Como ciclones tropicais estão mudando o papel do oceano no ciclo do carbono

Há anos, a comunidade científica sabe que o oceano faz uma parte enorme do “trabalho” climático do planeta.

Ele absorve uma fatia considerável do dióxido de carbono, incorporando aproximadamente 20 a 30 por cento das emissões de CO2 causadas por humanos desde a era industrial.

Ao mesmo tempo, os ciclones tropicais estão entre os fenómenos mais violentos que ocorrem à superfície da Terra.

Essas tempestades revolvem o oceano superior, trazem água profunda para cima, arrefecem a superfície do mar e deixam alterações físicas persistentes que podem durar semanas.

O que sempre foi bem menos evidente é de que forma esses eventos influenciam o papel do oceano no ciclo do carbono.

Os ciclones tropicais ajudam o oceano a absorver carbono ou fazem com que ele devolva mais para a atmosfera?

Um estudo recente indica que a resposta está longe de ser linear - e que, além disso, pode estar a mudar.

Uma inversão de papel para os ciclones tropicais

A investigação foi conduzida por especialistas da Universidade Nacional de Tecnologia de Defesa (NUDT), da Academia Chinesa de Ciências, do Centro Nacional de Pesquisa Atmosférica da NSF e do Centro Helmholtz GEOMAR de Pesquisa Oceânica de Kiel.

O grupo reuniu um amplo conjunto de observações para criar um conjunto de dados diário, disponível globalmente, do fluxo de CO2 entre ar e mar.

Com essa base, foi possível acompanhar, ao longo do tempo, como os ciclones tropicais têm influenciado a troca de carbono entre oceano e atmosfera.

A conclusão principal é que, em geral, os ciclones tropicais tenderam a empurrar carbono do oceano para o ar.

No entanto, esse efeito vem a enfraquecer nas últimas décadas e, se o aquecimento prosseguir num cenário de altas emissões, o papel dessas tempestades pode acabar por se inverter.

Um sinal de carbono confuso

À primeira vista, o resultado parece um pouco contraintuitivo.

Os autores observaram que os ciclones tropicais, em média, provocam uma desgaseificação líquida de carbono do oceano. O motivo central é que os ventos intensos de um ciclone aumentam fortemente a transferência de CO2 do mar para a atmosfera.

Mas, em paralelo, ocorre outro mecanismo.

Depois da passagem de um ciclone tropical, é comum ficar uma esteira fria: uma área da superfície do mar arrefecida porque a tempestade misturou o oceano superior com muita intensidade.

Esse arrefecimento pode elevar a capacidade do oceano de absorver dióxido de carbono do ar, compensando parcialmente o CO2 que foi libertado.

Em outras palavras, os ciclones tropicais operam em duas direções ao mesmo tempo: facilitam a fuga de CO2 por causa dos ventos, mas também criam condições que, mais adiante, podem favorecer a absorção de carbono.

O novo estudo indica que, historicamente, o primeiro efeito geralmente predominou. Ainda assim, esse equilíbrio não permaneceu constante.

Por que o equilíbrio está a mudar

Um dos achados mais marcantes é que a desgaseificação de carbono impulsionada por ciclones parece estar em declínio.

No intervalo de 1993 a 1997, os ciclones tropicais responderam por cerca de 16 por cento do fluxo anual global de carbono associado a essas trocas relacionadas a tempestades.

Já entre 2016 a 2020, esse valor caiu para aproximadamente 4.5 por cento - uma mudança grande num período relativamente curto.

Segundo os investigadores, o aquecimento global é a explicação principal. À medida que o clima aquece, a superfície do oceano tende a aquecer mais depressa do que a água abaixo, reforçando o gradiente vertical de temperatura no oceano superior.

Isso é relevante porque, quando um ciclone tropical atinge um oceano mais estratificado, a tempestade pode gerar um arrefecimento de superfície mais intenso. E, quanto maior esse arrefecimento, mais fácil se torna o oceano absorver CO2 depois.

Assim, embora as tempestades ainda promovam a libertação de carbono por meio dos seus ventos violentos, o “efeito arrefecimento” que deixam para trás está a ganhar peso num mundo mais quente. É por isso que o sinal líquido de desgaseificação está a encolher.

