Bloco de gelo à deriva em Svalbard, Noruega. Sven-Erik Arndt / Arterra / Grupo de imagens universais por meio do Getty Images
Todos os anos, a cobertura de gelo do mar no Oceano Ártico encolhe a um ponto baixo em meados de setembro. Este ano, mede apenas 1.44 milhão de milhas quadradas (3.74 milhões de quilômetros quadrados) - o segundo valor mais baixo nos 42 anos desde que os satélites começaram a fazer medições. O gelo hoje cobre apenas 50% da área que cobria há 40 anos no final do verão.
A extensão mínima do gelo deste ano é a mais baixa no registro de satélite de 42 anos, exceto em 2012, reforçando uma tendência de queda de longo prazo na cobertura de gelo do Ártico. Cada uma das últimas quatro décadas teve em média sucessivamente menos gelo marinho no verão. NSIDC
Como o Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas mostrou, os níveis de dióxido de carbono na atmosfera são mais alto do que em qualquer momento da história humana. A última vez que as concentrações atmosféricas de CO2 atingiram o nível de hoje - cerca de 412 partes por milhão - foi há 3 milhões de anos, durante a época do Plioceno.
Como geocientistas que estudam a evolução do clima da Terra e como isso cria condições para a vida, vemos as condições em evolução no Ártico como um indicador de como as mudanças climáticas podem transformar o planeta. Se as emissões globais de gases de efeito estufa continuarem a aumentar, eles podem retornar a Terra às condições do Plioceno, com níveis mais elevados do mar, mudanças nos padrões climáticos e condições alteradas em ambos os mundo natural e sociedades humanas.
O Ártico Plioceno
Somos parte de uma equipe de cientistas que analisou núcleos de sedimentos de Lago El'gygytgyn no nordeste da Rússia em 2013 para entender o clima do Ártico sob níveis mais elevados de dióxido de carbono na atmosfera. O pólen fóssil preservado nesses núcleos mostra que o Ártico do Plioceno era muito diferente de seu estado atual.
Hoje o Ártico é uma planície sem árvores com apenas esparsas vegetação de tundra, como gramíneas, juncos e algumas plantas com flores. Em contraste, os núcleos de sedimentos russos continham pólen de árvores como larício, abeto, abeto e cicuta. Isto mostra que florestas boreais, que hoje termina centenas de milhas mais ao sul e oeste na Rússia e no Círculo Polar Ártico no Alasca, uma vez alcançou todo o oceano Ártico em grande parte da Rússia Ártica e América do Norte.
Como o Ártico era muito mais quente no Plioceno, a camada de gelo da Groenlândia não existia. Pequenas geleiras ao longo da montanhosa costa leste da Groenlândia estavam entre os poucos lugares com gelo o ano todo no Ártico. A Terra do Plioceno tinha gelo apenas em uma extremidade - na Antártica - e esse gelo era menos extenso e mais suscetível ao derretimento.
Como os oceanos eram mais quentes e não havia grandes mantos de gelo no hemisfério norte, o nível do mar estava de 30 a 50 pés (9 a 15 metros) mais alto em todo o globo do que hoje. Os litorais ficavam distantes do interior de suas localizações atuais. As áreas que agora são o Vale Central da Califórnia, a Península da Flórida e a Costa do Golfo estavam todas submersas. Assim como a terra onde se localizam as principais cidades costeiras como Nova York, Miami, Los Angeles, Houston e Seattle.
Invernos mais quentes no que hoje é o oeste dos Estados Unidos reduziram a acumulação de neve, que hoje em dia fornece grande parte da água da região. O meio-oeste e as Grandes Planícies de hoje eram tão mais quentes e secos que seria impossível plantar milho ou trigo ali.
Por que houve tanto CO2 no Plioceno?
Como as concentrações de CO2 durante o Plioceno alcançaram níveis semelhantes aos de hoje? Os humanos não apareceriam na Terra por pelo menos mais um milhão de anos, e nosso uso de combustíveis fósseis é ainda mais recente. A resposta é que alguns processos naturais que ocorreram na Terra ao longo de sua história liberam CO2 para a atmosfera, enquanto outros o consomem. O principal sistema que mantém essas dinâmicas em equilíbrio e controla o clima da Terra é um termostato global natural, regulado por rochas que reagir quimicamente com CO2 e retire-o da atmosfera.
