As chaves para entender as mudanças climáticas

A ciência já dispõe de meios para analisar o clima de eras passadas e como a natureza e o homem interferiram nesses padrões.

A história da raça humana deve muito às variações climáticas no passado. O conhecimento sobre o clima daquelas épocas é decisivo para entendermos como nos tornamos aquilo que somos. E não há dúvida de que nosso futuro será fortemente influenciado pelo clima.

Os cientistas que pesquisam o Sistema Terra têm noção da sua complexidade e dos seus constantes reajustes. Atualmente, pela primeira vez uma espécie – o Homo sapiens – tornou-se o principal agente de transformação desse sistema e dos padrões climáticos. Hoje entendemos melhor como essas transformações ocorrem, em escalas relevantes para as regiões e sociedades onde vivemos. Para isso, é preciso perceber a diferença entre a variabilidade natural e a antrópica, aquela relacionada à influência humana – uma diferença que, com o tempo, vai se tornar cada vez mais indistinta.

As questões apresentadas a seguir ilustram a contribuição das Ciências da Terra para o melhor conhecimento das mudanças climáticas.

O que se sabe dos padrões das alterações climáticas registradas ao longo dos últimos quatro ciclos glaciais?

Durante os 4,6 bilhões de anos da Terra, ocorreram diversos episódios de resfriamento e aquecimento climático. Desde a década de 1960 foi possível identificar vários avanços glaciais apenas nos últimos 2 milhões de anos. A mais recente era glacial (cujo apogeu foi há somente 21 mil anos), uma das mais intensas, cobriu de gelo as montanhas e vastas áreas do norte da Europa e da América do Norte.

Avanços recentes na leitura e na datação de registros obtidos nos oceanos, nas camadas de gelo polares e em formações de poeira e de fósseis na China Central revelam que os principais eventos climáticos afetaram toda a Terra ao mesmo tempo. A melhor explicação para isso são as variações da órbita terrestre em torno do Sol.

A atenção dos cientistas voltou-se recentemente para as causas do aumento e da redução da camada de gelo e para a descoberta de que houve muitos eventos rápidos e intensos (em escalas temporais de cem a mil anos). Esses eventos não podem estar ligados às variações orbitais, mas a outros processos do Sistema Terra.

Novos esforços têm sido direcionados para pesquisar as relações entre esses fenômenos. Por exemplo, como eventos que começam no Atlântico Norte parecem ter efeitos na Ásia Oriental? Como as mudanças em um sistema podem alterar a dinâmica de outros?

Cada glaciação está associada a um nível do mar muito inferior ao observado atualmente. Em alguns casos, vastas plataformas continentais ficaram expostas, tornando-se rotas de migração para plantas, animais e pessoas e obstruindo o fluxo d’água entre os oceanos Índico e Pacífico. Essas terras também contribuíram para o aumento da produção (natural) de gases causadores do efeito estufa. A interpretação dos vestígios arqueológicos e da disseminação da cultura humana deve levar em conta a história das variações do nível do mar.

Reconhecer os padrões comuns às glaciações mais recentes é essencial para compreendermos o funcionamento dos sistemas climáticos numa escala ampla e o desenvolvimento e a difusão das sociedades humanas.

Qual tem sido a variabilidade climática nos últimos mil anos?

Os climas variam em termos de temperatura, precipitação e freqüência de eventos extremos, como secas, tempestades e inundações. Esses fatores controlam a produtividade dos sistemas naturais e agrícolas, a freqüência dos incêndios florestais, a qualidade da água e os danos em bens e infra- estrutura.

Somos o principal agente de mudança dos padrões do clima

Uma observação cuidadosa dos registros climáticos a longo prazo é importante para as sociedades modernas porque fornece uma base para o conhecimento de tendências recentes e suas causas potenciais. O início do período Holoceno (há cerca de 10 mil anos) foi marcado por uma influência antrópica restrita nos sistemas climáticos. Foi também nesse período que se iniciou a agricultura. Há cerca de 5 mil ou 6 mil anos, os sistemas agrícolas difundiram-se pelo leste e oeste da Eurásia, e há 3 mil anos, vastas áreas do mundo já eram cultivadas. Os registros geológicos mostram que essas mudanças foram acompanhadas por desflorestamentos, incêndios, taxas de erosão maiores e pequenas obras de engenharia destinadas a reter ou tirar água em excesso dos solos.

