Criosfera: quando os gigantes de gelo ainda nos protegem

O que é a criosfera?

Definição e composição da criosfera

A criosfera designa o conjunto das superfícies terrestres onde a água está no estado sólido. Gelo marinho, calotas glaciares, geleiras de vale, permafrost e neve sazonal: todos estes elementos constituem o que os climatologistas chamam o "refrigerador" do planeta. Longe de serem passivos, estes gigantes de gelo interagem permanentemente com a atmosfera e os oceanos. Formam um sistema de regulação de uma eficácia formidável, mas frágil. O seu desaparecimento acelerado, observado desde o início do século XX, é um dos sinais mais claros do desregulamento climático em curso.

O albedo, um escudo refletor

A função mais imediata da criosfera baseia-se no albedo. Este termo, do latim albus (branco), mede a capacidade de uma superfície refletir a radiação solar. Com um albedo típico entre 0,7 e 0,9, o gelo fresco e a neve devolvem ao espaço 70% a 90% da energia solar que recebem. Inversamente, o oceano escuro, com um albedo de cerca de 0,1, absorve 90% desta energia. Ao recuar, os gelos marinhos deixam lugar a uma água que capta o calor, aquecendo a região polar e acelerando o degelo. Este mecanismo autoalimentado tem um nome: a retroação albedo-temperatura.

O papel de regulador térmico e oceânico

A formação do gelo marinho e a rejeição de salmoura

Para além do simples efeito espelho, as calotas glaciares e o gelo marinho influenciam diretamente a circulação oceânica mundial. Este fenómeno, frequentemente desconhecido, é no entanto fundamental. A formação de gelo marinho expulsa o sal contido na água líquida, um processo chamado rejeição de salmoura (libertação de salmoura densa durante a congelação da água do mar). A água subjacente torna-se então mais fria e mais salgada, portanto mais densa. Esta água densa mergulha para as profundezas, iniciando o que os oceanógrafos chamam a circulação termohalina.

A circulação termohalina e o clima global

Este imenso tapete rolante oceânico redistribui o calor à escala planetária. Sem a formação de gelo no Atlântico Norte e em torno da Antártida, a circulação seria perturbada, com consequências importantes para o clima da Europa, da América do Norte e das regiões tropicais. Segundo as projeções atuais, o enfraquecimento desta bomba de densidade, provocado pelo degelo acelerado, poderá perturbar as grandes correntes marinhas já no final deste século XXI.

Quando os gigantes fundem: os impactos sobre o nível do mar

Gelo marinho e calotas terrestres: efeitos distintos

Uma das consequências mais tangíveis do degelo dos gigantes de gelo é a elevação do nível do mar. Mas atenção: nem todos os gelos são iguais. O gelo marinho, porque já flutua sobre a água, obedece ao princípio de Arquimedes. A sua fusão não eleva diretamente o nível dos oceanos. É o desaparecimento das calotas glaciares terrestres, como as da Gronelândia e da Antártida, que constitui o verdadeiro perigo.

Gronelândia, Antártida e satélites GRACE

A calota gronelandesa contém o equivalente a 7,4 metros de subida potencial do nível marinho. A calota antártica, muito mais vasta, contém cerca de 58 metros. Para medir estas mudanças infinitesimais mas globais, a ciência utiliza satélites como o GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment). Estes satélites medem as ínfimas variações do campo de gravidade terrestre, diretamente ligadas às transferências de massa, em particular ao degelo.

A tabela seguinte compara os principais reservatórios de gelo terrestre e a sua contribuição potencial para a elevação do nível do mar.

N.B.:
Uma gigatonelada (Gt) corresponde a mil milhões de toneladas. Representa o equivalente a um quilómetro cúbico de água. Os valores são provenientes dos relatórios do IPCC (2021-2023) e dos dados das missões GRACE.

Os arquivos climáticos: testemunhos de gelo para ler o passado

Bolhas de ar fósseis no gelo

Os gigantes de gelo são também arquivos naturais incomparáveis. Ao perfurar a calota gronelandesa ou antártica, os glaciologistas extraem testemunhos de gelo que contêm bolhas de ar aprisionadas há centenas de milhares de anos. A análise destas bolhas revela a composição passada da atmosfera, nomeadamente as concentrações de gases com efeito de estufa como o dióxido de carbono (CO₂) e o metano (CH₄).

