Oceano Austral: o tampão de carbono da Antártida pode passar de sumidouro a fonte

Esse equilíbrio molda tempestades, gelo marinho e o aquecimento futuro.

Durante décadas, o oceano que circunda a Antártida funcionou como um enorme amortecedor. Arrefece o planeta, acumula calor e absorve carbono libertado pelas nossas economias. Dados recentes indicam que esse amortecedor continua a trabalhar intensamente. No entanto, os mesmos dados sugerem que existe um fecho delicado - já a ceder - que pode empurrar o clima para uma fase de aquecimento mais rápido.

Um mecanismo oculto no Oceano Austral ganha nitidez

Várias expedições, entre 1972 e 2021, cartografaram a forma como o carbono se desloca pelo Oceano Austral. Investigadores do Alfred Wegener Institute e equipas parceiras encontraram um resultado marcante: este oceano continua a captar uma grande fatia do carbono que entra nos mares devido à actividade humana, perto de 40 por cento. Os modelos apontavam para uma desaceleração a esta altura. As medições no terreno contam outra história.

A explicação está debaixo da superfície. A sul da Frente Polar, as águas profundas transportam uma carga elevada de carbono, acumulada ao longo de séculos. Com ventos de oeste mais fortes, essas massas de água poderiam ser puxadas para cima e libertar CO2 para a atmosfera. Essa libertação não ocorreu em grande escala. Algo travou o passo final.

A estratificação à superfície - uma “tampa” mais doce e mais fria - manteve a água profunda, rica em carbono, em baixo, adiando um pulso de CO2 de regresso ao ar.

Desde a década de 1990, o aumento de água de fusão dos glaciares e mais precipitação tornaram a camada superior mais doce. A água menos salgada é mais leve. Formou-se assim uma cobertura estável que resistiu à mistura. Análises publicadas em revistas de referência concluem que este contraste de densidade explica porque é que o sumidouro se manteve, mesmo com o reforço dos ventos.

Estratificação, afloramento e uma armadilha de carbono

Agora, essa “tampa” está a afinar. Em média, o limite superior das águas profundas aproximou-se 40 metros da superfície desde o início da década de 1990. As camadas que sobem trazem mais calor e mais sal. Vão corroendo a cobertura. A cada tempestade de inverno, a agitação aumenta. E cada pequena mudança faz crescer a probabilidade de o CO2 enterrado encontrar uma via de subida.

Os satélites acrescentam outra peça ao puzzle. Depois de décadas de diminuição da salinidade à superfície, os instrumentos detectaram uma tendência para salinidade superficial mais elevada desde cerca de 2015. Esta inversão coincide com mínimos históricos recentes na extensão do gelo marinho antárctico. Menos gelo marinho significa mais vento e ondulação a actuarem directamente sobre o oceano, promovendo mistura. Significa também menos água doce sazonal para reforçar a “tampa”.

Os sinais apontam no mesmo sentido: separação mais fraca entre superfície e profundidade, mistura invernal mais intensa e uma porta a entreabrir-se para a desgaseificação.

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 padrões atmosféricos. Ventos mais fortes tendem a puxar água profunda para cima. As entradas de água doce provenientes da fusão do gelo fizeram o contrário, mantendo a superfície mais leve e menos propensa a ser remexida. Este cabo-de-guerra definiu o ritmo das trocas de carbono. Agora, o lado do vento parece ganhar vantagem à medida que a superfície fica mais salgada e o gelo marinho recua.

Isto também conta para os ecossistemas. Quando a água profunda sobe, traz nutrientes que podem desencadear florações, mas também acrescenta CO2 e calor. Mais mistura pode favorecer algumas cadeias alimentares. Contudo, pode igualmente aumentar o stress da acidificação em organismos que formam conchas. O equilíbrio varia consoante a região e a estação, mas a direcção da mudança física é ampla.

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

Se a cobertura quebrar em pontos suficientes, o Oceano Austral pode mudar de comportamento. Um sumidouro forte pode transformar-se numa fonte. Essa viragem libertaria CO2 acumulado fora do campo de visão, acelerando as concentrações atmosféricas durante anos. O risco está nos valores: as águas profundas do sul contêm CO2 em níveis bem acima do ar actual. Ao aproximarem-se da superfície, esse gradiente empurra o gás para a atmosfera.

