Em 1974, apenas alguns anos após o lançamento do primeiro satélite Landsat, os cientistas notaram algo estranho no Mar de Weddell, perto da Antártida. Havia uma grande área livre de gelo, chamada polynya, no meio do bloco de gelo. O polynya, que cobria uma área tão grande quanto a Nova Zelândia, reapareceu nos invernos de 1975 e 1976, mas não foi visto desde então.
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Os cientistas interpretaram o desaparecimento da polinia como um sinal de que sua formação era um evento naturalmente raro. Mas os pesquisadores que relatam na Nature Climate Change discordam, dizendo que a aparência da polynana costumava ser muito mais comum e que a mudança climática agora está suprimindo sua formação.
Além disso, a ausência do polynya pode ter implicações para a vasta esteira rolante das correntes oceânicas que movimentam o calor ao redor do globo.
Imagens de satélite permitiram aos cientistas encontrar uma área livre de gelo no Mar de Weddell (quadrante superior esquerdo) nos invernos antárticos de 1974 a 1976. (Crédito: Claire Parkinson (NASA GSFC)) A água do mar superficial em torno dos pólos tende a ser relativamente fresca devido à precipitação e ao fato de que o gelo do mar se funde, o que o torna muito frio. Como resultado, abaixo da superfície há uma camada de água ligeiramente mais quente e mais salina não infiltrada pelo gelo derretido e precipitação. Essa salinidade mais alta a torna mais densa que a água na superfície.
Os cientistas acham que a polinia de Weddell pode se formar quando as correntes do oceano empurram essas águas subterrâneas mais densas contra uma cadeia montanhosa submarina conhecida como a Ascensão de Maud. Isso força a água até a superfície, onde se mistura e aquece as águas superficiais mais frias. Embora não aqueça a camada superior de água o suficiente para uma pessoa se banhar confortavelmente, é suficiente para evitar a formação de gelo. Mas a um custo - o calor da água submergida na superfície se dissipa na atmosfera logo após atingir a superfície. Essa perda de calor força a água agora fria, mas ainda densa, a afundar cerca de 3.000 metros para alimentar um enorme oceano super-frio. corrente conhecida como a água inferior antárctica.
Antarctic Bottom Water se espalha pelos oceanos globais a profundidades de 3.000 metros e mais, fornecendo oxigênio nesses lugares profundos. É também um dos impulsionadores da circulação termohalina global, a grande correia transportadora oceânica que movimenta o calor do equador em direção aos pólos.
Uma rede de correntes superficiais e oceânicas move a água e o calor em todo o mundo. (Crédito: NASA / Mapa por Robert Simmon, adaptado do IPCC 2001 e Rahmstorf 2002) Mas para que a mistura ocorra no Mar de Weddell, a camada superior da água do oceano deve se tornar mais densa do que a camada abaixo dela para que as águas possam afundar.
Para descobrir o que está acontecendo no Mar de Weddell, Casimir de Lavergne, da McGill University, em Montreal, e colegas, começaram analisando as medições de temperatura e salinidade coletadas por navios e carros alegóricos nesta região desde 1956 - dezenas de milhares de dados. Os pesquisadores puderam ver que a camada superficial de água no local da Weddell polynya está ficando menos salgada desde os anos 1950. A água doce é menos densa do que a água salgada e atua como uma tampa no sistema de Weddell, aprisionando as águas quentes da superfície e impedindo que elas atinjam a superfície. Isso, por sua vez, interrompe a mistura que produz a água de fundo antártico naquele local.
Esse aumento na água doce vem de duas fontes: a mudança climática amplificou o ciclo global da água, aumentando tanto a evaporação quanto a precipitação. E as geleiras da Antártida têm parido e derretido a um ritmo maior. Ambas as fontes acabam contribuindo com mais água doce para o Mar de Weddell do que o que a área experimentou no passado, observam os pesquisadores.
Para analisar o que o futuro pode ter para esse sistema, de Lavergne e seus colegas recorreram a um conjunto de 36 modelos climáticos. Esses modelos, que prevêem que locais secos do mundo em geral tornam os locais mais secos e úmidos mais úmidos, mostram que essa área do Oceano Antártico deverá ver ainda mais precipitação no futuro. Os modelos não incluem o derretimento de geleiras, mas espera-se que eles acrescentem mais água doce, o que poderia tornar a tampa do sistema ainda mais forte, de acordo com os pesquisadores.
Um enfraquecimento da mistura de água no Mar de Weddell poderia explicar, pelo menos em parte, um encolhimento nas águas subterrâneas da Antártida, relatado em 2012. “Redução da convecção reduziria a taxa de formação de águas subterrâneas na Antártida”, diz de Lavergne. Isso “poderia causar um enfraquecimento no ramo inferior da circulação termohalina”.
Esse ramo inferior é o primo de um processo semelhante de convecção que ocorre no Mar do Labrador, no Atlântico Norte, onde a água fria do Ártico afunda e leva a correntes mais profundas para o sul. Se esta fonte de águas profundas foi interrompida, talvez por causa de um influxo de água doce, os cientistas disseram que os resultados poderiam ser desastrosos, particularmente para a Europa, que é mantida aquecida por esse movimento de calor e água. Os pesquisadores do clima consideram este cenário altamente improvável, mas não fora do reino da possibilidade. E mesmo um sistema enfraquecido pode ter efeitos no clima e no clima em todo o mundo.
Mais imediatamente, porém, um enfraquecimento da mistura no Mar de Weddell poderia estar contribuindo para algumas das tendências climáticas observadas na Antártida e no Oceano Antártico. Ao manter as águas oceânicas mais quentes presas, o enfraquecimento pode explicar uma desaceleração no aquecimento da superfície e na expansão do gelo do mar, observam os pesquisadores.
O enfraquecimento da mistura do Mar de Weddell também manteve aprisionado todo o calor e carbono armazenados nas camadas mais profundas da água do oceano. Se outros polynas gigantes se formarem, o que é improvável, mas possível, alertam os pesquisadores, isso poderia liberar um pulso de aquecimento no planeta.
