Ciclones tropicais e o papel do oceano no ciclo do carbono

Há décadas, a ciência sabe que o oceano faz uma parte enorme do “trabalho climático” do planeta.

Ele retém uma fração expressiva do dióxido de carbono, absorvendo aproximadamente 20 a 30 por cento das emissões de CO2 causadas por atividades humanas desde a era industrial.

Ao mesmo tempo, os ciclones tropicais estão entre os fenómenos mais violentos que ocorrem à superfície da Terra.

Essas tempestades revolvem as camadas superiores do oceano, trazem água profunda para cima, arrefecem a superfície do mar e deixam alterações físicas persistentes que podem durar semanas.

O que permanecia bem menos compreendido era de que maneira esses eventos interferem no papel do oceano no ciclo do carbono.

Afinal, os ciclones tropicais ajudam o oceano a absorver carbono ou fazem com que mais carbono volte para a atmosfera?

Um novo estudo indica que a resposta é complexa - e que, além disso, pode estar a mudar.

Uma inversão de papel para os ciclones tropicais

A investigação foi conduzida por especialistas da Universidade Nacional de Tecnologia de Defesa (NUDT), da Academia Chinesa de Ciências, do Centro Nacional de Pesquisa Atmosférica da NSF e do Centro Helmholtz GEOMAR de Pesquisa Oceânica de Kiel.

Para chegar a uma avaliação robusta, a equipa reuniu um grande volume de observações e montou um conjunto de dados diário, disponível globalmente, do fluxo de CO2 ar-mar.

Com esse material, tornou-se possível acompanhar, ao longo do tempo, como os ciclones tropicais influenciaram a troca de carbono entre o oceano e a atmosfera.

A conclusão principal é que, em geral, os ciclones tropicais têm favorecido a saída de carbono do oceano para o ar.

No entanto, esse efeito vem a enfraquecer nas últimas décadas e, se o aquecimento prosseguir sob um cenário de altas emissões, o papel dessas tempestades pode acabar por se inverter.

Um sinal de carbono confuso

À primeira vista, o resultado pode parecer pouco intuitivo.

Os investigadores observaram que os ciclones tropicais, em média, provocam uma desgaseificação líquida de carbono do oceano. A explicação central é que os ventos intensos de um ciclone aumentam muito a transferência de CO2 da água para a atmosfera.

Só que outro mecanismo ocorre em paralelo.

Depois da passagem de um ciclone tropical, é comum ficar um rastro frio - uma faixa de superfície marinha arrefecida, resultado da mistura extremamente forte que a tempestade impõe às camadas superiores.

Esse arrefecimento pode elevar a capacidade do oceano de captar dióxido de carbono da atmosfera, compensando parcialmente o carbono que foi libertado.

Em outras palavras, os ciclones tropicais fazem duas coisas ao mesmo tempo: facilitam o escape de CO2 devido aos ventos e, ao mesmo tempo, criam condições que, mais tarde, podem favorecer a absorção de carbono.

O estudo sugere que, historicamente, o primeiro processo costumava prevalecer. Ainda assim, esse equilíbrio não permaneceu inalterado.

Por que o equilíbrio está a mudar

Um dos achados mais marcantes é que a desgaseificação de carbono associada aos ciclones parece estar a diminuir.

Entre 1993 e 1997, os ciclones tropicais responderam por cerca de 16 por cento do fluxo anual global de carbono ligado a essas trocas associadas a tempestades.

Já no período de 2016 a 2020, o valor caiu para aproximadamente 4.5 por cento - uma mudança grande num intervalo relativamente curto.

Segundo os autores, o aquecimento global é o principal fator por trás disso. À medida que o clima aquece, a superfície do oceano ganha calor mais depressa do que as águas abaixo, o que intensifica o gradiente vertical de temperatura nas camadas superiores.

Isso é importante porque, quando um ciclone tropical atinge um oceano mais estratificado, a tempestade tende a gerar um arrefecimento de superfície mais forte. E esse arrefecimento mais intenso torna mais fácil para o oceano absorver CO2 depois.

Assim, embora as tempestades continuem a estimular a desgaseificação por meio dos ventos violentos, o efeito de arrefecimento que deixam para trás está a ganhar peso num mundo mais quente. É por isso que o sinal líquido de desgaseificação está a encolher.

