Como Bradley Markle explicou a variação de temperatura na Antártida com o efeito estufa

Em meados da década de 2010, Bradley Markle analisava registos de temperatura do fim da última era do gelo na Antártida quando esbarrou num detalhe que não fechava.

Em certas partes do continente, o aquecimento e o arrefecimento eram muito mais intensos do que noutras - mas exatamente no sentido oposto ao que a física adotada por toda a gente previa.

As áreas mais quentes oscilavam mais. Pela teoria dominante, deveriam oscilar menos.

Era o tipo de anomalia que não sai da cabeça de um cientista. Markle guardou a questão, concluiu o doutorado na Universidade de Washington e continuou a voltar ao tema mentalmente. Uma década depois, publicou a explicação.

O estudo apresenta um novo princípio para a variação de temperatura na Antártida. Ele atribui aquela “inversão” a algo que estava à vista: o efeito estufa, a atuar de forma mais subtil e mais relevante do que os modelos vinham a considerar.

Extremos de temperatura extraordinários

A Antártida é um lugar de extremos térmicos fora do comum. Num único continente, concentra cerca de metade de toda a amplitude de temperatura de superfície da Terra.

A diferença média de temperatura entre a costa antártica e o ponto mais frio do interior é aproximadamente a mesma que separa a costa de Abu Dhabi.

Ou seja: é uma região em que a temperatura muda muito, mesmo em distâncias relativamente curtas.

À medida que o planeta aquece, a Antártida aquece também - só que a taxas diferentes dependendo da área. Para descrever essa variação espacial, cientistas recorriam há muito a um princípio conhecido como resposta de Planck.

Por que o enquadramento antigo não funcionava

A lógica parecia simples: quando um local está mais quente, ele emite mais calor de volta para a atmosfera, o que tenderia a torná-lo menos sensível a aquecimentos adicionais.

Já as regiões mais frias, com menos energia para radiar, deveriam apresentar oscilações mais fortes.

Só que os registos em núcleos de gelo contavam outra história. Análises químicas do gelo antigo mostravam o contrário: as regiões mais quentes amplificavam mais as mudanças, e não menos.

Colegas sugeriram várias hipóteses - diferenças na espessura da camada de gelo, dinâmica do oceano, alterações no transporte atmosférico de calor. Markle continuou a olhar para os dados com a sensação de que nada disso chegava ao cerne do problema.

“Existia algo mais fundamental em ação, porque vimos essas relações com uma variedade de mecanismos de forçamento e ao longo de uma variedade de escalas de tempo”, afirmou Markle.

“O melhor preditor de quanta mudança de temperatura acontecia era a temperatura com que uma área começava.”

O efeito estufa

A intuição de Markle era que o vapor de água era a peça-chave. Ele é o gás de efeito estufa mais poderoso da atmosfera, e a sua concentração aumenta com a temperatura - mas essa relação não é linear.

Dentro do intervalo de temperaturas que existe na Antártida (de cerca de menos 60 graus no interior profundo a cerca de menos 20 perto da costa), a mesma alteração de temperatura provoca um efeito estufa progressivamente maior nas áreas mais quentes do que nas mais frias.

Por isso, as partes mais quentes da Antártida reagem de forma mais dramática a mudanças climáticas.

Não se trata de um mistério nem de uma anomalia: é o efeito estufa a fazer exatamente o que a física indica, apenas de um modo que os modelos não estavam a captar corretamente.

Construindo a evidência

Uma coisa é convencer-se de uma hipótese; outra é convencer a comunidade científica. Foram necessários anos de trabalho meticuloso para acumular evidências suficientes para publicar.

Markle e Steig primeiro aperfeiçoaram os métodos de análise de núcleos de gelo para gerar uma reconstrução detalhada das temperaturas de superfície da Antártida recuando 160,000 anos.

Depois, Markle comparou essa reconstrução com um modelo matemático fundamentado na sua teoria sobre o efeito estufa.

Em seguida, testou ambos contra uma simulação de um modelo atmosférico desenvolvido no Centro Nacional de Pesquisa Atmosférica.

Os três resultados apontavam para a mesma direção. O padrão existia, era consistente, e o efeito estufa era capaz de o explicar.

Uma ferramenta para compreender a camada de gelo

No caminho, a pesquisa trouxe um ganho inesperado. Markle percebeu que um desvio local específico em relação ao seu modelo baseado no efeito estufa podia ser explicado por mudanças na espessura da camada de gelo antártica.

Isso significava que, ao criar um modelo que incorpora variações de temperatura impulsionadas pelo efeito estufa, ele acabou - sem intenção inicial - por construir uma nova forma de reconstruir a espessura passada da camada de gelo ao longo de toda a extensão do registo de núcleos de gelo.

“Antes disto, as pessoas mais ou menos supunham que as diferenças entre aquecimento e arrefecimento na Antártida nessas escalas de tempo eram causadas pela própria camada de gelo”, disse Markle.

“Sabendo disso, agora conseguimos entender melhor o quanto a camada de gelo realmente mudou.”

A espessura da camada de gelo é crucial para projetar a subida do nível do mar. Ter um instrumento melhor para reconstruir como ela variou no passado dá aos cientistas uma base mais sólida para estimar como ela pode variar no futuro.

Implicações para além da Antártida

A Antártida é uma de apenas duas regiões na Terra - juntamente com o Ártico - que irradiam mais energia do que absorvem.

Ela funciona como uma espécie de válvula de calor do planeta, e compreender como responde ao aquecimento tem implicações para a modelagem climática global.

Markle diz estar realmente curioso para ver o que acontece quando a teoria for posta à prova por outros investigadores e incorporada em modelos climáticos mais abrangentes.

“Esse padrão aparece mesmo quando a mudança média de temperatura é grande”, disse ele. “Hoje, existem todas essas mudanças atmosféricas estranhas a ocorrer com o aquecimento, e eu estou muito curioso para ver se esse padrão subjacente se mantém ou é sobrepujado.”

Ele também enfatiza o valor de olhar muito para trás no tempo para compreender o presente. Núcleos de gelo registam sinais do clima que nenhum termómetro algum dia conseguirá captar.

Neste caso, um sinal preservado em gelo antártico com 160,000 anos revelou algo importante sobre o funcionamento da atmosfera hoje.

“Um motivo de eu gostar deste estudo é que ele representa o valor de olhar para o clima no passado. A maior parte da pesquisa em paleoclima é mais sobre história, mas isto é mais sobre um processo”, concluiu Markle.

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