Uma rede de correntes de monstros está indo para o colapso? A corrida está em descobrir

Oitocentos quilômetros ao norte do Círculo Ártico, o navio de pesquisa KRONPRINS HAAKON Desloca -se silenciosamente através de um pacote grosso de bosques de gelo. O céu e o mar estão banhados à luz roxa da manhã como Alexandra Stephens, um estudante de doutorado na Universidade de Toronto Mississauga, Canadá, pilota um drone sobre a expansão gelada, caçando calor.

Embora não pareça, as águas do Ártico são agradáveis ​​em fevereiro, em relação às temperaturas do ar, que podem cair abaixo de -30 ° C. Na tela do controle remoto de Stephens, os blocos em forma de panqueca aparecem nas imagens térmicas como círculos escuros, enquanto águas abertas e fino brilho de gelo brilhante, indicando energia escapando do oceano para o ar polar gelado.

A transferência de calor do oceano para a atmosfera está no cerne de um dos componentes mais importantes do clima da Terra – um sistema de correntes que serpenteiam por toda a extensão do Oceano Atlântico e transporta água morna dos trópicos para as altas latitudes do norte. Conhecida pelo nome pesado da circulação meridional de reversão do Atlântico (AMOC), essa rede de correntes afeta as condições climáticas de bilhões de pessoas em todo o mundo. É a razão pela qual o noroeste da Europa é relativamente leve no inverno e muito mais quente que o Labrador no Canadá, que é uma latitude semelhante.

Mas os cientistas estão cada vez mais preocupados com o fato de esse sistema de corrente crucial estar enfraquecendo à medida que o planeta está ficando mais quente por causa da poluição por gases de efeito estufa na atmosfera. Algumas simulações climáticas de computador alertam que o AMOC poderia atingir um ponto de inflexão no século XXI e perder grande parte de sua força. Isso teria impactos catastróficos em todo o mundo; Um estudo publicado no ano passado projeta que as temperaturas no noroeste da Europa poderiam passar até 15 ° C, mergulhando a região em uma nova era no gelo, enquanto o hemisfério sul sofrerá mais grave aquecimento¹. Também sugere que um quase colapso do AMOC levaria mudanças perturbadoras nas chuvas na bacia da Amazônia. “Os efeitos de um colapso do AMOC serão tão extremos que será difícil para nós nos adaptarmos”, diz o oceanógrafo físico Henk Dijkstra na Universidade de Utrecht, na Holanda, co-autor do estudo.

Apesar de sua importância, o AMOC é uma das grandes incógnitas em projeções sobre o clima futuro da Terra. Os pesquisadores têm pouca informação sobre como o sistema atual está mudando – particularmente no Atlântico Norte Polar, uma região -chave para o AMOC. Foi isso que trouxe o RV da Norwegian Ice-Breaker KRONPRINS HAAKON ao mar da Groenlândia ocidental em fevereiro, como parte de um projeto conhecido como Rover, que é financiado pela União Europeia. Com seu casco reforçado, o navio pode se aventurar na região coberta de gelo para coletar dados preciosos sobre como o AMOC pode evoluir.

“Esta é uma área muito escassamente amostrada, especialmente no inverno, quando quase ninguém sai aqui”, diz Kjetil Våge, um oceanógrafo físico do Bjerknes Center for Climate Research em Bergen, na Noruega, que lidera a missão Rover. Ele suspeita que a perda de gelo marinho perto da Groenlândia causada pelo aquecimento global pode realmente ajudar a estabilizar o AMOC e impedir que ele desacelere tanto quanto as pessoas temem.

Entrei para a Expedição Rover em fevereiro, ao coletar dados que levarão o pulso do AMOC e ajudarão os pesquisadores a avaliar como isso mudará nas próximas décadas.

Cruzando correntes

Como o RV KRONPRINS HAAKON Esquerda o arquipélago de Svalbard da Noruega no início da expedição, o Ártico ainda estava velado na escuridão perpétua da noite polar. A influência de longo alcance do AMOC era óbvia quando cruzamos o Estreito de Fram, que separa Svalbard e Groenlândia (ver ‘Jornada de Inverno’). Na primeira parte da jornada, o navio passou por águas atlânticas que mantinham o norte que mantinham o oceano livre de gelo. Quando deixamos essa corrente, o KRONPRINS HAAKON encontrou rapidamente o gelo pesado da mochila do Oceano Ártico à deriva para o sul.

O AMOC é frequentemente descrito como uma correia transportadora – uma descrição altamente simplificada, mas adequada, porque suas correntes superiores e as mais profundas se movem em direções opostas. No hemisfério norte, os fios da superfície, que incluem a corrente do Golfo, carregam água quente e salgada do equador em direção ao poste. Em altas latitudes que a água libera enormes quantidades de calor na atmosfera que ajuda a aquecer partes da Europa no inverno.

Quando a água da superfície do AMOC esfria, ela se torna densa o suficiente para afundar no abismo no Atlântico Norte, perto da Groenlândia, que trava enormes quantidades de dióxido de carbono e fornece oxigênio ao mar profundo. Em profundidade, a água flui para o sul até ressurgir novamente perto da Antártica (ver ‘fluxos de calor’).

As simulações climáticas de computador sugerem que o aquecimento global pode atrapalhar o sistema atual de várias maneiras: à medida que as temperaturas do ar no Ártico e subártico aumentam, a água da superfície não esfria tanto no inverno, o que impede que fique tão denso quanto normalmente. Outro fator em jogo é o derretimento do gelo marinho e a camada de gelo da Groenlândia. Esse derretimento adiciona água fresca ao oceano superior, reduzindo ainda mais a densidade da água da superfície. Essas mudanças inibem o naufrágio que impulsiona o AMOC².

