Há anos, climatologistas simulam um enfraquecimento de uma grande corrente do Atlântico - e os resultados quase sempre apontam para o mesmo desfecho. O que faltava era sair do “faz sentido no modelo” e encontrar um registro físico que mostrasse isso acontecendo de verdade.
As águas profundas próximas à Antártica também deveriam reagir, mas previsão não é prova. Agora, uma equipe que analisou núcleos de sedimento na costa do Chile encontrou essa evidência.
O estudo leu sinais químicos guardados em conchas menores que um grão de areia e mostrou que a resposta esperada aconteceu de forma rápida há 39.400 anos.
Clues from old shells
Pushpak Martin John Nadar, pesquisador de paleoclima na Universidade de Bergen (UiB), na Noruega, liderou a equipe.
Eles examinaram “impressões digitais” químicas preservadas em conchas minúsculas de microrganismos do fundo do mar chamados foraminíferos, que se formam a partir da água ao redor.
Isótopos de carbono e oxigênio são versões químicas ligeiramente diferentes de cada elemento.
Esses isótopos ficam presos nas conchas e permitem aos pesquisadores rastrear águas profundas de dezenas de milhares de anos atrás.
O núcleo analisado fica na costa do Chile, onde fluxos do Oceano Austral avançam para o norte dentro do Pacífico.
O recorte principal do estudo cai por volta de 39.400 anos atrás. Núcleos de gelo da Groenlândia mostram que o Atlântico Norte ficou incomumente frio nesse período e provavelmente enfraqueceu.
How the Atlantic stalls
Os cientistas chamam esse grande circuito de Circulação Meridional de Revolvimento do Atlântico (AMOC).
Água superficial quente e salgada sobe para o norte, libera calor para a atmosfera, afunda e então retorna para o sul em profundidade. Sem esse “loop”, o balanço de calor do planeta seria diferente.
Quando esse circuito desacelera, o impacto vai muito além do Atlântico Norte. Modelos indicam que uma AMOC mais fraca redistribui calor e nutrientes pelo oceano global de maneiras inesperadas.
Observações recentes confirmam que um declínio já está em curso. A equipe de Nadar quis saber se sedimentos antigos guardam marcas físicas dessa mudança chegando longe do Atlântico.
Se guardarem, a desaceleração atual da AMOC pode já estar redesenhando a química do oceano muito além do Atlântico.
A signal in the Pacific
Dentro dos núcleos havia uma história impressionante. Por volta de 39.400 anos atrás, as águas de fundo ao largo do Chile aqueceram rapidamente, o oxigênio aumentou de forma acentuada e os isótopos de carbono também subiram.
As três mudanças aconteceram juntas. Esse tipo de alinhamento é raro em registros de paleoclima, onde as transformações costumam ocorrer mais aos poucos.
Em conjunto, os sinais descrevem água que havia estado recentemente na superfície.
Pesquisadores oceanográficos chamam isso de ventilação intensificada: a água entrou em contato recente com a atmosfera, ganhou oxigênio e perdeu nutrientes.
A massa d’água em questão é a Água Intermediária Antártica, que se forma perto da Antártica e se espalha em direção aos trópicos a cerca de 800 metros abaixo da superfície.
Até este estudo, ninguém havia ligado sua resposta a uma desaceleração do Atlântico com tanta precisão.
The chemical response
Um salto forte no oxigênio foi o que mais chamou atenção. Esse tipo de aumento acontece quando água que esteve recentemente na superfície chega a camadas mais profundas.
Os isótopos de carbono confirmaram a leitura. A assinatura química bateu com água recém-circulada, e não com o sinal empobrecido típico de águas profundas estagnadas.
O leve aquecimento das águas de fundo também coincidiu com o que modelos climáticos preveem quando a AMOC enfraquece.
O calor que normalmente seguiria para o norte pode, em vez disso, ter se acumulado no Hemisfério Sul, empurrando mais calor para a camada intermediária.
Os nutrientes nessa camada também caíram. Esse declínio provavelmente indica uma redistribuição mais ampla de “combustível biológico” pelas águas intermediárias, alimentando ecossistemas de superfície a grandes distâncias.
Essa interpretação se encaixa em trabalhos anteriores que descrevem o Oceano Austral como a maior fonte de oxigênio do oceano profundo.
Deeper, warmer layers
Em modelo após modelo, uma AMOC mais fraca empurra a termoclina - a fronteira entre a água quente de superfície e as profundezas frias - para baixo no Pacífico.
O transporte de calor rumo ao norte trava, e o calor tende a se acumular ao sul do Equador. Os resultados de Nadar combinam com essa previsão, agora com evidência do mundo real.
Os sinais químicos nos núcleos chilenos parecem exatamente o que se esperaria se a termoclina tivesse se aprofundado e a camada logo abaixo da superfície tivesse puxado água mais jovem, influenciada pela superfície.
Esse tipo de confirmação é incomum em paleoclima. Modelos apontam um resultado, mas registros reais em sedimentos raramente o corroboram tão bem.
Confrontar as simulações com o registro sedimentar ajuda a esclarecer como o oceano global responde quando uma parte da sua circulação enfraquece.
Carbon’s missing piece
Núcleos de gelo mostram que o dióxido de carbono aumentou durante essas antigas desacelerações do Atlântico, e há décadas cientistas discutem o motivo.
Algumas hipóteses enfatizam águas profundas do Pacífico, enquanto outras focam uma ressurgência no Oceano Austral perto da Antártica.
As novas evidências reduzem as possibilidades. Se a água intermediária ventilou com mais vigor naquele período, o carbono armazenado pode ter escapado para camadas mais rasas, onde há troca com a atmosfera.
Pesquisas anteriores sobre águas de fundo antárticas sugerem um papel relacionado. Isso não resolve o quebra-cabeça do CO2 sozinho.
Mas elimina algumas explicações candidatas e deixa um conjunto menor para estudos futuros testarem com mais registros de sedimentos e mais simulações climáticas.
The implications ahead
A AMOC está enfraquecendo agora, e as mesmas “alavancas” físicas de 39.400 anos atrás voltam a atuar.
Se as águas intermediárias antárticas reagirem hoje como reagiram naquele momento, padrões de oxigênio, carbono e nutrientes em grande parte do oceano podem mudar de maneira significativa.
Para a pesca, essas mudanças podem afetar zonas produtivas ao largo da América do Sul e da África, onde nutrientes de camadas intermediárias sustentam a vida na superfície.
Para projeções, modelos que ignoram a resposta do Hemisfério Sul a mudanças no Atlântico vão perder uma parte importante do quadro.
A equipe de Bergen mostrou que a ligação é real, rápida e detectável quimicamente. Pesquisadores não precisam mais supor, apenas com base em modelos, que existe esse feedback Antártica–Atlântico.
O registro sedimentar confirma que o processo já ocorreu antes - e que pode ocorrer de novo.
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