Efeitos no presente, impactos para o futuro: o que a pesquisa científica na Antártica tem a dizer sobre as mudanças climáticas

Publicado originalmente em Jornal da UFRGS. Para acessar, clique aqui.

Ciência | Estudos têm como objetivo avaliar a complexidade e as interconexões de fenômenos, bem como reforçar a necessidade de atitudes práticas e políticas urgentes

*Foto: Ronaldo Bernardo, do Centro Polar e Climático da UFRGS segura um testemunho de gelo coletado no Glaciar Mertz (International Antarctic Coastal Circumnavigation Expedition – ICCE.
Photo/Video © Anderson Astor e Marcelo Curia)

Esta reportagem integra o Especial Antártica, que, até janeiro, trará reportagens que abordarão desde as pesquisas e o entendimento sobre as mudanças climáticas até o cotidiano e as curiosidades de uma tripulação que passará 60 dias em um navio quebra-gelo.

As mudanças climáticas são alterações de longo prazo nas temperaturas e nos padrões climáticos do planeta. Elas podem ter causas naturais, como as acarretadas por grandes erupções vulcânicas, ou humanas. Esse último fator tem sido preponderante: a ciência aponta que, cada vez mais, desde os anos 1800, a atividade humana tem intensificado as mudanças climáticas.

Relacionado à queima de combustíveis fósseis, ao desmatamento e ao crescimento urbano desorganizado, entre outros fatores, o aumento de 1,2ºC na temperatura média da superfície terrestre é destacado pela Organização das Nações Unidas (ONU) como o maior dos últimos 100 mil anos. Pesquisas mostram que as últimas quatro décadas foram mais quentes do que qualquer outra anterior a 1850, sendo que o período de 2011 a 2020 foi o de mais altas temperaturas já registradas.

“A humanidade se empenhou em causar essa mudança, principalmente ao longo dos últimos 120 a 150 anos. É algo que é muito mais lento para ser revertido do que foi para ser iniciado”, afirma a climatologista Venisse Schossler, professora do Instituto de Geociências da UFRGS e pesquisadora associada ao Instituto Nacional da Ciência e Tecnologia da Criosfera (INCT Criosfera) e ao Centro Polar e Climático (CPC/UFRGS). Juntamente com outros 60 pesquisadores de sete países, ela integra a equipe que realiza desde novembro de 2024 a expedição de circum-navegação costeira da Antártica.

A pesquisadora cita a queda acentuada na concentração de ozônio, conhecida por “buraco da camada de ozônio”, como exemplo da complexidade do processo de regeneração da atmosfera. Localizada na região estratosférica, a camada de ozônio responde pela absorção de 90% da radiação ultravioleta do tipo B (UV-B). A exposição a essa radiação é associada, em humanos, ao desenvolvimento de câncer de pele, supressão do sistema imunológico e envelhecimento precoce, além de poder causar danos à visão. Os raios UV-B também prejudicam os estágios iniciais do desenvolvimento de várias formas de vida, como os plânctons, base da cadeia alimentar aquática, provocando desequilíbrios ambientais.

O Protocolo de Montreal de 1987 determinou o fim da produção e do consumo das substâncias responsáveis pela destruição da camada de ozônio. Entre elas, os clorofluorcarbonos, ou CFCs, usados maciçamente como agentes de resfriamento e em recipientes de aerossóis. Os CFCs podem permanecer ativos na atmosfera de 80 a 100 anos após sua liberação. Então, como ressalta Venisse, mesmo com a proibição, a recuperação é lenta.

No caso do aquecimento global, a climatologista aponta que a diminuição das emissões de gases de efeito estufa é apenas o início e destaca que uma transição energética é urgente. “Nenhum climatologista é inculto ao ponto de dizer que ela tem de ser instantânea. Sabemos que é uma transição, ou seja, lentamente a sociedade tem de se encaminhar para o fim do uso de combustíveis fósseis”, reforça.

Um segundo ponto diz respeito à construção das cidades. O  atual modelo verticalizado faz com que se criem ilhas em que o calor se concentra e não consegue escapar. A cientista ainda reflete que a transição energética necessita de incentivos governamentais para ser adotada, como a diminuição de impostos sobre a tecnologia e os serviços de energia solar.

“Muitos países já estão nessa vanguarda, principalmente os europeus e a China. Eles já estão correndo nessa frente de transição e gerando empregos e tecnologias. Isso é importante para o mundo inteiro, mesmo para aqueles países em desenvolvimento que não contribuem tanto para emissão de gases de efeito estufa”

Venisse Schossler

Teleconexões climáticas

Venisse também integra o NOTOS – Laboratório de Climatologia, grupo do Centro Polar e Climático da UFRGS que estuda a relação das mudanças climáticas nas conexões entre a Antártica e os trópicos. Um dos objetivos do grupo é entender como alterações na circulação atmosférica do Hemisfério Sul têm afetado o Brasil e a América do Sul como um todo, com enfoque especial no estados da região sul brasileira.

