O Oceano Austral da Antárctida pode virar de sumidouro de carbono para fonte

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

Durante décadas, o oceano que circunda a Antárctida funcionou como um enorme amortecedor do clima. Ajuda a arrefecer o planeta, acumula calor e absorve parte do carbono que as nossas economias libertam. Novas medições indicam que este amortecedor continua a trabalhar intensamente. Ao mesmo tempo, os mesmos dados sugerem que existe um “fecho” delicado - já a afrouxar - capaz de empurrar o sistema climático para uma fase de aquecimento mais rápido.

Um mecanismo escondido no Oceano Austral ganha nitidez

Várias expedições, realizadas entre 1972 e 2021, cartografaram a forma como o carbono circula no Oceano Austral. Investigadores do Alfred Wegener Institute, em colaboração com outras equipas, chegaram a um resultado marcante: este oceano continua a captar uma fatia muito grande do carbono que entra nos mares devido à actividade humana, perto de 40 percent. Os modelos apontavam para um abrandamento a estas alturas. As observações, porém, mostram o contrário.

A explicação está abaixo da superfície. As águas profundas a sul da frente polar transportam uma carga elevada de carbono, acumulada ao longo de séculos. Se os ventos de oeste se intensificarem, podem puxar essas águas para cima e libertar CO2 para a atmosfera. Essa libertação não ocorreu em grande escala. Houve algo que travou o passo final.

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

Desde a década de 1990, o reforço de água de fusão dos glaciares e o aumento da precipitação tornaram a camada superior mais doce. A água menos salina é mais leve e, por isso, formou uma tampa estável que resistiu à mistura vertical. Análises publicadas em revistas de referência concluem que este contraste de densidade explica por que razão o sumidouro de carbono se manteve, mesmo com ventos mais fortes.

Estratificação, afloramento e uma armadilha de carbono

Essa “tampa” está agora a afinar. Em média, o limite superior das águas profundas aproximou-se cerca de 40 metros da superfície desde o início da década de 1990. As camadas que sobem trazem mais calor e mais sal, corroendo a tampa. Cada tempestade de inverno agita com maior força. Cada pequeno empurrão aumenta a probabilidade de o CO2 enterrado encontrar um caminho para cima.

Os satélites acrescentam mais uma peça ao puzzle. Depois de décadas de água superficial mais doce, os instrumentos detectaram uma tendência para maior salinidade à superfície desde cerca de 2015. Esta inversão coincide com mínimos recorde da extensão de gelo marinho antárctico nos últimos anos. Menos gelo marinho significa que o vento e as ondas conseguem “morder” mais o oceano e misturá-lo. Significa também menos água doce sazonal para reforçar a tampa.

Os sinais apontam na mesma direcção: separação mais fraca entre a superfície e a profundidade, mistura mais intensa no inverno e uma porta a entreabrir-se para a desgasificação.

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

Os ventos de oeste à volta da Antárctida fortaleceram-se à medida que o clima aqueceu e o buraco do ozono alterou os padrões atmosféricos. Ventos mais intensos tendem a promover o afloramento de água profunda. Em sentido oposto, as entradas de água doce provenientes da fusão do gelo mantiveram a superfície mais leve e menos disponível para ser agitada. Este cabo-de-guerra definiu o ritmo das trocas de carbono. Agora, com a superfície a tornar-se mais salina e o gelo marinho a recuar, o lado do vento parece ganhar vantagem.

Isto também tem implicações para os ecossistemas. Quando a água profunda sobe, traz nutrientes que alimentam florações, mas também acrescenta CO2 e calor. Mais mistura pode favorecer algumas redes alimentares. Em contrapartida, pode aumentar o stress de acidificação em organismos que formam conchas. O equilíbrio varia com a região e a estação, mas a tendência das mudanças físicas é ampla.

Porque é que os investigadores temem uma viragem de sumidouro para fonte

Se a tampa falhar em áreas suficientes, o comportamento do Oceano Austral pode inverter-se. Um sumidouro forte pode transformar-se numa fonte. Essa viragem libertaria CO2 armazenado fora de vista, acelerando durante anos as concentrações na atmosfera. O risco está nos valores: as águas profundas do sul contêm CO2 a níveis bem acima do ar actual. Quando se aproximam da superfície, esse gradiente favorece a passagem do gás para a atmosfera.

