Em meados da década de 2010, Bradley Markle analisava registros de temperatura do fim da última era do gelo na Antártida quando esbarrou em um resultado que não fechava.
Em algumas áreas do continente, o aquecimento e o resfriamento eram muito mais intensos do que em outras - só que na direção oposta ao que a física usada por todos indicava.
As regiões mais quentes apresentavam oscilações maiores. Pela teoria vigente, elas deveriam oscilar menos.
Esse tipo de discrepância costuma ficar martelando na cabeça de quem faz ciência. Markle guardou a questão, concluiu o doutorado na Universidade de Washington e continuou revisitando o problema. Dez anos depois, ele publicou a explicação.
O estudo apresenta um novo princípio para a variação de temperatura na Antártida. A origem do “desencaixe” estaria em algo visível o tempo todo: o efeito estufa, atuando de um modo mais sutil - e mais relevante - do que se levava em conta.
Extremos extraordinários de temperatura
A Antártida é sinónimo de extremos térmicos. Sozinha, a massa continental reúne aproximadamente metade de toda a amplitude de temperatura da superfície da Terra.
A diferença média entre a costa antártica e o ponto mais frio do interior é, em magnitude, parecida com a diferença entre a costa e Abu Dhabi.
Em outras palavras, trata-se de um lugar onde a temperatura muda muito em distâncias relativamente curtas.
À medida que o planeta aquece, a Antártida também aquece. Só que esse aquecimento não acontece de forma uniforme: diferentes áreas aquecem em ritmos distintos. Para representar essa variação, durante muito tempo os cientistas se apoiaram num princípio chamado resposta de Planck.
Por que o modelo antigo não funcionava
A lógica parece simples: quando um local está mais quente, ele emite mais calor de volta para a atmosfera - e isso deveria reduzir a sensibilidade a um aquecimento adicional.
Já as regiões mais frias, com menos energia para emitir, tenderiam a “balançar” mais.
Só que os testemunhos de gelo contavam outra história. Análises químicas do gelo antigo indicavam o inverso: as áreas mais quentes amplificavam mais as mudanças, não menos.
Outros investigadores sugeriram possíveis causas - variações na espessura do manto de gelo, dinâmica do oceano, alterações no transporte atmosférico de calor. Markle continuou a voltar aos dados com a sensação de que nenhuma dessas hipóteses tocava o cerne da questão.
“Existia algo mais fundamental em jogo, porque vimos essas relações para uma variedade de mecanismos de forçamento e ao longo de uma variedade de escalas de tempo”, disse Markle.
“O melhor preditor de quanto a temperatura mudava era a temperatura com que uma área começava.”
O efeito estufa
A suspeita de Markle era que o vapor de água era a peça central. Ele é o gás de efeito estufa mais potente da atmosfera, e sua concentração aumenta com a temperatura. Porém, essa relação não é linear.
Dentro da faixa de temperaturas existente na Antártida (de cerca de -60 °C no interior profundo a cerca de -20 °C perto da costa), uma mesma mudança de temperatura gera um efeito estufa progressivamente maior nas regiões mais quentes do que nas mais frias.
É por isso que as partes relativamente mais quentes da Antártida reagem com mais força às mudanças climáticas.
Não se trata de um mistério nem de uma anomalia: é o efeito estufa a agir exatamente como a física prevê - apenas de um jeito que os modelos não estavam a captar adequadamente.
Construindo o argumento
Uma coisa é convencer a si mesmo de uma hipótese; outra é convencer a comunidade científica. Para juntar evidências suficientes e publicar, foram necessários anos de trabalho meticuloso.
Markle e Steig primeiro aperfeiçoaram os métodos de análise dos testemunhos de gelo para obter uma reconstrução detalhada das temperaturas de superfície da Antártida recuando 160,000 anos.
Depois, Markle comparou essa reconstrução com um modelo matemático estruturado em torno da sua teoria do efeito estufa.
Em seguida, confrontou ambos com uma simulação de um modelo atmosférico desenvolvido no Centro Nacional de Pesquisa Atmosférica.
As três abordagens apontaram na mesma direção. O padrão existia, repetia-se de forma consistente, e o efeito estufa era capaz de explicá-lo.
Uma ferramenta para entender o manto de gelo
Durante o processo, a investigação trouxe um ganho inesperado. Markle percebeu que um desvio local específico em relação ao seu modelo de efeito estufa podia ser explicado por mudanças na espessura do manto de gelo antártico.
Isso significou que, ao construir um modelo que incorporasse a variação de temperatura impulsionada pelo efeito estufa, ele acabou - sem intenção inicial - por criar uma nova forma de reconstruir a espessura passada do manto de gelo ao longo de todo o registo dos testemunhos de gelo.
“Antes disso, as pessoas mais ou menos assumiam que as diferenças entre aquecimento e resfriamento pela Antártida, nessas escalas de tempo, eram causadas pelo próprio manto de gelo”, disse Markle.
“Sabendo disso, agora podemos entender melhor o quanto o manto de gelo realmente mudou.”
A espessura do manto de gelo é decisiva para projetar a elevação do nível do mar. Uma ferramenta mais robusta para reconstruir como essa espessura variou no passado dá aos cientistas uma base melhor para estimar como ela pode variar no futuro.
Implicações além da Antártida
A Antártida é uma de apenas duas regiões do planeta - junto com o Ártico - que emitem mais energia do que absorvem.
Ela funciona como uma espécie de válvula de calor do sistema terrestre, e compreender como responde ao aquecimento tem consequências diretas para a modelagem climática global.
Markle demonstra interesse genuíno em ver o que acontece quando outros investigadores colocarem a teoria à prova e a incorporarem a modelos climáticos mais abrangentes.
“Esse padrão aparece com muita força quando a mudança média de temperatura é grande”, disse ele. “Hoje, há todas essas mudanças atmosféricas estranhas ocorrendo com o aquecimento, e estou realmente curioso para ver se esse padrão subjacente se mantém ou é sobrepujado.”
Ele também destaca o valor de olhar muito para trás no tempo para interpretar o presente. Testemunhos de gelo registam sinais climáticos que nenhum termómetro jamais conseguirá medir.
Neste caso, um sinal preservado em gelo antártico com 160,000 anos revelou algo importante sobre o funcionamento da atmosfera hoje.
“Uma razão de eu gostar deste estudo é que ele representa o valor de olhar para o clima no passado. A maior parte da pesquisa em paleoclima é mais sobre história, mas isto é mais sobre um processo”, concluiu Markle.
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