Oscilação climática antes dos pontos de viragem no norte de África

Há cerca de cinco milénios e meio, o norte de África sofreu uma transformação profunda. O deserto do Sara alargou-se, enquanto pradarias, florestas e lagos de que os seres humanos dependiam desapareceram. As populações tiveram de se refugiar nas montanhas, nos oásis e no vale e delta do Nilo.

Uma população relativamente numerosa e dispersa ficou concentrada em áreas menores, mas mais férteis, o que exigiu novas formas de produzir alimentos e de organizar a sociedade. Pouco depois, surgiu uma das primeiras grandes civilizações do mundo: o antigo Egito.

A passagem do mais recente «período húmido africano», decorrido entre há 15 000 e 5 500 anos, para as atuais condições secas do norte de África constitui o exemplo mais evidente de um ponto de viragem climático na história geológica recente. Os pontos de viragem climáticos são limiares que, depois de ultrapassados, provocam uma alteração drástica para um novo clima estável.

O nosso novo estudo, publicado na Nature Communications, mostra que, antes de o norte de África se tornar seco, o clima «oscilou» entre dois estados climáticos estáveis antes de mudar de forma permanente. É a primeira vez que se demonstra que esta oscilação ocorreu no passado da Terra. O resultado sugere ainda que regiões que hoje registam ciclos muito variáveis de mudança climática poderão, em alguns casos, estar a aproximar-se dos seus próprios pontos de viragem.

Pontos de viragem climáticos e sinais de alerta

Saber se teremos algum aviso prévio dos pontos de viragem climáticos é uma das maiores preocupações dos cientistas do clima. À medida que ultrapassamos 1,5 ˚C de aquecimento global, os pontos de viragem mais prováveis incluem o colapso das camadas de gelo da Gronelândia ou da Antártida, a morte dos recifes de coral tropicais ou o degelo abrupto do permafrost do Ártico.

Há quem defenda que estas grandes mudanças climáticas terão sinais de alerta. Contudo, esses indícios dependem muito do tipo concreto de ponto de viragem, pelo que a sua interpretação é difícil. Uma das questões centrais é saber se os pontos de viragem serão marcados por oscilações ou se, inicialmente, o clima parecerá tornar-se mais estável antes de mudar subitamente de uma só vez.

620 000 anos de história ambiental

Para aprofundar esta questão, reunimos uma equipa internacional de cientistas e deslocámo-nos à bacia de Chew Bahir, no sul da Etiópia. Durante o último período húmido africano, existiu ali um grande lago, e os depósitos de sedimentos, com vários quilómetros de profundidade sob o leito lacustre, registam com grande precisão a evolução das flutuações do nível da água induzidas pelo clima.

Atualmente, o lago praticamente desapareceu, e os depósitos podem ser perfurados a um custo relativamente baixo, sem ser necessária uma sonda instalada numa plataforma flutuante ou num navio de perfuração. Perfurámos 280 metros abaixo do leito seco do lago - quase a altura da Torre Eiffel - e extraímos centenas de tubos de lama com cerca de 10 centímetros de diâmetro.

Quando estes tubos são ordenados e reunidos, formam o chamado testemunho sedimentar. Esse testemunho contém informações químicas e biológicas essenciais que registam os últimos 620 000 anos da história climática e ambiental da África Oriental.

Sabemos agora que, no final do período húmido africano, houve cerca de 1 000 anos durante os quais o clima alternou regularmente entre condições extremamente secas e húmidas.

No total, identificámos pelo menos 14 fases secas, cada uma com duração entre 20 e 80 anos, repetidas em intervalos de aproximadamente 160 anos. Mais tarde, seguiram-se sete fases húmidas, com duração e frequência semelhantes. Por fim, há cerca de 5 500 anos, o clima seco estabeleceu-se definitivamente.

Oscilação climática em Chew Bahir

Estas flutuações extremas e frequentes entre períodos húmidos e secos correspondem a uma marcada oscilação climática. Este tipo de oscilação pode ser reproduzido em programas informáticos de modelos climáticos e também ocorreu em transições climáticas anteriores em Chew Bahir.

No mesmo testemunho sedimentar, observamos o mesmo tipo de oscilação durante uma mudança anterior de clima húmido para seco, há cerca de 379 000 anos. A transição parece uma cópia perfeita da verificada no fim do período húmido africano.

Este aspeto é importante porque essa transição foi natural: aconteceu muito antes de os seres humanos exercerem qualquer influência sobre o ambiente. Saber que tal mudança pode ocorrer naturalmente contraria o argumento de alguns académicos segundo o qual a introdução da criação de gado e de novas técnicas agrícolas poderá ter acelerado o fim do último período húmido africano.

Por outro lado, é indiscutível que as populações da região foram afetadas por este ponto de viragem climático. Comparada com uma transição climática lenta, que se prolonga por dezenas de gerações, a oscilação teria tido um efeito dramático e facilmente percetível por uma única pessoa.

Isto poderá explicar por que razão os vestígios arqueológicos da região são tão distintos e, por vezes, contraditórios durante os períodos de transição. As pessoas retiravam-se nas fases secas e algumas regressavam durante as fases húmidas. No fim, as populações refugiaram-se nos locais que se mantinham consistentemente húmidos, como o vale do Nilo.

Implicações para futuros pontos de viragem climáticos

Confirmar que a oscilação climática pode anteceder um grande ponto de viragem climático é relevante, pois poderá também fornecer pistas sobre possíveis sinais de alerta precoce para grandes alterações do clima no futuro.

Parece que condições climáticas muito variáveis, como ciclos rápidos de humidade e seca, podem alertar para uma mudança importante no sistema climático. Identificar agora estes precursores poderá dar-nos o aviso necessário de que o aquecimento futuro nos levará além de um ou mais dos dezasseis pontos de viragem climáticos críticos identificados.

Isto é especialmente relevante para regiões como a África Oriental, onde quase 500 milhões de pessoas já são muito vulneráveis aos impactos das alterações climáticas, como as secas.

Martin H. Trauth, Professor, Universidade de Potsdam; Asfawossen Asrat, Professor, Universidade de Adis Abeba; e Mark Maslin, Professor de Ciências Naturais, UCL

Este artigo é republicado de The Conversation ao abrigo de uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.