Vostok e EPICA: 800 000 anos de história

Um dos resultados mais famosos provém da estação russa Vostok, na Antártida. Os testemunhos perfurados nos anos 1990 permitiram reconstruir a história climática ao longo de mais de 420 000 anos, cobrindo quatro ciclos glaciares-interglaciares. Estes dados mostraram uma estreita correlação entre as temperaturas, deduzidas da composição isotópica da água (\( \delta^{18}O \)), e os níveis de CO₂ e CH₄.

O projeto EPICA (European Project for Ice Coring in Antarctica) alargou o horizonte dos arquivos glaciares contínuos até 800 000 anos. O gelo mais profundo, perto do Domo C, fala-nos de um mundo onde a atmosfera nunca ultrapassou 280 ppm de CO₂. Ora, em 2026, ultrapassamos as 420 ppm, um valor sem equivalente há pelo menos 3 milhões de anos. Para recuar mais no tempo, os cientistas apoiam-se noutros arquivos (sedimentos marinhos, fósseis). Estes revelam que é preciso recuar cerca de 3 milhões de anos, ao Pliocénico Médio, para encontrar níveis de CO₂ tão elevados como os de hoje.

N.B.:
\( \delta^{18}O \) mede a variação da relação entre o isótopo pesado do oxigénio (¹⁸O) e o isótopo leve (¹⁶O) numa amostra de água (ou de gelo), em relação a um padrão internacional (geralmente a água do mar média, denotada SMOW por Standard Mean Ocean Water)

Os pontos de rutura: quando o sistema de regulação se descontrola

O que é um ponto de rutura?

Os climatologistas receiam a ativação de um ponto de rutura causado por uma bifurcação nos modelos matemáticos. É um limiar além do qual uma mudança se torna autoalimentada e irreversível (ponto de não retorno) à escala humana. A criosfera está no centro de vários destes mecanismos.

• O efeito de albedo no Ártico: o desaparecimento do gelo marinho estival (previsto antes de 2050) substituirá o gelo refletor por um oceano escuro, amplificando o aquecimento do Ártico em 20 a 40%. O Ártico já aquece três a quatro vezes mais rápido do que a média mundial, um fenómeno chamado amplificação ártica.
• O colapso das geleiras antárticas: a geleira Thwaites, apelidada de "geleira do Juízo Final", poderá desintegrar-se em algumas décadas a alguns séculos, libertando uma massa de gelo suficiente para elevar o nível do mar em 65 cm só por si. O seu colapso desestabilizaria depois toda a bacia da Antártida Ocidental, acrescentando vários metros.
• A libertação do permafrost: o degelo do solo permanentemente congelado (permafrost) liberta imensas quantidades de carbono e metano, criando uma retroação positiva temível. O permafrost do hemisfério norte contém cerca de 1 500 gigatoneladas de carbono, quase o dobro do que está atualmente presente na atmosfera.

Limiares críticos para a criosfera

A comunidade científica concorda num ponto: um aquecimento mantido entre +1,5 °C e +2,0 °C poderá ativar vários pontos de rutura da criosfera. Com uma trajetória atual de +2,7 °C até ao final do século, os gigantes de gelo entrariam num regime de degradação autoalimentada, cujas consequências se estenderiam por vários milénios.

Preservar os gigantes de gelo: um desafio para a humanidade

Uma mensagem vinda dos gelos

A criosfera envia-nos uma mensagem clara há várias décadas. Os testemunhos de gelo antárticos contêm a história do nosso planeta, mas também o aviso mais solene. Estes gigantes de gelo, que regularam o clima mundial durante milhões de anos, estão hoje enfraquecidos pela nossa atividade.

Agir nos próximos anos

O destino dos gigantes de gelo (calotas polares, geleiras, gelo marinho) depende diretamente das decisões que a humanidade vai tomar num futuro muito próximo (os próximos anos), e não num futuro distante.