Há anos que os cientistas do clima simulam o enfraquecimento de uma corrente do Atlântico, obtendo repetidamente resultados que apontam na mesma direção.
As águas profundas junto à Antártida também deverão reagir, mas uma previsão não equivale a uma prova.
Agora, uma equipa que analisou testemunhos de sedimentos recolhidos ao largo do Chile encontrou essa prova. Sinais químicos preservados em conchas mais pequenas do que um grão de areia mostram que a resposta prevista ocorreu rapidamente há 39 400 anos.
Pistas em conchas antigas
A equipa foi liderada por Pushpak Martin John Nadar, investigador de paleoclima da Universidade de Bergen (UiB), na Noruega.
Os investigadores analisaram assinaturas químicas preservadas nas minúsculas conchas de microrganismos do fundo do mar, os foraminíferos, que as formam a partir da água que os rodeia.
Os isótopos de carbono e de oxigénio são formas químicas ligeiramente diferentes de cada um destes elementos. Permanecem retidos nas conchas e permitem aos investigadores rastrear águas profundas de há dezenas de milhares de anos.
O testemunho estudado provém de uma zona ao largo da costa chilena, onde as correntes do oceano Austral avançam para norte, entrando no Pacífico.
A equipa concentrou-se no período de há cerca de 39 400 anos. Os testemunhos de gelo da Gronelândia indicam que, nessa altura, o Atlântico Norte tinha arrefecido de forma invulgar e que a sua circulação provavelmente enfraquecera.
Como abranda a circulação do Atlântico
Os cientistas chamam a este circuito Circulação Meridional de Revolvimento do Atlântico (AMOC).
À superfície, a água quente e salgada desloca-se para norte, liberta calor para a atmosfera, afunda-se e regressa depois para sul em profundidade. Sem este circuito, o balanço térmico do planeta seria diferente.
O abrandamento da circulação tem efeitos que vão além do Atlântico Norte. Segundo os modelos, uma AMOC mais fraca redistribui calor e nutrientes pelo oceano global de formas inesperadas.
Observações recentes confirmam que a circulação já está a enfraquecer. A equipa de Nadar quis perceber se os sedimentos antigos conservavam vestígios físicos dessa alteração a grande distância do Atlântico.
A existirem esses vestígios, o atual abrandamento da AMOC poderá já estar a alterar a química do oceano muito para lá do Atlântico.
Um sinal no Pacífico
Os testemunhos revelaram uma sequência notável. Há cerca de 39 400 anos, as águas de fundo ao largo do Chile aqueceram rapidamente, os níveis de oxigénio aumentaram de forma acentuada e os valores dos isótopos de carbono subiram.
As três alterações coincidiram no tempo. Esta correspondência é rara nos registos paleoclimáticos, em que as mudanças costumam ocorrer gradualmente.
Em conjunto, os sinais descrevem água que estivera recentemente à superfície. Os investigadores do oceano chamam a este fenómeno ventilação reforçada: a água tinha estado em contacto recente com a atmosfera, absorvendo oxigénio e perdendo nutrientes.
A massa de água em causa é a Água Intermédia Antártica, que se forma perto da Antártida e se espalha em direção aos trópicos a cerca de 800 metros de profundidade.
Até este estudo, ninguém tinha relacionado com tanta precisão a sua resposta a um abrandamento no Atlântico.
A resposta química
Um aumento acentuado do oxigénio destacou-se nos dados. Uma subida deste tipo ocorre quando água que esteve recentemente à superfície chega às profundidades.
Os isótopos de carbono confirmaram essa indicação. A assinatura química correspondia a água recentemente posta em circulação, e não ao sinal empobrecido deixado por águas profundas estagnadas.
O ligeiro aquecimento das águas de fundo também correspondia ao que os modelos climáticos preveem quando a AMOC abranda.
O calor que normalmente seguiria para norte poderá, em vez disso, ter-se acumulado no hemisfério sul, contribuindo para aquecer a camada intermédia.
Os nutrientes dessa camada também diminuíram. Essa descida aponta provavelmente para uma redistribuição mais vasta dos nutrientes que sustentam a atividade biológica nas águas intermédias, alimentando ecossistemas de superfície distantes.
A interpretação está de acordo com estudos anteriores que descrevem o oceano Austral como a maior fonte de oxigénio do oceano profundo.
Camadas mais profundas e mais quentes
Em sucessivos modelos, uma AMOC mais fraca faz descer a termoclina no Pacífico, a fronteira entre a água quente à superfície e as profundidades frias.
O transporte de calor para norte abranda e o calor acumula-se a sul do equador. Os resultados de Nadar correspondem a essa previsão e apresentam provas provenientes de observações reais.
Os sinais químicos nos testemunhos chilenos são exatamente os esperados caso a termoclina se aprofundasse e a camada imediatamente abaixo da superfície recebesse água mais recente, influenciada pelas condições superficiais.
Uma confirmação deste género é rara nos estudos de paleoclima. Os modelos preveem um resultado, mas os registos reais de sedimentos raramente o confirmam.
A correspondência entre os modelos e os sedimentos ajuda a esclarecer como o oceano global reage quando parte da sua circulação enfraquece.
A peça em falta do carbono
Os testemunhos de gelo mostram que o dióxido de carbono aumentou durante estes antigos abrandamentos no Atlântico, e há décadas que os cientistas discutem a razão.
Algumas hipóteses apontam para as águas profundas do Pacífico; outras centram-se na subida de águas profundas do oceano Austral junto à Antártida.
As novas conclusões reduzem o leque de possibilidades. Se, nessa altura, a água intermédia estava a libertar gases mais intensamente, o carbono armazenado poderia ter escapado para camadas menos profundas, onde ocorrem trocas com a atmosfera.
Estudos anteriores sobre as águas de fundo antárticas sugerem um papel relacionado. Isso, por si só, não resolve o enigma do CO2.
No entanto, afasta algumas explicações possíveis e deixa um conjunto mais restrito de hipóteses para testar em estudos futuros, recorrendo a mais registos de sedimentos e a mais simulações climáticas.
As implicações para o futuro
A AMOC está atualmente a enfraquecer, e os mesmos mecanismos físicos que atuaram há 39 400 anos estão novamente em ação.
Se as águas intermédias antárticas reagirem hoje como reagiram então, os padrões de oxigénio, carbono e nutrientes poderão alterar-se substancialmente em grande parte do oceano.
Para as pescas, essas mudanças podem afetar zonas produtivas ao largo da América do Sul e de África, onde os nutrientes da camada intermédia alimentam a vida à superfície.
No que toca às previsões, os modelos que ignorarem a resposta do hemisfério sul às alterações no Atlântico deixarão escapar parte do quadro.
A equipa de Bergen demonstrou que a ligação é real, rápida e detetável por meios químicos. Os investigadores já não precisam de partir apenas dos modelos para pressupor a existência de uma interação de retroação entre a Antártida e o Atlântico.
O registo sedimentar confirma que o processo ocorreu no passado e que poderá voltar a ocorrer.
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