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O que acontecerá com a Terra após o aquecimento global?

O que acontece com nossas emissões de combustível fóssil que causam o aquecimento global? Por quanto tempo elas persistirão, e como seria a vida em um mundo aquecido e depois resfriado novamente?

Por | @oficinadanet Ciência Pular para comentários

Até a pouco tempo, o aquecimento global e as mudanças climáticas pareciam algo que poderia acontecer em um futuro distante da nossa geração. Mas novas investigações de modeladores climáticos estão mostrando que não é bem assim. O legado de nossas emissões de carbono não vai durar apenas décadas ou séculos, mas o tempo suficiente para interferir nas futuras eras glaciais. 

Os especialistas estão investigando qual será o impacto a longo prazo da poluição por gases de efeito estufa, com a ajuda de uma nova geração de sofisticados modelos climáticos, com nomes como CLIMBER, GENIE e LOVECLIM. Mas o básico desse futuro resume-se a um princípio simples: Tudo o que sobe, desce.

As consequências do aquecimento global

As concentrações de gases de efeito estufa e as temperaturas globais não aumentarão indefinidamente - a tendência atual de aumento do dióxido de carbono e aquecimento deve, por fim, superar e reverter à medida que a atmosfera se recupera gradualmente. O primeiro estágio desse processo ocorrerá quando a taxa na qual queimamos carvão, petróleo e gás natural, e depois diminui, ou porque mudamos para fontes de energia, ou porque ficamos sem combustível fóssil acessível. 

Como resultado, as concentrações de CO2 na atmosfera também acabarão por atingir o pico, e depois diminuir. Isso, por sua vez, causará uma série de respostas ambientais ligadas, como a fase de "chicote do clima".  Leia em destaque: A história de Williamina Fleming, de empregada doméstica à astrônoma.

Por exemplo, como o CO2 dissolve-se nos oceanos, combina-se com a água para formar ácido carbônico, que altera a química da água do mar e torna mais provável que o calcário, o giz e outras substâncias ricas em carbonato se dissolvam. A acidificação oceânica atingirá seu pico logo após as concentrações atmosféricas de CO2, ameaçando as espécies marinhas que possuem conchas ou esqueletos de carbonato solúveis em ácido, incluindo corais, moluscos e crustáceos.

Coral de Staghorn perto de Key West, Flórida.Coral de Staghorn perto de Key West, Flórida.

Depois de um atraso devido aos tempos de resposta lentos na atmosfera e nos oceanos, as temperaturas médias globais passarão para o modo de refrigeração, à medida que as concentrações de CO2 continuarem caindo. 

No entanto, o nível médio global do mar continuará a aumentar muito depois do pico térmico, porque mesmo que as temperaturas estejam caindo, elas ainda estarão mais quentes do que hoje. 

Portanto, o gelo glacial terrestre continuará a derreter, e os oceanos continuarão a se expandir, mesmo que a atmosfera da Terra tenha começado a se recuperar. O nível do mar só retornará à posição atual quando finalmente esfriar o suficiente para grandes camadas de gelo terrestres se acumularem novamente na Antártida e no Polo Norte.

Para onde irá o carbono?

A fim de calcular o tempo desses processos em mais detalhes, é preciso considerar onde o CO2 será emitido na atmosfera. Parte dele será absorvido por solos e organismos, mas a maior parte se dissolverá nos oceanos, com quase 70% de nossas emissões sendo solucionadas durante o próximo milênio. 

Em muitas simulações, a máxima acidificação oceânica dura 2000 anos ou mais, dependendo da quantidade de CO2 que emitimos no futuro próximo. Espécies marinhas que vivem nas regiões polares e nas bacias e trincheiras do mar profundo serão as mais impactadas, porque a solubilidade de tais gases é maior em águas frias. Mas, depois que os mares absorveram o máximo possível de CO2, cerca de 20% das nossas emissões de carbono fóssil ainda estará no ar.

O próximo estágio da limpeza ocorrerão de forma lenta. Como o CO2 atmosférico se dissolve em gotas de chuva, o ácido carbônico que ele produz reagirá com a calcita e outros minerais carbonatados em rochas e sedimentos. Ao longo de milhares de anos, esses processos de intemperismo geoquímico irão transferir muitos dos átomos de carbono, anteriormente transportados pelo ar, para as águas subterrâneas e escoamento, entregando-os finalmente aos oceanos na forma de bicarbonato dissolvido e íons de carbonato. 

Enquanto isso, depósitos ricos em carbonatos no fundo do mar experimentarão reações semelhantes com a água do mar sobre a superfície, à medida que os oceanos se tornarem mais ácidos. Esta lenta adição de substâncias tamponantes ácidas aos ecossistemas marinhos agirá de forma muito semelhante a uma pílula antiácido, que permite que os mares consumam mais CO2 da atmosfera sobreposta. Em geral, espera-se que esses processos dominem a recuperação de longo prazo por 5.000 anos ou mais.

