Há anos, cientistas do clima simulam o que acontece quando a grande “esteira” de correntes do Atlântico começa a perder força - e as projeções quase sempre chegam ao mesmo ponto: o impacto não fica restrito ao Hemisfério Norte.
O desafio é que modelos indicam possibilidades, não evidências diretas. Agora, uma equipe que analisou núcleos de sedimento no mar, ao largo do Chile, encontrou um registro físico de que as águas profundas perto da Antártica também reagiram - e rápido - durante um enfraquecimento da AMOC há 39.400 anos.
Sinais químicos preservados em conchas menores do que um grão de areia mostram que a resposta prevista aconteceu de forma acelerada naquele período.
Pistas em conchas antigas
Pushpak Martin John Nadar, pesquisador de paleoclima da Universidade de Bergen (UiB), na Noruega, liderou a equipe.
O grupo leu impressões digitais químicas guardadas em conchas minúsculas de microrganismos do fundo do mar chamados foraminíferos, formadas a partir da água ao redor.
Isótopos de carbono e de oxigênio são formas químicas ligeiramente diferentes de cada elemento.
Esses isótopos ficam presos nas conchas e permitem que os pesquisadores rastreiem águas profundas de dezenas de milhares de anos atrás.
O núcleo estudado fica ao largo do Chile, onde fluxos do Oceano Austral avançam para o norte em direção ao Pacífico.
A “janela” analisada se concentra em cerca de 39.400 anos atrás. Núcleos de gelo da Groenlândia mostram que o Atlântico Norte ficou excepcionalmente frio nesse intervalo e provavelmente enfraqueceu.
Como o Atlântico emperra
Cientistas chamam esse circuito de Circulação Meridional de Revolvimento do Atlântico (AMOC).
Água de superfície quente e salgada se desloca para o norte, libera calor para a atmosfera, afunda e depois retorna para o sul em profundidade. Sem ela, o balanço de calor do planeta seria diferente.
Quando esse sistema desacelera, os efeitos vão 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 andamento. A equipe de Nadar quis saber se sedimentos antigos guardam marcas físicas dessa mudança chegando bem longe do Atlântico.
Se guardarem, a desaceleração atual da AMOC pode já estar remodelando a química do oceano muito além do Atlântico.
Um sinal no Pacífico
Dentro dos núcleos, havia uma história impressionante. 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 aumentaram.
As três mudanças ocorreram ao mesmo tempo. Esse tipo de coincidência é raro em registros paleoclimáticos, onde as transformações normalmente aparecem de maneira gradual.
Juntos, esses sinais descrevem água que esteve recentemente na superfície.
Oceanógrafos chamam isso de ventilação reforçada: a água teve contato recente com a atmosfera, ganhando oxigênio e perdendo nutrientes.
A massa de água é a Água Intermediária Antártica, formada perto da Antártica e que se espalha em direção aos trópicos a cerca de 800 metros abaixo da superfície.
Até este estudo, ninguém havia ligado com tanta precisão a resposta dessa água intermediária a uma desaceleração no Atlântico.
A resposta química
O salto abrupto de oxigênio chamou atenção. Esse tipo de aumento ocorre quando água recém-exposta à atmosfera chega a camadas mais profundas.
Os isótopos de carbono confirmaram a interpretação. A assinatura química combinava com água recém-circulada, e não com o sinal empobrecido deixado por água profunda estagnada.
O leve aquecimento das águas de fundo também bate com o que modelos climáticos preveem quando a AMOC enfraquece.
O calor que normalmente viajaria 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 diminuíram. Essa queda provavelmente indica uma redistribuição mais ampla do “combustível” biológico nas águas intermediárias, alimentando ecossistemas de superfície a grandes distâncias.
Essa leitura é consistente 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 modelo após modelo, uma AMOC mais fraca empurra para baixo a termoclina - o limite entre a água de superfície mais quente e as profundezas frias - no Pacífico.
O transporte de calor para o norte perde força e o aquecimento se acumula ao sul do equador. Os resultados de Nadar coincidem com essa previsão, agora com evidência do mundo real.
Os sinais químicos nos núcleos do Chile parecem exatamente o que se esperaria se a termoclina se aprofundasse e a camada logo abaixo da superfície puxasse água mais jovem, com influência recente da superfície.
Esse tipo de confirmação é incomum em paleoclima. Modelos apontam um resultado, mas os registros sedimentares raramente o validam de forma tão clara.
Confrontar modelos com o registro em sedimentos ajuda a esclarecer como o oceano global reage quando uma parte da circulação enfraquece.
A peça que faltava do carbono
Núcleos de gelo mostram que o dióxido de carbono aumentou durante esses antigos períodos de desaceleração do Atlântico, e há décadas cientistas discutem o motivo.
Algumas hipóteses se apoiam nas águas profundas do Pacífico, e outras destacam a ressurgência no Oceano Austral perto da Antártica.
Os novos achados reduzem as possibilidades. Se a água intermediária estava ventilando com mais vigor naquele momento, carbono armazenado poderia 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 sozinho o quebra-cabeça do CO2.
Mas elimina algumas explicações candidatas e deixa um conjunto menor que estudos futuros poderão testar com mais registros de sedimentos e mais simulações climáticas.
As implicações daqui para frente
A AMOC está enfraquecendo agora, e as mesmas alavancas físicas de 39.400 anos atrás voltam a operar.
Se as águas intermediárias antárticas reagirem hoje como reagiram então, padrões de oxigênio, carbono e nutrientes em grande parte do oceano podem mudar de forma significativa.
Para a pesca, essas mudanças podem afetar zonas produtivas ao largo da América do Sul e da África, onde nutrientes da camada intermediária sustentam a vida na superfície.
Para previsões, modelos que ignoram a resposta do Hemisfério Sul a alterações no Atlântico vão deixar parte do quadro de fora.
A equipe de Bergen mostrou que a ligação é real, rápida e detectável quimicamente. Pesquisadores já não precisam supor, com base apenas em modelos, que existe um feedback entre a Antártica e o Atlântico.
O registro sedimentar confirma que o processo já ocorreu antes - e que pode ocorrer novamente.
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