A influência do homem sobre o clima tem favorecido a ocorrência de eventos extremos, como inundações (acima) e secas. Esses fatores controlam a produtividade dos sistemas agrícolas e a qualidade da água, e seu desequilíbrio pode levar a fome e a sede a comunidades inteiras (direita).

NESSA ÉPOCA, o homem se tornara uma forte influência nos processos da natureza em escalas regionais, embora não chegasse a interferir nas variações climáticas. A expansão da agricultura de várzea no Holoceno médio pode ter contribuído para a emissão de metano (gás-estufa), um pontochave para a influência humana na química atmosférica, mudando sua temperatura e capacidade de retenção de água.

Informações detalhadas desse passado recente podem ser obtidas pela análise de anéis de crescimento de árvores antigas, das camadas de gelo polares e de sedimentos em lagos. Todos esses registros permitem reconstituições precisas de mudanças climáticas.

As melhores reconstituições são as da temperatura média dos últimos mil anos nas zonas de latitude média a alta do Hemisfério Norte. Esses registros mostram temperaturas relativamente amenas durante o fim do século 11 e no século 12, bem como no início e no fim do século 14. Mas as temperaturas médias foram mais baixas que as atuais entre os séculos 14 e 19. Essas fases são conhecidas como o Período Medieval Quente e a Pequena Idade do Gelo. A história mostra que essas anomalias tiveram conseqüências expressivas nas sociedades. Nos períodos mais quentes, o cultivo do trigo ocorria mais ao norte, enquanto a produção de vinho acontecia o mais cedo possível. Na Pequena Idade do Gelo, os níveis de doença e a decadência agrícola em áreas marginais foram significativos. Em muitos casos, as diferenças de temperatura não excediam 0,2º C a 1º C em comparação com as verificadas no início do século 20. Essas pequenas variações e suas conseqüências deveriam ser uma evidência para quem acredita que a variação entre 1º C e 5º C prevista para os próximos 50 a 100 anos não trará alterações significativas.

O que causou essas mudanças? Alguns sugerem que a variação da energia solar está na base de certas tendências a longo prazo, mas o aquecimento recente não tem precedentes. Muitas dessas fontes têm mostrado que o clima caminha numa direção nunca vista nos últimos 10 mil anos. Alterações na energia emitida pelo Sol, na quantidade de cinzas e gases vulcânicos na atmosfera, assim como mudanças nas correntes oceânicas, têm sido invocadas para explicar algumas das tendências verificadas nesse período, mas nenhuma delas justifica as repentinas alterações nos últimos 50 anos. Acredita-se agora que os desflorestamentos, as edificações e as emissões de gases causados pelos humanos influenciam fortemente o aquecimento global.

Apesar disso, precisamos compreender a importância relativa do homem em face das influências naturais nos sistemas climáticos, a fim de perceber a origem das mudanças. A pesquisa sobre essas variações naturais, como o El Niño, deve ter prioridade máxima, pois ajudará a revelar os mecanismos que estão na base da ocorrência das mudanças climáticas, em escalas temporais relevantes para as sociedades humanas.

No passado, que impactos as mudanças climáticas tiveram nas sociedades?

Muitas civilizações desapareceram devido a uma variedade de razões, incluindo o clima. A seca pode ter sido a responsável pelo colapso da cultura harappa no noroeste da Índia, dos maias na América Central e dos hohokam no Arizona.

Em outros lugares, os problemas surgiram devido ao excesso de água. O fluxo máximo do rio Yang-Tsé, por exemplo, ocorre quando o escoamento proveniente do planalto tibetano coincide com as chuvas associadas às monções de verão. De vez em quando (com a periodicidade de alguns anos), ocorrem graves inundações que, embora depositem sedimentos ricos em nutrientes, causam perdas de vidas e afetam colheitas e propriedades.

A organização dos dados essenciais sobre as mudanças ambientais e a história das sociedades dará base a discussões sobre as novas tecnologias, as novas nações, e poderá ajudar na compreensão de alguns dos desentendimentos existentes entre povos no Oriente Médio, na África Oriental e em outros locais.

A emissão de gases-estufa, produzidos pela queima de combustíveis fósseis (acima), influencia fortemente o aquecimento global, alterando as condições de vida de hábitats como a Antártica (esquerda).