“Rio Grande do Sul e Santa Catarina estão exatamente no limiar das entradas de massas de ar polar que vêm da Antártica e das massas de ar quente carregadas de umidade da região equatorial. Quando elas se encontram, temos a formação das piores tempestades, de ciclones e de eventos extremos”

Venisse Schossler

A pesquisadora chama a atenção para o fenômeno da teleconexão climática: a ligação entre eventos que acontecem em um lugar e influenciam outros que estão mais distantes. O cálculo dessas conexões se dá por meio de estatísticas geradas com base em dados atmosféricos e oceanográficos obtidos em sites especializados. Para que sejam comprovadas, a coleta local de amostras, como as de neve, é necessária. “Elas servem para interpretarmos os acontecimentos dos últimos anos, ou seja, como a neve precipita e prende bolhas que são amostras da atmosfera”, conta Venisse.

Os chamados “testemunhos de gelo de neve” estão sendo colhidos em 16 geleiras que têm se movimentado muito rápido e apresentam perda de massa de gelo. Eles serão derretidos para análise de água, gases e outros elementos. A partir disso é possível se identificar, por exemplo, conexões com massas de ar quente ou com fuligem das queimadas na Amazônia e no Cerrado. O material também servirá para compreender a forma como eventos como o El Niño estão influenciando o entorno do continente antártico e, por consequência, o resto do planeta. Será usado, ainda, para o entendimento das mudanças climáticas associadas ao aumento da temperatura, a emissão de dióxido de carbono (CO₂) e o buraco da camada de ozônio.

“Esses dados são fundamentais não apenas para a compreensão de eventos extremos no Conesul, mas para a previsão de períodos climáticos que afetam tão intensamente a agricultura e o curso dos nossos alimentos, por exemplo.  Essas conexões não são só climáticas, também são sociais e econômicas”

Venisse Schossler

Bomba biológica de carbono

Professor do departamento de Oceanografia da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE), Pedro Augusto Mendes de Castro Melo participa pela primeira vez da expedição. Ele é pesquisador do Projeto Mephysto, esforço conjunto entre 11 instituições, das quais quatro se localizam no Nordeste, uma no Sul e duas outras no Sudeste brasileiros. A cooperação envolve também duas instituições estadunidenses, uma japonesa e uma italiana.

O Mephysto tem como objetivo principal a investigação interdisciplinar dos processos físico-químicos e biológicos na estruturação do ecossistema planctônico e nos ciclos biogeoquímicos na Confluência Brasil-Malvinas (CBM), considerada um hotspot de diversidade fitoplanctônica. A pesquisa de Pedro está ligada à ecologia de plânctons, tanto os fito quanto os zoo. Fitoplânctons são microalgas que produzem energia por meio da retirada de CO₂ da atmosfera para a produção de oxigênio, processo denominado fotossíntese. “A estimativa é de que, a cada duas respiradas nossas, uma é com o oxigênio produzido pelo fitoplâncton”, relata o pesquisador.

Logo em sequência vem o zooplâncton, organismo que faz a ligação da energia produzida pelo fitoplâncton com os demais na cadeia trófica. Assim, observar como o zooplâncton se apresenta no entorno da Antártica e como se relaciona à questão das mudanças climáticas torna-se fundamental. O conceito de bomba biológica de carbono, ou seja, o sequestro e a retirada de carbono da atmosfera por meio de processos biológicos e sua transferência para as camadas profundas do oceano, é o ponto-chave para essa compreensão. Até 30% do excesso de carbono é retirado da atmosfera por esse processo. A participação do zooplâncton na bomba biológica de carbono se inicia no momento em que ele consome o fitoplâncton, utilizando parte da energia gerada pela fotossíntese.

Do tamanho de um grão de arroz, o zooplâncton é capaz de realizar grandes migrações, podendo percorrer até 500 mil metros em um dia. “É como se a gente fizesse uma prova do desafio Iron Man todos os dias”, compara Pedro. O pesquisador explica que, quando o zooplâncton migra, se alimenta do fitoplâncton que ocorre na camada do oceano que tem luz. Quando se desloca para águas mais profundas, leva consigo o carbono da superfície.

“Nosso papel é observar a composição da estrutura, se tem havido uma mudança e como essa relação do zoo com o fitoplâncton está acontecendo. Isso serve para entendermos como a bomba de carbono está funcionando e se está sendo afetada pelas mudanças climáticas”

Pedro Augusto Melo

Na expedição, o grupo de Pedro está coletando amostras de zooplâncton para estudar sua taxonomia e ecologia. Também realiza experimentos de herbivoria ou grazing, termo técnico que, em português, significa pastagem. “Vamos avaliar como está sendo essa interação, se esse processo está acontecendo de maneira ideal ou não, e como reflete a composição do fitoplâncton na taxa de herbivoria”, conta o pesquisador.