Mas, mesmo essa segunda fase, mais demorada, não irá remover a última fração da nossa poluição por carbono. Apenas dezenas de milhares de anos depois, ou possivelmente centenas de milhares, se queimamos a maior parte de nossas enormes reservas de carvão, os últimos remanescentes de nosso CO2 serão finalmente removidos por reações mais lentas, com minerais de silicato resistentes, como os feldspatos encontrados em granito e basalto. 

Escolhas antes de nós

A intensidade e duração do pico de aquecimento e recuperação dependerão das escolhas que fizermos durante este século. Se mudarmos o consumo para fontes de energia limpas de carbono durante as próximas décadas, então aproximadamente 1000 gigatoneladas de carbono fóssil (1 gigatonelada = 1 bilhão de toneladas) serão lançadas na atmosfera desde o início da Revolução Industrial. 

As concentrações atmosféricas de CO2 atingirão um pico próximo a 550-600 partes por milhão (ppm) até o ano de 2200 ou mais, e então começarão a cair

Concentrações de dióxido de carbono no ar em um cenário de emissões moderadas.Concentrações de dióxido de carbono no ar em um cenário de emissões moderadas.

Na fase da chicotada climática, segue um cenário relativamente moderado, e é provável que as temperaturas médias globais subam 2 ou 3°C entre os anos de 2200 e 2300 (em comparação com as temperaturas atuais), e então entrem em uma fase de recuperação de resfriamento com duração de até 100.000 anos. 

Grande parte do gelo da Groenlândia e do oeste da Antártida derreterá nos oceanos ao longo dos milênios, elevando o nível do mar vários metros acima do nível atual, antes de recuar lentamente. Sendo assim, muitas cidades litorâneas, inclusive no Brasil, virarão literalmente mar.

Por outro lado, se queimarmos todas as reservas de carvão remanescentes antes de mudarmos para fontes de energia alternativas, então um cenário muito mais extremo resultará. 

Em uma simulação computadorizada do que poderia seguir uma emissão de 5000 gigatoneladas, as concentrações de CO2 no ar alcançam entre 1900 e 2000 ppm, aproximadamente cinco vezes maior do que hoje, até o ano de 2300. 

Detalhe dos primeiros 2000 anos de um cenário de emissões extremas, mostrando respostas desfasadas das concentrações atmosféricas de CO2, temperaturas e nível do mar.Detalhe dos primeiros 2000 anos de um cenário de emissões extremas, mostrando respostas desfasadas das concentrações atmosféricas de CO2, temperaturas e nível do mar.

A temperatura média global subirá de  6 a 9°C da média atual, e vai permanecer artificialmente alta por muito mais tempo do que no cenário mais moderado, com a fase mais quente com duração entre os anos de 3000 a 4000. 

A contentração de CO2 na atmosféra e as temperaturas vão cair relativamente de forma acentuada por vários milhares de anos após o pico e a chicotada climática, mas não retornarão aos níveis atuais por pelo menos 400.000 anos. 

Todo o gelo terrestre vai derreter, elevando o nível do mar em até 70 metros, até que o mundo esfrie o suficiente para formar grandes camadas de gelo polar, aproximadamente daqui a meio milhão de anos.

A vida em uma estufa

Como seria a vida na Terra sob tais condições? Embora nenhum exemplo do passado ilustre perfeitamente as fases mais quentes desses dois cenários, muitos deles são, no entanto, informativos.

Antes da última era do gelo - entre 130.000 e 117.000 anos atrás - um episódio de aquecimento natural, conhecido como o período Interglacial Eemiano, produziu temperaturas médias globais de 2 a 3°C mais altas do que as de hoje, muito parecido com o que seria esperado nos cenários mais moderados do aquecimento global. 

Ostras fósseis descansando vários metros acima da zona de arrebentação perto de Durban, África do Sul.Ostras fósseis descansando vários metros acima da zona de arrebentação perto de Durban, África do Sul.

A superfície da camada de gelo da Gronelândia diminuiu em pelo menos 30%, o Oceano Ártico perdeu parte de sua cobertura de gelo no Verão, mas de manteve suficiente para que focas e ursos polares sobrevivessem, elefantes e búfalos migraram para o norte na Grã-Bretanha e Europa, e árvores que agora são mais típicas do sudeste dos Estados Unidos, como as gengivas negras e hickories, prosperaram nas montanhas Adirondack, no norte de Nova York. porém, esse evento foi causado por mudanças cíclicas na orientação da Terra em relação ao sol em vez de gases de efeito estufa, e não pela ação humana.

