Tempestades e elevação do nível do mar: tensão no fundo do mar da Plataforma do Noroeste Europeu

Mais água acima do fundo do mar deveria significar maior tensão no leito oceânico. Essa é a leitura intuitiva da elevação do nível do mar, mas a física aponta para outra direção.

Um novo estudo levou essa questão para debaixo da linha d’água. O que ele encontrou na região a noroeste da Europa traz implicações para cada turbina eólica, cabo e organismo apoiado nesse fundo.

Uma fronteira oculta

A maior parte das pesquisas climáticas se concentra no aquecimento das águas superficiais ou no encolhimento das áreas costeiras. Ainda assim, a composição do fundo marinho – e os seres que vivem sobre ele ou dentro dele – raramente entra em foco.

A Dra. Julia Rulent, oceanógrafa do National Oceanography Centre (NOC), liderou uma equipe determinada a mudar esse quadro.

Os pesquisadores reuniram simulações de oceano e ondas com projeções climáticas que vão até 2093.

A área analisada foi a Plataforma do Noroeste Europeu, mas a física por trás do fenômeno vale para mares de plataforma em todo o planeta. Em particular, a equipe quis entender o que o aumento do nível do mar e tempestades mais intensas farão com a tensão exercida no fundo do oceano.

Duas forças em disputa

O estudo separa dois fatores principais. A elevação do nível do mar afasta a superfície do leito, reduzindo a influência das ondas e das correntes de maré sobre o fundo.

Com isso, o leito marinho tende a ficar mais calmo, mais previsível e mais estável. As tempestades, por outro lado, produzem o efeito oposto.

Espera-se que uma atmosfera mais quente impulsione menos tempestades de inverno no noroeste da Europa, porém mais intensas. Cada uma delas descarrega pulsos curtos de energia até o fundo.

Até este estudo, ninguém havia quantificado como essas duas forças se combinam – quando, onde e com que intensidade o fundo do mar sentiria esses efeitos em toda uma região de mar de plataforma.

O efeito silencioso do nível do mar

Com base em projeções climáticas do Reino Unido, a equipe adicionou o aumento do nível do mar em dois cenários – cerca de 11 polegadas (28 centímetros) até meados do século e 28 polegadas (71 centímetros) até 2100. Depois, aplicou as mesmas condições meteorológicas em ambas as versões.

Águas mais profundas amortecem quase tudo. Como resultado, as correntes de maré próximas ao fundo enfraquecem, e a energia das ondas tem mais dificuldade para alcançar o leito marinho.

Os anfidromos – pontos fixos onde a amplitude da maré cai a zero – podem se deslocar até 2,4 milhas (3,9 quilômetros).

Em toda a plataforma, a redução média da tensão no fundo é pequena, mas consistente – mais evidente em águas rasas e em estuários de maré alta, como Morecambe Bay.

Mas há uma ressalva. Onde as ondas deixam de se dissipar sobre o Dogger Bank, mais energia consegue sobreviver até a costa, e a Baía Alemã pode registrar ondas maiores perto do litoral.

Tensão no fundo causada por tempestades

O comportamento das tempestades conta uma história diferente. Mares mais quentes estão associados a sistemas de baixa pressão mais fortes.

Projeções recentes indicam que a severidade das tempestades no Reino Unido pode aumentar 30% até 2080, principalmente porque essas tempestades devem ocupar áreas maiores.

Nas simulações de Rulent, uma tempestade severa de inverno no fim do século pode acrescentar até 15 newtons por metro quadrado de tensão no fundo do mar.

Na prática, isso é mais que o dobro da força das marés de sizígia mais intensas de hoje. Em algumas regiões, a tensão gerada por tempestades pode subir uma ordem de grandeza inteira – dez vezes as condições calmas.

Grãos maiores começam a se mover

O que a corrente consegue erguer depende da força com que empurra. Nas condições tranquilas de verão atuais, apenas areias finas menores que 0,004 polegadas (0,1 milímetros) são mobilizadas.

Grandes tempestades podem deslocar grãos com mais de 0,4 polegadas (11 milímetros), como pequenos seixos. Além disso, em costas voltadas para o Atlântico, os picos de tempestade já conseguem rolar pedras acima de 1 polegada (25 milímetros) – aproximadamente do tamanho de uma moeda.

Hoje, a mudança sazonal do verão para o inverno altera o tipo de sedimento que o oceano consegue transportar em mais de 193.000 milhas quadradas (500.000 quilômetros quadrados) da plataforma.

Até o fim do século, esse limite deve ultrapassar 247.000 milhas quadradas (640.000 quilômetros quadrados) durante os invernos futuros.

Ampliação da diferença sazonal

A combinação desses fatores cria um ritmo novo e incomum. Os verões devem ficar mais tranquilos à medida que as condições de onda enfraquecem e o aumento do nível do mar acrescenta profundidade.

Ao mesmo tempo, os invernos tendem a se tornar mais severos com a chegada de tempestades mais fortes. Os habitats bentônicos – vermes, moluscos, caranguejos e outros organismos que dependem de um fundo estável – evoluíram sob o padrão atual.

“O aumento da tempestuosidade pode criar regimes de perturbação maiores e mais frequentes para as comunidades bentônicas”, escreveram Rulent e seus colegas.

Como consequência, espécies que dependem de intervalos calmos para recolonizar áreas perturbadas do fundo marinho podem encontrar essas janelas cada vez menores.

Risco para a energia eólica offshore

A plataforma continental está entre as paisagens marítimas industriais mais movimentadas do planeta. A capacidade de energia eólica offshore na UE e no Reino Unido chegou a 36 gigawatts em 2023, com 110 gigawatts planejados até 2030.

Turbinas, fundações de aço, rochas de proteção contra erosão e cabos submarinos repousam sobre um fundo cujo comportamento está mudando. Assim, blindagens de rocha dimensionadas para as correntes de hoje podem não resistir às tempestades de 2080.

Um estudo relacionado, conduzido por alguns dos mesmos pesquisadores, mostrou que a fundação de uma única turbina pode mais que dobrar a força que a corrente exerce sobre o fundo marinho em sua esteira. As forças impulsionadas pelo clima podem se somar a isso.

O que vem a seguir

Pela primeira vez, mudanças futuras na tensão do fundo marinho e na mobilidade dos sedimentos foram mapeadas em toda uma região de mar de plataforma. A diferença sazonal entre verão e inverno deve aumentar ao longo do século.

A elevação do nível do mar vai acalmar o leito marinho – de forma suave e previsível. Já as tempestades devem perturbá-lo com mais intensidade e frequência, e o efeito líquido aparece justamente nesse aumento do contraste sazonal.

Tudo isso tem impacto sobre a engenharia de parques eólicos offshore, o planejamento de áreas marinhas protegidas e a gestão pesqueira. A mesma física se aplica a mares de plataforma em todo o mundo.