Outro estudo será o de mortalidade. A partir da aplicação de um pigmento é possível distinguir nas amostras a proporção de organismos vivos e mortos obtidos no momento da coleta. Com isso, se pode estimar a contribuição das carcaças para a bomba de carbono.

Pedro destaca que o plâncton é um excelente indicador de qualidade e de massa de água. Isso porque a temperatura é um fator crucial para a mudança de metabolismo e da taxa de crescimento da comunidade de plânctons. Quanto mais quente, mais estratificada fica coluna d’água, comprometendo a circulação de nutrientes. Com menos nutrientes, a taxa de crescimento do fitoplâncton se torna menor. Consequentemente, sustenta menos zooplânctons, impactando toda a cadeia trófica.

“O plâncton, de maneira geral, é um excelente indicador porque envolve uma grande diversidade. A gente sai de vírus e bactérias que fazem parte dele até organismos cordados, como peixes e larvas de peixes. Muitos desses organismos têm uma relação muito próxima com determinada condição de temperatura, de salinidade, de profundidade.  Assim, conseguimos entender um pouco do que está acontecendo no sistema ou até perceber uma mudança na comunidade a partir de qualquer alteração físico-química na água”

Pedro Augusto Melo

O pesquisador salienta que a corrente oceânica que desce do Brasil para a Antártida é quente e pobre em nutrientes. Já a que sobe das Malvinas é fria e rica em nutrientes. Quando elas se encontram, geram um ambiente de grande diversidade, com duas comunidades que se misturam em uma área chamada de hotspot de biodiversidade.

Como se trata de uma expedição costeira, a ideia dos quatro pesquisadores do Mephysto é acessar as zonas em que as principais interações estão acontecendo, já que o processo de degelo ou de formação do gelo e as formações de máscara d’água ocorrem, sobretudo, nessa região. Seu projeto se foca na Confluência Brasil-Malvinas e também na península antártica para entender como essas mudanças estão afetando tanto os eventos extremos, como a interrelação entre o ambiente físico-químico e os comportamentos biológicos.

“Em Pernambuco, por exemplo, temos um ambiente totalmente diferente. Temos rios chegando, água de chuva, poluição, cidades. Precisamos observar uma região oceânica o mais estável possível, como a da Antártica. Assim, o grande ganho desta expedição é conseguir olhar, avaliar essas comunidades planctônicas que estão ocorrendo justamente na faixa em que se tem uma maior intensificação desse processo”

Pedro Augusto Melo

Impacto das mudanças climáticas

Em entrevista à Rádio da Universidade em 2022, o coordenador da Expedição Antártica, Jefferson Simões, falou sobre os prejuízos que já estão sendo sentidos e alertou sobre os impactos que as mudanças climáticas podem causar no futuro. Simões citou processos que vêm acontecendo no limite entre o mar congelado e o oceano aberto e que decorrem da absorção do dióxido de carbono. Salientou a acidificação do oceano, que ameaça a formação de carapaças de diferentes formas de microrganismos, e o esforço de adaptação de muitas espécies a uma água que está ficando mais doce.

Simões relatou, ainda, que a parte mais ao norte da Antártica está se tornando mais verde. Com isso, algumas ilhas já apresentam expansão de campos de gramíneas, levando espécies de pinguins a migrar para o sul em busca da sobrevivência. Além disso, já ocorre a penetração no oceano austral de algumas espécies de peixes que não eram encontradas nesse ambiente. “A espécie do pinguim-imperador já é considerada ameaçada de extinção nos próximos 50 a 100 anos. Observam-se ainda mudanças na circulação atmosférica, com tendência a ventos mais fortes ao redor da Antártica”, comentou.

Conforme Simões, a consequência mais relevante é o aumento do nível do mar. “O gelo que está sobre o continente é o que interessa: com a perda de massa, há cenários até 2100 de aumento médio do nível do mar ao redor de 30cm até 90cm”, destacou. Para Simões, os dois casos representam a melhor e a pior hipótese. No entanto, não consideram algum comportamento não linear que possa ocorrer, ou seja, que o processo ocorra em maior velocidade devido à desestabilização da Antártica Ocidental, o que poderia levar a um aumento de alguns metros do nível do mar nos próximos 200 a 300 anos. Para ele, o desafio é fazer com que as nações cumpram o determinado pelo Acordo de Paris.

“[O Protocolo de] Kyoto já está ‘defunto’ há mais de 10 anos, e Paris corre esse risco. Se nada for feito, a taxa de mudança global do clima ultrapassará as respostas sociais, políticas e econômicas que facilitam a adaptação”

Jefferson Simões

Ele reforçou que, dependendo do grau das transformações, a sociedade humana e as outras espécies têm uma maior resiliência ao seu impacto. No entanto, é crucial que se siga o que foi negociado globalmente em nível político. Caso contrário, não há como resolver a situação. “Não podemos entrar num processo de negacionismo dessas mudanças. A Antártica, devido à sua sensibilidade ao clima, funciona como um aviso adiantado dessas mudanças que estão ocorrendo em escala global”, alertou.