Mudança climática está intensificando extremos também nos oceanos

Um estudo conduzido pela ETH Zurich usa modelos para mostrar pela primeira vez que ondas de calor marinhas e extremos com alta acidez ou baixo oxigênio também podem ocorrer conjuntamente – com consequências difíceis de prever para a vida marinha.

A mudança climática antropogênica está se tornando cada vez mais perceptível, na Suíça, mais recentemente, durante o verão de 2021, que foi marcado por fortes chuvas e inundações. Há muito se sabe que o aquecimento global está causando não apenas ondas de calor mais longas e intensas, mas também, dependendo da região, secas, chuvas e tempestades mais severas. Além disso, esses tipos de eventos climáticos extremos ocorrem cada vez mais em combinação, combinando-se mutuamente.

No entanto, existem poucas pesquisas sobre como os eventos extremos se desenvolvem nos oceanos do mundo. Começando no início dos anos 2000, os primeiros estudos científicos apontaram a importância das ondas de calor marinhas e seu impacto nos ecossistemas. Um alerta veio em 2011 na forma de uma onda de calor marinha persistente na costa oeste da Austrália, que destruiu as florestas de algas ricas em espécies lá.

Provavelmente, o exemplo mais proeminente de uma onda de calor marinha é o “Blob”, como é conhecido – uma bolha gigante de água quente que se espalhou no nordeste do Oceano Pacífico e ao longo da costa oeste dos Estados Unidos do Alasca ao equador de 2013 a 2015. É matou milhões de pássaros marinhos, peixes e outras criaturas.

Pesquisadores da ETH Zurich, da University of Bern e da University of Tasmania usaram um modelo oceânico de alta resolução para analisar esse evento climático extremo de uma nova perspectiva. Liderada por Nicolas Gruber, Professor de Física Ambiental da ETH Zurich, a equipe internacional concluiu que não foram apenas as altas temperaturas da água que causaram a morte em massa, mas provavelmente uma combinação de eventos extremos que ocorreram simultaneamente.

Uma combinação de eventos extremos é particularmente perigosa

Os pesquisadores usaram seu modelo para reconstruir o desenvolvimento do Blob ao longo do tempo e, ao fazer isso, eles analisaram pela primeira vez a combinação de temperatura, acidez e concentração de oxigênio na água do oceano. Suas simulações mostram que, no pico da onda de calor em julho de 2015, extremos de acidez e baixo teor de oxigênio também se espalharam amplamente por toda a região afetada no nordeste do Pacífico.

A partir disso, os pesquisadores da ETH concluíram que o que ocorreu nas costas de Oregon, Washington e British Columbia não foi apenas uma onda de calor, mas um evento extremo composto. “Quando a vida marinha é confrontada com vários estressores ao mesmo tempo, ela tem dificuldade para se aclimatar”, diz Gruber. “Para uma espécie de peixe que já vive no limite superior de sua faixa de temperatura ideal, uma deficiência de oxigênio adicional pode significar a morte.”

É por isso que, em seu estudo – que acaba de ser publicado na revista Nature – os pesquisadores apelaram à comunidade científica para prestar mais atenção aos eventos extremos compostos no oceano. “Para avaliar os riscos desse tipo de evento, precisamos estudar com urgência a cadeia de diferentes fatores ambientais que levam a esses extremos mais de perto – e não apenas em regiões individuais, mas também em nível global”, diz Gruber.

Distribuição global analisada pela primeira vez

Os autores deste estudo já deram um primeiro passo nessa direção. Além do Blob, eles usaram um modelo climático global para investigar onde e com que frequência eventos extremos – separados em ondas de calor e situações envolvendo acidez anormalmente alta e baixo oxigênio – ocorrem e quão severos são.

Para demonstrar o impacto das mudanças climáticas, os pesquisadores simularam os eventos extremos para o período de 1861 a 2020 e compararam a situação atual com a época pré-industrial. Os resultados falam por si: globalmente, o número de dias quentes na superfície do oceano a cada ano aumentou dez vezes, de cerca de 4 para 40 dias. O número de dias em que as profundezas do oceano são caracterizadas por oxigênio anormalmente baixo aumentou cinco vezes.