Uma reversão pode estar a caminho

O estudo avança mais um passo e alerta que, com a continuidade de altas emissões humanas, os ciclones tropicais podem deixar de actuar como fonte líquida de libertação de carbono do oceano e passar a fazer o oposto.

De acordo com os autores, essa inversão poderia ocorrer em algum momento após cerca de 2035, caso as emissões antropogénicas de dióxido de carbono permaneçam elevadas.

À primeira vista, isso pode soar como uma boa notícia. Se os ciclones tropicais começarem a aumentar a absorção de carbono pelo oceano, em vez de intensificar a libertação, pode parecer que o oceano está a “ajudar” mais.

Mas os investigadores fazem questão de não enquadrar a situação dessa forma.

Mais carbono dentro do oceano

Mais carbono a entrar no oceano não some sem consequências. Isso altera a química da água do mar e agrava a acidificação oceânica, o que pode ser profundamente prejudicial para os ecossistemas marinhos.

Portanto, mesmo que as tempestades passem a conduzir uma maior absorção oceânica no total, isso não representaria uma vitória climática. Significaria pressão adicional sobre a vida no oceano.

Os autores destacam que uma mudança desse tipo pode intensificar alterações químicas na água do mar e contribuir para perda de habitat de espécies marinhas.

Finalmente, um quadro mais nítido

Uma das razões para essa questão ter permanecido em aberto por tanto tempo é que é difícil obter observações durante e após ciclones tropicais.

As tempestades são perigosas, as medições são escassas e a resposta do carbono no oceano não é algo que se consiga ver facilmente em tempo real com algumas leituras dispersas.

Isso dificultou estimar, com confiança, o efeito total dos ciclones tropicais sobre o ciclo global do carbono.

O novo estudo procura contornar esse obstáculo ao construir um conjunto de dados muito mais completo do fluxo de carbono entre ar e mar.

Com isso, os autores conseguiram estimar as contribuições associadas a ciclones em grandes bacias oceânicas e acompanhar como essas contribuições mudaram desde o início dos anos 1990.

Arrefecimento do oceano e balanço de carbono

A equipa concluiu que os ciclones tropicais contribuíram, em média, com cerca de 9 a 23 por cento da desgaseificação de carbono do oceano nas principais bacias desde 1993.

Ao mesmo tempo, constatou-se que essa participação caiu de forma acentuada, chegando a menos da metade dos níveis anteriores ao longo dos anos 2010.

Como os autores descrevem, quando a superfície aquece mais depressa do que as águas subsuperficiais, tempestades de igual intensidade produzem um arrefecimento mais forte na superfície.

Essas esteiras frias podem persistir por semanas (às vezes mais de um mês) e, durante esse período, o desequilíbrio de CO2 entre ar e mar pode aumentar, fortalecendo a “puxada” do oceano sobre o carbono.

Esse processo já é suficientemente forte para, no futuro, possivelmente superar a desgaseificação inicial impulsionada pelo vento.

Por que as emissões ainda importam

Talvez o ponto mais importante do estudo seja que o papel futuro dos ciclones tropicais depende muito do que as pessoas fizerem a seguir.

Se as emissões de carbono continuarem elevadas, a contribuição das tempestades para a absorção de carbono pelo oceano provavelmente ganhará força mais cedo, empurrando mais carbono para o mar e agravando os riscos de acidificação.

Se as emissões forem controladas rapidamente, essa transição ocorreria de forma mais lenta.

Implicações mais amplas do estudo

Os autores sugerem que, com mitigação imediata, a tendência de queda no fluxo de carbono impulsionado por ciclones provavelmente só se inverteria por volta dos anos 2040.

Ainda assim, pode levar até o fim do século para que a absorção de carbono pelo oceano associada a essas tempestades volte aos níveis actuais.

“o papel dos ciclones tropicais no ciclo global do carbono permaneceu obscuro por muito tempo, devido às observações escassas durante e após ciclones tropicais”, disse o coautor do estudo Zhanhong Ma.

“este trabalho fornece um conjunto de dados global sofisticado do fluxo de carbono entre ar e mar, permitindo explorar a contribuição dos ciclones tropicais no contexto do aquecimento global.”