Cientistas do clima vêm há anos a simular o enfraquecimento de uma corrente atlântica, e os resultados, repetidas vezes, apontaram para a mesma direção.
As águas profundas perto da Antártica também deveriam reagir, mas previsão não é sinónimo de prova.
Agora, uma equipa que analisou testemunhos de sedimentos ao largo da costa do Chile encontrou a evidência.
Sinais químicos preservados em conchas menores do que um grão de areia mostram que a resposta prevista aconteceu de forma rápida há 39,400 anos.
Pistas em conchas antigas
Pushpak Martin John Nadar, investigador de paleoclima na Universidade de Bergen (UiB), na Noruega, liderou a equipa.
O grupo analisou as “impressões digitais” químicas retidas em conchas minúsculas de microrganismos do fundo do mar chamados foraminíferos, formadas a partir da água que os rodeava.
Isótopos de carbono e de oxigénio são variantes químicas ligeiramente diferentes de cada elemento.
Esses isótopos ficam aprisionados nas conchas e permitem aos investigadores rastrear águas profundas de dezenas de milhares de anos atrás.
O testemunho estudado foi recolhido ao largo do Chile, numa zona em que fluxos do Oceano Antártico empurram águas para norte, em direção ao Pacífico.
O intervalo em que a equipa “aproximou o zoom” situa-se por volta de 39,400 anos atrás. Testemunhos de gelo da Gronelândia indicam que, nesse período, o Atlântico Norte ficou anormalmente frio e, muito provavelmente, enfraqueceu.
Como a circulação do Atlântico abranda
Os cientistas chamam a este circuito Circulação Meridional de Revolvimento do Atlântico (AMOC).
Água superficial quente e salgada desloca-se para norte, liberta calor para a atmosfera, afunda e depois retorna para sul em profundidade. Sem esse mecanismo, o balanço de calor do planeta seria diferente.
Quando esse circuito abranda, o efeito não se limita ao Atlântico Norte. Modelos indicam que uma AMOC mais fraca redistribui calor e nutrientes pelo oceano global de maneiras inesperadas.
Observações recentes confirmam que um declínio já está em curso. A equipa de Nadar quis saber se sedimentos antigos guardam marcas físicas dessa mudança a grandes distâncias do Atlântico.
Se guardarem, a desaceleração atual da AMOC pode já estar a remodelar a química do oceano muito para além do Atlântico.
Um sinal no Pacífico
Dentro dos testemunhos havia um registo claro. Por volta de 39,400 anos atrás, as águas de fundo ao largo do Chile aqueceram depressa, os níveis de oxigénio aumentaram de forma acentuada e os isótopos de carbono subiram.
As três mudanças ocorreram ao mesmo tempo. Esse tipo de sincronização é incomum em registos paleoclimáticos, em que as transformações tendem a acontecer de forma gradual.
Em conjunto, os sinais descrevem uma água que tinha estado recentemente na superfície.
Oceanógrafos chamam a isso ventilação reforçada: a água teria contactado há pouco a atmosfera, absorvendo oxigénio e perdendo nutrientes.
A massa de água em questão é a Água Intermediária Antártica, que se forma perto da Antártica e se espalha em direção aos trópicos a cerca de 800 metros (meia milha) abaixo da superfície.
Até este estudo, ninguém tinha ligado com tamanha precisão a resposta dessa massa de água a uma desaceleração no Atlântico.
A resposta química
O que mais se destacou foi um salto abrupto no oxigénio. Uma subida desse tipo ocorre quando água que esteve recentemente à superfície chega a maiores profundidades.
Os isótopos de carbono corroboraram a leitura. A assinatura química correspondia a água recém-circulada, e não ao sinal empobrecido típico de águas profundas estagnadas.
O ligeiro aquecimento das águas de fundo também coincidiu com o que os modelos climáticos preveem quando a AMOC abranda.
O calor que normalmente viajaria para norte pode, em vez disso, ter-se acumulado no Hemisfério Sul, empurrando mais calor para a camada intermediária.
Os nutrientes nessa camada também diminuíram. Essa queda provavelmente indica uma redistribuição mais ampla do “combustível” biológico pelas águas médias, alimentando ecossistemas de superfície a grandes distâncias.
Essa interpretação é consistente com trabalhos anteriores que descrevem o Oceano Antártico como a maior fonte de oxigénio do oceano profundo.
Camadas mais profundas e mais quentes
Em modelo após modelo, uma AMOC enfraquecida faz a termoclina - o limite entre as águas quentes de superfície e as águas frias em profundidade - descer no Pacífico.
Com o transporte de calor para norte a perder força, o aquecimento acumula-se a sul do equador. Os resultados de Nadar alinham-se com essa previsão e trazem evidência observacional.
Os sinais químicos nos testemunhos do Chile são exatamente o que se esperaria se a termoclina se aprofundasse e a camada logo abaixo da superfície passasse a incorporar água mais jovem, influenciada pela superfície.
Esse tipo de confirmação é raro em paleoclima. Os modelos projetam um desfecho, mas os registos reais de sedimentos nem sempre o validam.
Ao confrontar os modelos com o arquivo sedimentar, fica mais claro como o oceano global reage quando uma parte da sua circulação perde intensidade.
A peça em falta do carbono
Testemunhos de gelo mostram que o dióxido de carbono aumentou durante essas antigas desacelerações do Atlântico, e há décadas os cientistas discutem o motivo.
Algumas hipóteses apontam para as águas profundas do Pacífico, enquanto outras enfatizam uma ressurgência no Oceano Antártico perto da Antártica.
As novas evidências reduzem as possibilidades. Se a água intermediária ventilava com mais vigor naquele período, o carbono armazenado poderia ter escapado para camadas mais rasas, onde ocorre troca com a atmosfera.
Pesquisas anteriores sobre águas de fundo antárticas sugerem um papel relacionado. Isso, por si só, não resolve o enigma do CO2.
Mas elimina algumas explicações candidatas e deixa um conjunto menor para ser testado em estudos futuros, com mais registos sedimentares e mais simulações climáticas.
Implicações para o que vem pela frente
A AMOC está a enfraquecer neste momento, e as mesmas alavancas físicas de 39,400 anos atrás voltam a atuar.
Se as águas intermediárias antárticas reagirem hoje como reagiram então, os padrões de oxigénio, carbono e nutrientes em grande parte do oceano podem mudar de forma substancial.
Para a pesca, essas alterações podem influenciar zonas produtivas ao largo da América do Sul e de África, onde nutrientes da camada intermediária sustentam a vida na superfície.
Para a previsão, modelos que ignoram a resposta do Hemisfério Sul a mudanças no Atlântico deixam parte do quadro de fora.
A equipa de Bergen mostrou que a ligação é real, rápida e detetável quimicamente. Os investigadores já não precisam de assumir, apenas com base em modelos, que existe uma retroalimentação Antártica-Atlântico.
O registo sedimentar confirma que o processo já ocorreu antes - e que pode voltar a acontecer.
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