No que diz respeito aos extremos de acidez, a situação é ainda mais grave. Comparado com os tempos pré-industriais, o que agora se estabeleceu é quase uma situação extrema permanente. “Isso mostra o quanto a mudança climática já avançou no oceano”, diz Thomas Frölicher, professor da Universidade de Berna e coautor do estudo.

Os pesquisadores também mostram em um mapa-múndi quais regiões oceânicas observam os eventos extremos mais intensos – tanto na superfície do oceano quanto 200 metros abaixo dele. A resolução espacial desses eventos dentro da coluna de água é importante porque limita ainda mais as possibilidades de fuga da vida marinha afetada, como destacam os autores do estudo.

Onde ocorrem os eventos extremos mais graves

Como mostram as simulações, as ondas de calor mais severas (vermelhas) na superfície do oceano ocorrem em altas latitudes e no Pacífico oriental próximo ao equador. As ondas de calor marinhas nos trópicos são fortemente impulsionadas pelo efeito El Niño, que resulta em condições excepcionalmente quentes no Pacífico oriental em intervalos irregulares.

Os eventos de acidez oceânica (azul) têm uma distribuição semelhante, mas são muito mais pronunciados no norte do Pacífico do que no norte do Atlântico. Isso tem a ver com o fato de que a água do Pacífico tem um valor de pH mais baixo e, portanto, uma capacidade tampão reduzida, o que torna a água do mar mais sensível às mudanças.

A profundidades de 200 metros, os eventos extremos concentram-se principalmente nos trópicos. Os níveis anormalmente baixos de oxigênio (verde) em águas profundas são intensificados pelas altas temperaturas da água na superfície do oceano, pois isso reduz a troca entre as camadas de água. Além disso, uma tendência para extremos de acidez alta (azul) no Pacífico norte se revelou também na profundidade.

Ainda sabemos muito pouco sobre as comunidades de espécies marinhas

Os pesquisadores não podem avaliar as consequências ecológicas de eventos extremos em detalhes, mas uma coisa é certa: em comparação com as mudanças climáticas, que progridem lentamente, o efeito dos extremos na vida dos oceanos é geralmente mais forte. A ocorrência repentina de mudanças ambientais torna muitos tipos de estratégias de adaptação impossíveis.

As simulações do modelo atual podem replicar a resposta desses ecossistemas a extremos apenas em uma extensão limitada – eles ainda não podem fazer justiça à complexidade dos processos biológicos e ecológicos. “Por exemplo, nossos modelos ainda são extremamente limitados em sua capacidade de distinguir entre diferentes grupos de algas e zooplâncton”, diz Meike Vogt, pesquisador sênior do grupo de Gruber. Mas essa diferenciação é importante, pois as diferentes espécies diferem muito em sua capacidade de resistir a extremos.

“Sabemos pelas florestas suíças que as faias são menos tolerantes à seca do que, por exemplo, os pinheiros”, diz Gruber. Em contraste, muito pouco se sabe atualmente sobre os ecossistemas marinhos. “Falta-nos um amplo conhecimento da estrutura e função do ecossistema nas várias regiões oceânicas. Somente quando tivermos essa base, seremos capazes de determinar o impacto das mudanças climáticas e dos extremos”, diz Vogt.

Mas não há dúvida sobre isso: se a mudança climática continuar, os eventos extremos aumentarão – individualmente e em combinação com outros. Uma melhor base de dados e um extenso trabalho de pesquisa abririam o caminho para ações mais adequadas para proteger o oceano. “Assim como já existem áreas protegidas internacionais em alto mar, poderíamos, por exemplo, estabelecer uma proibição de pesca para proteger áreas afetadas por eventos extremos”, diz Gruber. Isso já foi feito no caso do Blob. No entanto, uma proibição de pesca por si só dificilmente será suficiente; medidas adicionais são necessárias com urgência, enfatiza o professor da ETH. “O tempo é curto!” (ecodebate)