O efeito estufa leva a aumentos nas temperaturas da superfície e, em alguns lugares, nas chuvas. Juntos, eles aceleram o desgaste da rocha de silicato. A meteorização mais rápida, por sua vez, remove mais CO2 da atmosfera (seta amarela). A força do Efeito Estufa depende dos níveis atmosféricos de CO2. Gretashum / Wikipedia
Nos solos, certas rochas se decompõem continuamente em novos materiais em reações que consomem CO2. Essas reações tendem a se acelerar quando as temperaturas e a precipitação são mais altas - exatamente as condições climáticas que ocorrem quando as concentrações atmosféricas dos gases do efeito estufa aumentam.
Mas esse termostato tem um controle embutido. Quando o CO2 e as temperaturas aumentam e o desgaste das rochas acelera, ele puxa mais CO2 da atmosfera. Se o CO2 começar a cair, as temperaturas esfriarão e o desgaste das rochas diminuirá globalmente, retirando menos CO2.
As reações de intemperismo das rochas também podem funcionar mais rápido onde o solo contém muitas superfícies minerais recentemente expostas. Os exemplos incluem áreas com alta erosão ou períodos em que os processos tectônicos da Terra empurraram a terra para cima, criando grandes cadeias de montanhas com declives acentuados.
O termostato de intemperismo de rochas opera em um ritmo geologicamente lento. Por exemplo, no final da Era dos Dinossauros, há cerca de 65 milhões de anos, os cientistas estimam que os níveis de CO2 atmosférico estavam entre 2,000 e 4,000 partes por milhão. Demorou mais de 50 milhões de anos para reduzi-los naturalmente para cerca de 400 partes por milhão no Plioceno.
Como as mudanças naturais nos níveis de CO2 aconteceram muito lentamente, as mudanças cíclicas no sistema climático da Terra também foram muito lentas. Os ecossistemas tiveram milhões de anos para se adaptar, ajustar e responder lentamente às mudanças climáticas.
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As ondas de calor do verão estão alterando o norte da Sibéria, descongelando o permafrost e criando condições para incêndios florestais em grande escala.
Um futuro semelhante ao Plioceno?
Hoje, as atividades humanas estão sobrecarregando os processos naturais que puxam o CO2 da atmosfera. No início da Era Industrial em 1750, o CO2 atmosférico estava em cerca de 280 partes por milhão. Os seres humanos levaram apenas 200 anos para reverter completamente a trajetória iniciada 50 milhões de anos atrás e retornar o planeta aos níveis de CO2 não experimentados há milhões de anos.
A maior parte dessa mudança aconteceu desde a Segunda Guerra Mundial. Aumentos anuais de 2-3 partes por milhão agora são comuns. E em resposta, a Terra está se aquecendo em um ritmo acelerado. Desde aproximadamente 1880, o planeta aqueceu por 1 grau Celsius (2 graus Fahrenheit) - muitas vezes mais rápido do que qualquer episódio de aquecimento nos últimos 65 milhões de anos da história da Terra.
No Ártico, as perdas de neve reflexiva e cobertura de gelo amplificaram esse aquecimento para +5 C (9 F). Como resultado, a cobertura de gelo do mar Ártico durante o verão está tendendo a diminuir. Cientistas projetam que o Ártico será completamente sem gelo no verão nas próximas duas décadas.
Esta não é a única evidência do aquecimento drástico do Ártico. Cientistas gravaram taxas extremas de derretimento do verão através do manto de gelo da Groenlândia. No início de agosto, a última plataforma de gelo remanescente do Canadá, no território de Nunavut, desabou no mar. Partes de Sibéria do Ártico e Svalbard, um grupo de ilhas norueguesas no Oceano Ártico, atingiu altas temperaturas recordes neste verão.
Cidades costeiras, regiões agrícolas de cultivo e abastecimento de água para muitas comunidades serão radicalmente diferentes se este planeta retornar a um mundo de CO2 no Plioceno. Este futuro não é inevitável - mas evitá-lo exigirá grandes passos agora para diminuir o uso de combustível fóssil e desligar o termostato da Terra.
Sobre os autores
Julie Brigham-Grette, Professora de Geociências, Universidade de Massachusetts Amherst e Steve Petsch, Professor Associado de Geociências, Universidade de Massachusetts Amherst
Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.
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