UM ANO INTERNACIONAL DEDICADO AO PLANETA

A União Internacional das Ciências Geológicas (IUGS), que representa cerca de 250 mil geocientistas de 117 países, proclamou um Ano Internacional do Planeta Terra 2007-2009 com o subtítulo “Ciências da Terra para a Sociedade”. Os propósitos salientam a relação entre a humanidade e o planeta, e demonstram quanto os geocientistas são importantes na criação de um futuro equilibrado e sustentável. Proclamado através da ONU, o Ano Internacional foi considerado atividade central pela Divisão das Ciências da Terra da Unesco. Ele também é apoiado por organizações congêneres da IUGS, como a União Internacional de Geodesia e Geofísica (IUGG) e a União Geográfica Internacional (IGU), além do Conselho Internacional para a Ciência (ICSU).

Segundo as diretrizes da ONU para a proclamação de anos internacionais, os assuntos elegíveis devem corresponder a uma “preocupação prioritária de direitos políticos, sociais, econômicos, culturais, humanitários ou humanos”, envolvendo “todos os países (ou a maioria deles), independentemente do sistema econômico e social”, e deve “contribuir para o desenvolvimento da cooperação internacional na resolução de problemas globais”, dando especial atenção aos temas que afetam os países em desenvolvimento.

Qual é o papel das atividades humanas no clima?

Sabemos que a atividade humana originou mudanças na química atmosférica e na cobertura vegetal, causando uma séria degradação da biodiversidade. Além disso, têm sido produzidos milhares de novas substâncias químicas sintéticas, cujo efeito na biosfera não é totalmente conhecido. Muitos sistemas lacustres, por exemplo, tornaram-se ácidos como conseqüência direta das emissões de gases industriais ao longo dos últimos 150 anos. A mudança dos ciclos biogeoquímicos origina reações complexas nos elementos- chave dos sistemas climáticos e, conseqüentemente, nas atividades econômicas e na qualidade da água e dos alimentos.

Uma das formas de monitorar a mudança do clima induzida pelo homem é estimar as emissões de gases-estufa resultantes da atividade humana. Conseguimos estimar esses valores, mas não conseguimos identificar os locais afetados por essas emissões. Estarão os gases concentrados nos solos e integrados na cobertura florestal? Terão os oceanos absorvido a maioria deles? Ou estarão todos esses fatores (ou ainda outros) envolvidos?

A contribuição relativa para o clima das mudanças na cobertura vegetal e na química da atmosfera ainda é pouco estudada. A pesquisa nessa área deve priorizar o estudo de processos biológicos, de ciência do solo e oceanográficos.

Qual é o papel dos modelos de previsão climática e como avaliar seu sucesso?

Os modelos de simulação parecem ser o caminho a seguir para a previsão climática. Eles usam equações matemáticas para descrever o mundo físico e as reações dinâmicas entre oceanos, atmosfera e a cobertura vegetal. Os resultados desses modelos estão condicionados pelo nosso conhecimento sobre os sistemas da Terra, pela capacidade de representação da realidade, pelas operações matemáticas e pela capacidade de informática necessária para os cálculos. Atualmente, utilizam-se mais de 25 modelos de simulação global, os quais geram freqüentemente resultados que variam em grau menor ou maior. Isso reflete as dificuldades de integrar os elementos físicos de modo significativo e a vulnerabilidade de muitos elementos do sistema quando pequenas alterações podem ser muito ampliadas, como demonstra o registro geológico.

Nos últimos tempos, foram desenvolvidos sistemas integrados que associam modelos climáticos, econômicos, demográficos, de emissão de poluentes, agrícolas e de ecossistemas. Os melhores sistemas permitem interações entre os módulos, de modo que mudanças numa parte do sistema podem obter reações dinâmicas dos outros subsistemas.

É preciso criar um sistema independente de avaliação que identifique os melhores modelos e as soluções para aprimorá-los. As prioridades na pesquisa devem incluir a coleta de melhores dados e com maior cobertura geográfica.

Os geocientistas têm um currículo notável no estudo de climas do passado e dos sistemas da Terra, e, muitas vezes, das relações entre ambos. Parte de seu programa de pesquisa pode se concentrar na identificação de como vários cenários, dos quais depende a sobrevivência das pessoas, irão repercutir nesses sistemas. Uma boa liderança levará a decisões fundamentadas e a um planejamento prudente.

Autores: John Dodson (University of Western Australia), com Keith Alverson (IGBP PAGES), Yuan Daoxian (Karst Dynamics Laboratory, Guilin, Chinese Academy of Geological Sciences), Jens Wiegand (University of Würzburg), Wyss Yim (University of Hong Kong), Ted Nield (Geological Society of London).

PARA SABER MAIS

Site: www.yearofplanetearth.org