Há cerca de 12.000 anos, no final da última glaciação, um imenso lago de água doce formou-se no coração do continente norte-americano: o Lago Agassiz. Sua origem está diretamente relacionada ao degelo progressivo da Calota Glacial Laurentina. Em seu auge, este lago cobria até 440.000 km², uma superfície superior à do atual Mar Negro.
O esvaziamento do lago Agassiz, há 8200 anos, teria liberado até 150.000 km³ de água doce no Atlântico Norte. Para ilustrar este volume, equivale a cerca de 60 milhões de piscinas olímpicas ou quase metade do volume do Mar Mediterrâneo. Esta massa de água alterou a salinidade e a densidade do oceano, afetando a circulação termoalina.
O Fenômeno de Jökulhlaup designa uma liberação brusca de água devido à ruptura de uma barragem glacial. No caso do lago Agassiz, é um dos maiores da história geológica recente. A água teria descido através do Vale do São Lourenço ou da Baía de Hudson, perturbando o equilíbrio oceânico mundial.
Este despejo maciço e repentino de água doce causou uma desaceleração na circulação meridional de retorno atlântica (AMOC). Este fenômeno gerou o evento climático que resfriou a Terra há 8.200 anos.
Hoje, as regiões onde o lago Agassiz existia são compostas principalmente pelas pradarias canadenses e os estados do Meio-Oeste dos Estados Unidos. As marcas geológicas da drenagem são visíveis em cânions, depressões e linhas de costa fossilizadas, que testemunham essa antiga extensão de água.
Os núcleos de gelo da Groenlândia testemunham esta queda brusca das temperaturas através da análise dos isótopos de oxigênio (δ18O). Os sedimentos marinhos confirmam o aporte maciço de água doce através de mudanças isotópicas e a presença de partículas detríticas glaciais.
O símbolo δ18O denota a relação isotópica do oxigênio 18 em relação ao oxigênio 16 em uma amostra (gelo, água, sedimento, etc.), em comparação com um padrão de referência. É expresso em partes por mil e permite analisar as variações climáticas passadas. Nos núcleos de gelo, um δ18O mais baixo indica um resfriamento: durante os períodos glaciais, o vapor de água enriquecido em O 16 precipita na forma de neve, deixando os oceanos enriquecidos em O 18.
O esvaziamento repentino do lago Agassiz ilustra um fenômeno de Bifurcação Física, no sentido dos sistemas dinâmicos não lineares. Neste contexto, uma bifurcação corresponde a uma mudança de regime abrupta do sistema hidrológico, induzida pelo alcance de um limiar crítico. Ao acumular volumes crescentes de água de degelo glacial, o lago exercia uma pressão crescente sobre as barreiras naturais, incluindo diques morrénicos ou calotas residuais.
Durante milhares de anos, nada acontecia; o gelo formava uma barragem natural que retinha as águas de degelo acumuladas no lago Agassiz. Mas sob o efeito combinado do aquecimento progressivo do Holoceno e do aumento do nível do mar, esta estrutura de gelo perdeu lentamente a estabilidade. Até o momento em que uma fragilidade estrutural ou um aumento súbito do nível da água provocou uma bifurcação.
Quando a pressão hidrostática superou a resistência dessas estruturas, ocorreu uma instabilidade que levou a uma ruptura catastrófica. O sistema passou então de um estado metastável (lago confinado) para um estado dinâmico irreversível (drenagem maciça), em um processo análogo a uma transição de fase. Esta bifurcação mobilizou vários milhares de quilômetros cúbicos de água doce em poucos meses ou anos, desencadeando um forçamento abrupto na circulação oceânica do Atlântico Norte.
A catástrofe do lago Agassiz é um alerta climático. A ruptura da barragem glacial que retinha o lago Agassiz ilustra uma bifurcação física: uma mudança brusca e irreversível desencadeada pelo alcance de um limiar crítico em um sistema lentamente constrito. Esta dinâmica não linear, típica de sistemas complexos, é particularmente preocupante hoje.
Assim como os eventos climáticos passados, o aquecimento global atual poderia causar uma bifurcação imprevisível, dados os múltiplos e interconectados fatores em jogo. Como antes, a ultrapassagem de um limiar poderia reorganizar o sistema climático global em poucas décadas. Esses pontos de inflexão passados nos ajudam a imaginar melhor as futuras instabilidades em um clima cada vez mais constrito pelas atividades humanas.