Não é apenas uma preocupação teórica de que isso possa acontecer: evidências do passado da Terra sugerem que houve mudanças abruptas na força do AMOC entre as idades do gelo e os períodos quentes³.

As preocupações com o futuro levaram os cientistas a começar a monitorar o Oceano Atlântico no início dos anos 2000. Para rastrear o que está acontecendo com o AMOC, os consórcios internacionais de pesquisa ancoraram instrumentos no leito marinho em várias latitudes na bacia do oceano para medir a temperatura da água, a salinidade e a velocidade atual. O programa mais antigo, Rapid-Mocha, mediu a força das correntes de superfície e oceano profundo do AMOC desde 2004 nos subtrópicos a 26 ° N. Outro esforço, chamado Osnap, monitora o AMOC em mais de 50 locais de Labrador ao sul da Greenlândia para a Escócia.

Até agora, seus registros mostram uma variabilidade considerável, mas nenhuma mudança consistente na quantidade de água que o AMOC se move^4Assim,5. O período das observações é simplesmente muito curto para distribuir uma tendência, diz Susan Lozier, uma oceanógrafa física do Instituto de Tecnologia da Geórgia em Atlanta e chefe de Osnap. “Estamos neste meio baguente de tentar entender o que está acontecendo com a circulação capotada”.

Como os pesquisadores têm apenas duas décadas de medições diretas de corrente, eles dependem de meios indiretos de medir a força do AMOC. Por exemplo, os registros das temperaturas da superfície do mar mostram que o subpolar do Atlântico Norte esfriou desde a década de 1950, enquanto o oceano como um todo se aqueceu: alguns cientistas interpretam o resfriamento como um sinal de redução na quantidade de água morna dos subtrópicos que atingem a região, o que corresponderia a um declínio de 15% na força do sistema atual⁶. Outros, no entanto, descobriram que o AMOC é estável nas últimas décadas⁷.

Vários estudos de modelagem nos últimos anos alertam que o AMOC poderia enfraquecer drasticamente em um futuro próximo-até o ponto de causar um desistido quase. Um colapso não aconteceria abruptamente, mas levaria de 50 a 100 anos, diz Stefan Rahmstorf, cientista climático do Instituto de Pesquisa de Impacto Climático de Potsdam, Alemanha. Além de um ponto de inflexão crucial, no entanto, um declínio adicional é imparável. “Acho que há uma chance de 50 a 50 de que passaremos o ponto de inflexão neste século”, diz ele.

A idéia de que o AMOC está indo para o colapso é controverso. A questão é: os modelos climáticos podem simular realisticamente o presente e, portanto, produzir previsões confiáveis? Para fazer isso, os cientistas precisam de observações para avaliar e refinar seus modelos, diz Ben Moat, um oceanógrafo físico no Centro Nacional de Oceanografia em Southampton, Reino Unido, e uma das cabeças de Rapid-Mocha. “As observações são críticas para nossa compreensão do que está acontecendo com o futuro AMOC”.

Våge acha que os processos nos mares nórdicos ao norte da Islândia, que não são bem resolvidos pelos atuais modelos climáticos, podem ajudar a decidir o destino do AMOC. É por isso que sua equipe se aventurou nas águas geladas do Ártico em fevereiro.

Calor oculto

No início de uma tarde, o KRONPRINS HAAKON Pare a cerca de 250 quilômetros da costa da Groenlândia. A tripulação do navio abre uma grande escotilha hidráulica no hangar no convés principal e abaixa uma estrutura de metal com 24 garrafas vazias e um conjunto de sensores, chamado Rosette CTD, no oceano. A estudante de doutorado Erika Giorgi, no Bjerknes Center for Climate Research, observa os dados que retornam da Rosette do CTD enquanto afundam a uma profundidade de 2.090 metros. “É emocionante estar aqui no inverno e ver essas medidas em tempo real”, diz ela. A temperatura da água sobe de -1,8 ° C na superfície – o ponto de congelamento da água do mar – a cerca de 2 ° C a 200 metros, antes de cair novamente para zero em direção ao fundo.

A camada de água relativamente quente e salgada é o que mais interessa aos pesquisadores. É a água que havia fluído anteriormente para o norte através do Atlântico, levou uma inversão de marcha no Estreito de Fram ou fez um laço ao redor do Oceano Ártico e agora está viajando para o sul na corrente do leste da Groenlândia. Enquanto continua a oeste da Islândia, a densa água subterrânea desta corrente atravessa uma cordilheira marinha e cascata para o abismo no Atlântico Norte. Isso o torna uma fonte importante para o ramo profundo do AMOC e um dos principais sujeitos que o projeto Rover pretende estudar.

No passado, a corrente do leste da Groenlândia era totalmente coberta pelo gelo do mar no inverno, o que permitia que pouco calor escapasse do oceano. Mas com as crescentes temperaturas nas últimas décadas, a cobertura de gelo no inverno nesta região está diminuindo. Isso está expondo a corrente do leste da Groenlândia ao ar polar extremamente frio, o que poderia ajudar a estimular a água a afundar – uma parte crucial da circulação capotada. Para Giorgi, essa possibilidade fornece “um vislumbre de esperança” em comparação com os cenários futuros mais sombrios do AMOC.

Våge sugere que a formação de águas profundas impulsionada pela intensa perda de calor nessa região poderia tornar o AMOC mais resiliente às mudanças climáticas do que alguns pesquisadores assumiram. Ele aponta para alguns dados piloto de um estudo anterior⁸ que apóiam sua hipótese de maior perda de calor ao longo da corrente do leste da Groenlândia. “Mas não sabemos quanto ou quão importante é”, diz ele.

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