertam para o facto de muitos modelos ainda errarem o momento e a intensidade da estratificação. Se os modelos representarem a tampa demasiado fraca ou demasiado forte na altura errada, vão localizar mal a inversão. Esse erro propaga-se para as contas do orçamento de carbono e para o ritmo esperado do aquecimento.

O inverno é o período decisivo. A escuridão e as tempestades aprofundam a camada misturada e testam a resistência da tampa. Missões internacionais - incluindo novos esforços para coordenar amostragens antárticas no inverno - procuram determinar com exatidão quando e onde a tampa cede, e em que grau.

• Parcela da absorção oceânica de CO2 de origem humana no oceano Austral: cerca de 40 por cento
• Subida do limite das águas profundas em direção à superfície: aproximadamente 40 metros desde o início dos anos 1990
• Tendência da salinidade à superfície: aumento desde cerca de 2015, depois de décadas de diminuição
• Contexto do gelo marinho: mínimos plurianuais da extensão antártica nas últimas épocas
• Período de observação: registos de navios e boias entre 1972 e 2021, agora complementados por satélites e sensores autónomos

O que isto significa para as previsões e para a política

Os orçamentos de carbono assentam numa certa capacidade de absorção do oceano. Se o oceano Austral enfraquecer, esses orçamentos encolhem. Isso exigiria cortes mais rápidos nas emissões para cumprir os mesmos objetivos de temperatura. Apostar numa absorção oceânica estável também subestima o risco no planeamento energético e agrícola. Os modelos de seguros, infraestruturas e segurança alimentar têm de incorporar um cenário em que a captação oceânica falha e o aquecimento acelera.

Há ainda outro compromisso. O aumento recente da absorção não ocorreu sem custos. Sumidouros fortes intensificam a acidificação do oceano, sobretudo em águas frias que absorvem CO2 com facilidade. A vida marinha em altas latitudes já enfrenta oscilações de pH que corroem conchas e perturbam o desenvolvimento. Uma passagem para a libertação de CO2 aliviaría a acidificação local, mas empurraria o aquecimento atmosférico para cima mais depressa. Não há uma opção verdadeiramente benigna.

As decisões públicas também precisam de considerar a inércia do sistema. Mesmo que as emissões globais comecem a descer com rapidez, o oceano responde lentamente e pode continuar a reorganizar-se durante décadas. Por isso, os cenários de adaptação não devem basear-se apenas na tendência média, mas também nos episódios extremos que podem desencadear alterações bruscas na troca de carbono.

Como os cientistas vão testar o risco de ponto de viragem

Novas ferramentas permitem observar o oceano em locais onde os navios quase nunca chegam. As boias Biogeochemical Argo medem oxigénio, pH, nitrato e indicadores de carbono ao longo da coluna de água. Planadores e amarrações preparados para o gelo resistem ao inverno. Os investigadores também colocam sensores em focas que mergulham sob o gelo, recolhendo dados onde as pessoas não conseguem ir. Em conjunto, estes meios mostram quando as camadas ricas em carbono se aproximam da superfície e de que forma as tempestades as misturam.

Os modelos terão de ser atualizados para corresponder ao que estes instrumentos observam. Isso implica maior resolução para captar frentes e redemoinhos, melhor representação dos aportes de água doce da fusão e física mais precisa da troca de gases com ventos fortes e spray gelado. As equipas poderão então executar dois cenários paralelos: um em que a tampa se mantém até à década de 2030 e outro em que a libertação regional de CO2 começa mais cedo. Os decisores podem preparar-se para ambos.

Termos e exemplos práticos

Estratificação: as camadas de água organizam-se pela densidade. Água fresca e fria fica acima de água mais salgada e mais quente. Quanto maior for o contraste, menos as camadas se misturam. Uma tempestade de inverno que aprofunde a camada misturada de 50 para 120 metros pode, de repente, tocar água com mais CO2. Esse aumento eleva o fluxo de CO2 entre o mar e o ar em poucas horas. Os instrumentos conseguem registar esse pulso e depois observar a rapidez com que a superfície volta a ganhar água doce e a acalmar.

Zonas de maior risco: os maiores riscos de mistura alinham-se onde os ventos são mais fortes e o gelo marinho quebra mais cedo - os sectores de Weddell e de Ross, e a vertente do Pacífico da Antártida Ocidental. Entre as vantagens de um aviso antecipado contam-se melhores previsões sazonais para as pescas e uma avaliação mais fiável dos perigos do gelo marinho para a navegação. Os efeitos cumulativos também importam: vários invernos amenos podem não provocar grandes alterações, mas dois invernos tempestuosos depois de um verão com pouco gelo podem abrir buracos na tampa suficientemente grandes para alterar os orçamentos regionais de carbono.