Cientistas do clima vêm há anos a simular o enfraquecimento de uma grande corrente do Atlântico - e, repetidamente, os resultados apontam para a mesma direção.
As águas profundas próximas da Antártica também deveriam reagir, mas projeções não são o mesmo que comprovação.
Agora, uma equipa que estudou núcleos de sedimento ao largo da costa do Chile encontrou as evidências que faltavam.
Sinais químicos preservados em conchas menores do que um grão de areia indicam que a resposta prevista aconteceu de forma rápida há 39,400 anos.
Pistas em conchas antigas
A investigação foi liderada por Pushpak Martin John Nadar, pesquisador de paleoclima na Universidade de Bergen (UiB), na Noruega.
O grupo analisou “impressões digitais” químicas guardadas em conchas minúsculas de microrganismos do fundo do mar chamados foraminíferos, que as formam a partir da água ao seu redor.
Isótopos de carbono e de oxigênio são formas químicas ligeiramente diferentes de cada elemento.
Esses isótopos ficam retidos nas conchas e permitem aos cientistas rastrear a origem e as características de águas profundas de dezenas de milhares de anos atrás.
O núcleo estudado foi recolhido ao largo do Chile, numa zona em que correntes do Oceano Austral avançam para norte e entram no Pacífico.
O recorte temporal em que a equipa se concentrou gira em torno de 39,400 anos atrás. Núcleos de gelo da Gronelândia indicam que, nesse período, o Atlântico Norte ficou anormalmente frio e, ao que tudo indica, a circulação ali terá enfraquecido.
Como a circulação do Atlântico trava
Os cientistas chamam esse circuito de Circulação Meridional de Revolvimento do Atlântico (AMOC).
Água superficial quente e salgada desloca-se para norte, libera calor para a atmosfera, afunda e regressa para sul em profundidade. Sem esse mecanismo, o balanço de calor do planeta seria diferente.
Quando o circuito desacelera, o impacto não se limita ao Atlântico Norte. Modelos climáticos apontam que uma AMOC mais fraca redistribui calor e nutrientes pelo oceano global de maneiras pouco intuitivas.
Observações recentes já confirmam que um declínio está em curso. A equipa de Nadar quis verificar se sedimentos antigos guardariam marcas físicas dessa mudança a grandes distâncias do Atlântico.
Se essas marcas existirem, a desaceleração atual da AMOC pode já estar a alterar a química do oceano muito para além do Atlântico.
Um sinal no Pacífico
Os núcleos trouxeram um registo particularmente revelador. Por volta de 39,400 anos atrás, as águas de fundo ao largo do Chile aqueceram rapidamente, os níveis de oxigênio subiram de forma acentuada e os isótopos de carbono também aumentaram.
Os três sinais mudaram em simultâneo. Esse tipo de sincronização é incomum em registos paleoclimáticos, nos quais as transformações tendem a ocorrer de forma mais gradual.
Em conjunto, os indicadores descrevem água que esteve recentemente na superfície.
Na oceanografia, isso é chamado de ventilação intensificada: água que voltou a contactar a atmosfera há pouco tempo, ganhando oxigênio e perdendo nutrientes.
A massa de água em questão é a Água Intermediária Antártica, que se forma perto da Antártica e se espalha rumo aos trópicos a cerca de 800 metros abaixo da superfície (aproximadamente meia milha).
Até este estudo, ninguém havia ligado com tamanha precisão a resposta dessa água intermediária a uma desaceleração do Atlântico.
A resposta química
O que mais se destacou foi o salto abrupto no oxigênio. Uma subida desse tipo é típica quando água recém-exposta à atmosfera chega a níveis mais profundos.
Os isótopos de carbono reforçaram a leitura: a assinatura química correspondia a água recentemente recirculada, e não ao sinal empobrecido que costuma caracterizar água profunda estagnada.
O leve aquecimento das águas de fundo também segue o que modelos climáticos preveem quando a AMOC enfraquece.
Em vez de o calor ser transportado para norte como de costume, parte dele pode ter-se acumulado no Hemisfério Sul, elevando a temperatura na camada intermediária.
Os nutrientes nessa faixa de profundidade também diminuíram. A queda provavelmente indica uma redistribuição mais ampla do “combustível” biológico através das águas intermediárias, com efeitos na alimentação de ecossistemas superficiais a grandes distâncias.
Essa interpretação é coerente com trabalhos anteriores que descrevem o Oceano Austral como a maior fonte de oxigênio para o oceano profundo.
Camadas mais profundas e mais quentes
Em sucessivos modelos, uma AMOC enfraquecida empurra para baixo a termoclina - a fronteira entre águas superficiais quentes e águas profundas frias - no Pacífico.
Quando o transporte de calor para norte perde força, a energia tende a acumular-se a sul do equador. Os resultados de Nadar alinham-se com essa previsão, agora com evidência observacional.
Os sinais químicos nos núcleos recolhidos no Chile são compatíveis com o que se esperaria se a termoclina tivesse aprofundado e se a camada imediatamente abaixo da superfície tivesse passado a incorporar água mais “jovem”, influenciada pela superfície.
Esse tipo de confirmação é raro em paleoclima: modelos apontam um desfecho, mas os registos sedimentares nem sempre o corroboram.
Ao confrontar simulações com o arquivo dos sedimentos, fica mais claro como o oceano global reage quando uma parte da sua circulação perde intensidade.
A peça que faltava no carbono
Núcleos de gelo mostram que o dióxido de carbono aumentou durante antigos períodos de desaceleração do Atlântico, e há décadas os cientistas debatem as razões.
Algumas hipóteses atribuem o fenómeno a águas profundas do Pacífico; outras colocam a ênfase numa ressurgência no Oceano Austral, perto da Antártica.
As novas evidências reduzem o espaço de explicações possíveis. Se a água intermediária estava a ventilar com mais vigor, carbono armazenado poderia ter sido transferido para camadas mais rasas, onde o oceano troca gases com a atmosfera.
Estudos anteriores sobre águas de fundo antárticas sugerem um papel relacionado. Ainda assim, isso não resolve, por si só, o enigma do CO2.
O que faz é descartar algumas interpretações e deixar um conjunto menor de alternativas, que futuras pesquisas poderão testar com mais núcleos de sedimento e mais simulações climáticas.
As implicações daqui para a frente
A AMOC está a enfraquecer hoje, e as mesmas alavancas físicas que atuaram há 39,400 anos voltam a operar.
Se as águas intermediárias antárticas reagirem agora como reagiram então, padrões de oxigênio, carbono e nutrientes em grandes áreas do oceano podem mudar de forma substancial.
Para a pesca, essas mudanças podem afetar zonas produtivas ao largo da América do Sul e da África, onde nutrientes das camadas intermediárias sustentam a vida na superfície.
Para a previsão climática, modelos que desconsiderem a resposta do Hemisfério Sul a alterações no Atlântico deixarão parte do quadro de fora.
A equipa de Bergen demonstrou que a ligação é real, rápida e detectável quimicamente. Já não é necessário assumir, com base apenas em modelos, que exista um feedback Antártica–Atlântico.
O registo sedimentar confirma que o processo ocorreu no passado - e que pode voltar a ocorrer.
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