Está bem estabelecido que, nos próximos anos, quantidades crescentes de dióxido de carbono no ar farão com que o clima mude, levando assim a derretimento das calotas polares a um ritmo acelerado e ao aumento do nível do mar em todo o mundo. Um novo achado científico, no entanto, aponta para um efeito direto perturbador e completamente separado do carbono sobre o gelo - algo que nada tem a ver com o aquecimento.
Como documentado em um estudo publicado ontem no Journal of Physics D, pesquisadores do MIT descobriram que apenas estar na presença de concentrações aumentadas de dióxido de carbono faz com que o gelo enfraqueça significativamente, com reduzida resistência do material e tenacidade à fratura, independentemente da temperatura. Com dióxido de carbono suficiente no ar, isso por si só poderia fazer com que as geleiras se dividissem e se dividissem. Acrescente o fato de que as temperaturas globais continuarão a aquecer - especialmente em torno dos pólos - e a combinação desses dois fatores pode significar que as calotas polares derretem a taxas ainda mais rápidas do que os especialistas previram anteriormente.
"Se as calotas de gelo e geleiras continuassem a rachar e a se fragmentar, sua área superficial exposta ao ar seria significativamente aumentada, o que poderia levar a um derretimento acelerado e uma área de cobertura muito reduzida na Terra", disse o principal autor do estudo. Markus Buehler. “As conseqüências dessas mudanças ainda precisam ser exploradas pelos especialistas, mas podem contribuir para mudanças no clima global.”
Buehler e seu coautor, Zhao Qin, usaram simulações computacionais em nível atômico para avaliar a dinâmica da resistência do gelo na presença de várias concentrações de dióxido de carbono. Eles descobriram que o gás diminui a força do gelo ao interferir com as ligações de hidrogênio que mantêm unidas as moléculas de água em um cristal de gelo. Especificamente, no nível atômico, o dióxido de carbono compete com as moléculas de água ligadas e, em concentrações suficientemente altas, desloca-as das ligações e toma seu lugar.
As moléculas de dióxido de carbono começam a se infiltrar em um pedaço de gelo em uma borda externa, e então lentamente se separam migrando para dentro à medida que uma rachadura se forma. Ao fazê-lo, eles também atraem moléculas de água para fora da borda, formando ligações com os átomos de hidrogênio das moléculas de água, deixando ligações quebradas dentro da estrutura cristalina e diminuindo a força do gelo em geral. As simulações mostraram que o gelo que foi infiltrado com dióxido de carbono até o ponto em que o gás ocupa dois por cento de seu volume é aproximadamente 38% menos forte.
“Em certo sentido, a fratura de gelo devido ao dióxido de carbono é semelhante à quebra de materiais devido à corrosão, por exemplo, a estrutura de um carro, prédio ou usina onde agentes químicos 'roem' os materiais, que se deterioram lentamente, Buehler disse à Environmental Research Web . Como as geleiras normalmente começam a se romper com a formação de pequenas rachaduras, dizem os pesquisadores, isso pode levar a novas fraturas em grande escala, como a que ocorreu recentemente na Antártida e produziu um fragmento maior do que a cidade de Nova York.
Como a descoberta é a primeira evidência desse fenômeno, ainda é cedo para dizer quanto irá acelerar o derretimento do gelo além das previsões anteriores. No entanto, existem vários mecanismos pelos quais poderia levar os especialistas a revisar suas estimativas para o degelo e a subida do nível do mar, dado um aumento contínuo das emissões de gases com efeito de estufa.
Além do óbvio - que o ar mais quente e o gelo mais fraco significam uma taxa mais rápida de derretimento -, há o fato de que as calotas polares desempenham um papel crucial ao refletir a luz solar de volta ao espaço. Atualmente, eles cobrem cerca de sete por cento da superfície da Terra, mas são responsáveis por refletir 80 por cento dos raios solares. Isso ocorre porque a cor branca brilhante do gelo ajuda a refletir a luz com mais eficiência do que qualquer outro tipo de cobertura do solo.
Se o aumento das concentrações de dióxido de carbono e as temperaturas mais quentes causar gelo para derreter inesperadamente rapidamente, no entanto, este gelo branco brilhante será substituído por água oceânica escura. Mais e mais luz solar entraria e permaneceria na atmosfera, causando mais e mais aquecimento. Esse ciclo de feedback positivo poderia constituir um dos temidos “pontos de inflexão” que os climatologistas temem que possa levar nosso clima a um caminho descontrolado para a calamidade.
Como o papel lida apenas com o gelo no nível microscópico, o próximo passo seria testar o efeito do aumento das concentrações de dióxido de carbono no gelo em um ambiente de laboratório para verificar se os efeitos do modelo simulado são verdadeiros. É claro que, se nada mudar em termos de emissões de carbono, poderemos ter a chance de ver se esses efeitos ocorrem em uma escala muito maior - nas geleiras e nas calotas polares do mundo.