O mais extremo dos dois cenários de emissões é melhor ilustrado por uma superestufa que ocorreu há 55 milhões de anos - cerca de 10 milhões de anos após o desaparecimento dos dinossauros. 

Evidências geo-históricas mostram que o Máximo Termal do Paleoceno-Eoceno (PETM) foi desencadeado pelos acúmulos de gases de efeito estufa, provavelmente a partir da liberação de hidratos de gelo de metano ou outros compostos de carbono enterrados em depósitos marinhos. 

A temperatura média global subiu de 5 a 6°C, por milhares de anos, e a Terra não se recuperou completamente por pelo menos 100.000 a 200.000 anos. Ambas as regiões polares estavam completamente sem gelo, o Oceano Ártico era um lago morno, cercado por florestas decíduas de sequoias, e a Antártica era coberta por faias. O ácido carbônico queimava uma faixa livre de carbonatos em sedimentos oceânicos em todo o mundo. 

Algumas espécies foram extintas durante o PETM, especialmente nas porções mais fortemente impactadas por ácidos dos oceanos, mas muitas outras surgiram, muitas vezes se espalhando tão rapidamente entre latitudes e continentes, que pareciam aparecer simultaneamente em registros fósseis. 

Em ambos os casos, a migração livre parece ter sido uma chave importante para a sobrevivência de animais e plantas da época, e a falta de barreiras feitas pelo homem no passado distante tornou mais fácil para as espécies se ajustarem a grandes mudanças climáticas. Infelizmente, nossos assentamentos, estradas e fazendas podem tornar essas migrações mais difíceis hoje.

Ética Climática

Tais perspectivas a longo prazo não são apenas cientificamente interessantes e importantes, elas também levantam novas questões éticas, simplesmente porque os seres humanos são os responsáveis pela mudança climática. 

Nossas emissões de carbono influenciarão incontáveis ​​gerações, assim como muitas outras espécies além das nossas, em versões futuras do mundo que diferirão marcadamente daquelas que conhecemos agora. 

Por exemplo, ter o Oceano Ártico sem nada de gelo no verão pode parecer estranho para nós, mas pode parecer normal para as pessoas que nascerão em um mundo mais quente, daqui a milhares de anos. Quando a recuperação de resfriamento global se instalar, os ecossistemas de águas abertas e as culturas humanas que se tornarão dependentes de climas mais quentes poderão ser ameaçados, à medida que o oceano polar começar a congelar novamente. Seria o aquecimento global melhor do que o posterior resfriamento então?

Outra situação potencialmente confusa surge quando consideramos que as concentrações atmosféricas de CO2 ainda serão altas o suficiente no ano 50.000 para evitar a próxima era glacial, o que normalmente seria esperado para que os processos cíclicos naturais desencadeassem. 

O próximo grande período de arrefecimento cíclico deveria ocorrer em 130 mil anos, momento em que uma emissão de carbono moderada terá se dissipado. Isso sugere que, ao impedir um cenário extremo de 5000 Gton agora, poderia deixar o Canadá e o norte da Europa vulneráveis ​a gigantescas camadas de gelo. 

Valores previstos de insolação de verão (intensidade da luz solar) no Ártico, mostrando um período de resfriamento antecipado em torno de 50.000 AD que normalmente produziria uma era glacial. Resquícios remanescentes de nossas emissões de combustíveis fósseis ainda podem aquecer a atmosfera o suficiente para evitar que a era do gelo ocorra.Valores previstos de intensidade da luz solar no Ártico, mostrando um período de resfriamento antecipado em torno de 50.000 anos, que normalmente produziria uma era glacial. Resquícios remanescentes de nossas emissões de combustíveis fósseis ainda podem aquecer a atmosfera o suficiente para evitar que a próxima era do gelo ocorra.

Felizmente, perspectivas de longo prazo também podem sugerir possíveis situações ganha-ganha. Por exemplo, deixar a maioria do carvão remanescente intocado, em vez de usá-lo agora, reduziria a severidade da mudança climática no curto prazo, e também deixaria grandes estoques de carbono queimado no solo que gerações posteriores poderiam usar como fonte de efeito estufa, gases para a prevenção de futuras eras glaciais, se assim desejarem.

Qualquer que seja o cenário de emissões que escolhemos - seja moderado ou extremo -, uma coisa está certa. Nossa influência no futuro climático do mundo é geológica em escopo. Não é de se admirar, portanto, que muitos cientistas estejam agora se referindo ao nosso capítulo da história da Terra com um termo cunhado pelo ecologista Eugene Stoermer - a "Época do Antropoceno" ou a "Era dos Humanos".

Fonte: Nature

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