Equipas que reúnem séries de observações alertam que muitos modelos continuam a estimar mal o momento e a intensidade da estratificação. Se os modelos representarem a tampa demasiado fraca ou demasiado forte na altura errada, colocam a viragem no sítio errado do calendário. Esse erro propaga-se para as contas do orçamento de carbono e para as previsões do ritmo de aquecimento.

O inverno é decisivo. A escuridão e as tempestades aprofundam a camada de mistura e testam a tampa. Missões internacionais - incluindo novos esforços para coordenar amostragens no inverno antárctico - procuram seguir, com precisão, quando e onde a tampa cede, e em que magnitude.

• Quota de absorção de CO2 de origem humana pelos oceanos no Oceano Austral: cerca de 40 percent
• Subida do limite da água profunda 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 em vários anos na extensão antárctica em épocas recentes
• Janela 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 pressuposto de um certo sumidouro oceânico. Se o Oceano Austral enfraquecer, esses orçamentos encolhem. Para cumprir os mesmos objectivos de temperatura, seriam necessários cortes de emissões mais rápidos. Apostar num sumidouro oceânico estável também subestima o risco no planeamento energético e agrícola. Seguros, infra-estruturas e modelos de segurança alimentar precisam de contemplar um cenário em que a absorção oceânica falha e o aquecimento acelera.

Existe ainda outra troca. A captação extra 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 altas latitudes já enfrenta oscilações de pH que desgastam conchas e perturbam o desenvolvimento. Uma viragem para desgasificação aliviaria a acidificação localmente, mas empurraria a atmosfera para um aquecimento mais rápido. Não há uma opção claramente benigna.

Como os cientistas vão testar o risco de ponto de viragem

Novas ferramentas permitem vigiar o oceano em locais onde os navios quase nunca chegam. Os flutuadores Argo biogeoquímicos já fazem perfis de oxigénio, pH, nitrato e indicadores de carbono ao longo da coluna de água. Planadores capazes de operar junto ao gelo e fundeadouros instrumentados aguentam o inverno. Os investigadores também colocam sensores em focas que mergulham por baixo do gelo, recolhendo dados onde as pessoas não conseguem estar. Em conjunto, estes meios mostram quando camadas ricas em carbono se aproximam da superfície e como as tempestades as misturam.

Os modelos terão de ser melhorados para reproduzirem o que estes instrumentos observam. Isso implica maior resolução para capturar frentes e remoinhos, melhores entradas de água doce provenientes da fusão e uma física mais fiel das trocas gasosas com ventos fortes e borrifos gelados. Depois, as equipas podem executar dois cenários paralelos: um em que a tampa resiste durante a década de 2030, e outro em que a desgasificação regional começa mais cedo. Os decisores podem preparar-se para ambos.

Termos e exemplos práticos

Estratificação: as camadas de água organizam-se por densidade. Água doce e fria flutua sobre água mais salgada e mais quente. Quanto maior o contraste, menor é a mistura entre camadas. Uma tempestade de inverno que faça a camada de mistura passar de 50 para 120 metros pode, de repente, alcançar água com mais CO2. Esse pico aumenta o fluxo de CO2 entre o mar e o ar em poucas horas. Os instrumentos conseguem registar esse pulso e, depois, medir quão depressa a superfície volta a ficar mais doce e estável.

Aglomerações de risco: os maiores riscos de mistura alinham-se onde os ventos são mais fortes e o gelo marinho se desfaz mais cedo - nos sectores de Weddell e de Ross, e no lado do Pacífico da Antárctida Ocidental. Entre as vantagens de um alerta precoce estão melhores previsões sazonais para pescas e melhor antecipação de perigos de gelo marinho para a navegação. Também contam os efeitos cumulativos: vários invernos amenos podem ter pouco impacto, mas dois invernos tempestuosos após um verão de pouco gelo podem abrir buracos na tampa suficientemente grandes para alterar os orçamentos regionais de carbono.