As equipas que reúnem observações alertam que muitos modelos continuam a avaliar mal o momento e a intensidade da estratificação. Se os modelos representarem a “tampa” demasiado fraca ou demasiado forte no período errado, deslocam a viragem no tempo. E esse erro infiltra-se na matemática dos orçamentos de carbono e no ritmo esperado do aquecimento.

O inverno é decisivo. A escuridão e as tempestades aprofundam a camada misturada e põem a cobertura à prova. Missões internacionais - incluindo novos esforços para coordenar amostragens no inverno antárctico - pretendem seguir, com precisão, quando e onde a “tampa” cede, e em que magnitude.

• Parcela da captação oceânica de CO2 de origem humana no Oceano Austral: cerca de 40 por cento
• Subida do limite das águas profundas em direcção à superfície: aproximadamente 40 metros desde o início da década de 1990
• Tendência de salinidade à superfície: a aumentar desde cerca de 2015, após décadas de diminuição
• Contexto do gelo marinho: mínimos plurianuais na extensão antárctica em épocas recentes
• Período de observação: registos de navios e flutuadores de 1972 a 2021, agora prolongados por satélites e sensores autónomos

O que isto significa para previsões e políticas

Os orçamentos de carbono partem do princípio de um certo sumidouro oceânico. Se o Oceano Austral enfraquecer, esses orçamentos encolhem. Isso obrigaria a cortes de emissões mais rápidos para cumprir os mesmos objectivos de temperatura. Contar com um sumidouro oceânico estável também subvaloriza o risco no planeamento energético e agrícola. Seguros, infra-estruturas e modelos de segurança alimentar precisam de contemplar um cenário em que a captação do oceano falha e o aquecimento acelera.

Há ainda outro compromisso. A captação adicional recente não foi isenta de custos. Sumidouros fortes intensificam a acidificação do oceano, sobretudo em águas frias que absorvem CO2 com facilidade. A vida marinha em latitudes elevadas já enfrenta oscilações de pH que desgastam conchas e perturbam o desenvolvimento. Uma viragem para desgaseificação aliviaria a acidificação localmente, mas faria o aquecimento atmosférico avançar mais depressa. Nenhuma opção parece benigna.

Como os cientistas vão testar o risco de ponto de viragem

Novas ferramentas permitem vigiar o oceano em zonas a que os navios raramente chegam. Flutuadores Argo biogeoquímicos já traçam perfis de oxigénio, pH, nitrato e indicadores de carbono ao longo da coluna de água. Planadores e amarrações capazes de operar com gelo aguentam o inverno. Os investigadores também colocam sensores em focas que mergulham sob o gelo, recolhendo amostras onde as pessoas não conseguem ir. Em conjunto, estes recursos mostram quando camadas ricas em carbono se aproximam da superfície e como as tempestades as misturam.

Os modelos terão de ser melhorados para reproduzir o que estes instrumentos observam. Isso implica resolução mais fina para captar frentes e remoinhos, melhores entradas de água doce da fusão e uma física mais robusta das trocas gasosas com ventos fortes e borrifo gelado. As equipas poderão então correr dois cenários paralelos: um em que a “tampa” se mantém ao longo da década de 2030, e outro em que a desgaseificação regional começa mais cedo. Os decisores podem preparar-se para ambos.

Termos e exemplos práticos

Estratificação: as camadas de água organizam-se pela densidade. A água doce e fria flutua por cima 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, atingir água com mais CO2. Esse aumento faz disparar o fluxo de CO2 entre mar e ar em poucas horas. Os instrumentos conseguem captar esse pulso e, depois, acompanhar a rapidez com que a superfície volta a ficar mais doce e a acalmar.

Concentrações de risco: os maiores riscos de mistura alinham-se onde os ventos são mais fortes e o gelo marinho se rompe mais cedo - os sectores de Weddell e Ross e o lado do Pacífico da Antártida Ocidental. Entre as vantagens de um aviso precoce estão melhores previsões sazonais para pescas e uma leitura mais segura de perigos de gelo marinho para a navegação. Os efeitos acumulados também contam: vários invernos suaves podem ter pouco impacto, mas dois invernos tempestuosos após um verão com pouco gelo podem abrir “buracos” na cobertura suficientemente grandes para alterar os orçamentos regionais de carbono.

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