Uma reversão pode estar a caminho

O estudo avança mais um passo e alerta que, se as emissões humanas continuarem elevadas, os ciclones tropicais podem deixar de atuar como fonte líquida de libertação de carbono oceânico e passar a fazer o oposto.

De acordo com os autores, essa inversão poderia ocorrer em algum momento após cerca de 2035, caso as emissões antropogénicas de dióxido de carbono se mantenham altas.

Numa leitura rápida, isso poderia soar como boa notícia. Se os ciclones tropicais passarem a reforçar a absorção de carbono pelo oceano, em vez de impulsionar a libertação, poderia parecer que o oceano está a “ajudar” mais.

Mas os investigadores fazem questão de não enquadrar o cenário dessa forma.

Mais carbono no oceano

Mais carbono a entrar no oceano não desaparece de forma inofensiva. Ele altera a química da água do mar e agrava a acidificação oceânica, o que pode ser profundamente prejudicial para os ecossistemas marinhos.

Portanto, mesmo que as tempestades passem a promover maior absorção oceânica no total, isso não representaria uma vitória climática. Significaria pressão adicional sobre a vida no mar.

Os autores destacam que esse tipo de mudança pode intensificar transformações químicas na água do mar e contribuir para a perda de habitat de espécies marinhas.

Um quadro mais nítido, enfim

Parte do motivo de esta questão ter permanecido em aberto por tanto tempo é que recolher observações durante e após ciclones tropicais é difícil.

As tempestades são perigosas, as medições são escassas e a resposta do carbono oceânico não é algo que se veja facilmente em tempo real com poucas leituras isoladas.

Isso dificultou estimar com precisão o efeito total dos ciclones tropicais no ciclo global do carbono.

O novo estudo tenta contornar esse obstáculo ao construir um conjunto de dados muito mais completo do fluxo de carbono ar-mar.

Com isso, os investigadores conseguiram estimar as contribuições associadas a ciclones em grandes bacias oceânicas e acompanhar como essas contribuições se alteraram desde o início da década de 1990.

Arrefecimento do oceano e balanço de carbono

A equipa constatou que, desde 1993, os ciclones tropicais têm contribuído, em média, com cerca de 9 a 23 por cento da desgaseificação de carbono do oceano nas principais bacias.

Ao mesmo tempo, verificou-se que essa participação diminuiu acentuadamente com o passar do tempo, caindo para menos de metade dos níveis anteriores ao longo da década de 2010.

Conforme explicam os autores, quando a superfície aquece mais depressa do que as águas subsuperficiais, tempestades da mesma intensidade produzem um arrefecimento mais forte à superfície.

Esses rastros frios podem persistir por semanas (por vezes, por mais de um mês) e, durante esse período, o desequilíbrio entre o CO2 do ar e o do mar pode aumentar, reforçando a capacidade do oceano de atrair carbono.

Esse mecanismo já é suficientemente intenso para, no futuro, poder superar a desgaseificação inicial impulsionada pelo vento.

Por que as emissões ainda importam

Talvez o ponto mais importante do estudo seja que o papel futuro dos ciclones tropicais depende fortemente do que as pessoas fizerem a partir de agora.

Se as emissões de carbono permanecerem altas, a contribuição das tempestades para a absorção de carbono pelo oceano tende a intensificar-se mais cedo, empurrando mais carbono para o mar e agravando os riscos de acidificação.

Se as emissões forem controladas rapidamente, a mudança ocorreria de forma mais lenta.

Implicações mais amplas do estudo

Os autores sugerem que, com mitigação imediata, a tendência de queda do fluxo de carbono associado a ciclones provavelmente só se inverteria por volta da década de 2040.

Mesmo nesse cenário, pode levar até o fim do século para que a absorção de carbono pelo oceano ligada a essas tempestades volte aos níveis atuais.

“Durante muito tempo, o papel dos ciclones tropicais no ciclo global do carbono permaneceu obscuro, devido à escassez de observações durante e após os ciclones tropicais”, afirmou o coautor do estudo, Zhanhong Ma.

“Este trabalho fornece um conjunto de dados global sofisticado do fluxo de carbono ar-mar, permitindo explorar a contribuição dos ciclones tropicais no contexto do aquecimento global.”