O filme de desastre de 2004 "The Day After Tomorrow" retratou os efeitos cataclísmicos - supertempestades, tornados e congelamentos profundos - resultantes dos impactos das mudanças climáticas. No filme, o aquecimento global acelerou o derretimento do gelo polar, que interrompeu a circulação no Oceano Atlântico Norte, desencadeando mudanças violentas no clima. Os cientistas ridicularizaram os cenários terríveis do filme, mas afirmou que a mudança climática poderia de fato afetar a circulação oceânica - poderia interromper a Corrente do Golfo?

As muitas correntes oceânicas e sistemas de vento que movem o calor do equador para o norte em direção aos pólos e então transportam a água fria de volta para o equador constituem a circulação termohalina. (Thermo refere-se à temperatura, enquanto haline denota o conteúdo de sal; ambos os fatores determinam a densidade das águas do oceano.) É também chamado de Great Ocean Conveyor, um termo cunhado em 1987 por Wallace Broecker, Newberry Professor de Geologia do Departamento de Ciências Terrestres e Ambientais da Universidade de Columbia e cientista do Observatório Terrestre Lamont-Doherty. Broecker teorizou que as mudanças na circulação termohalina desencadearam mudanças dramáticas no Atlântico Norte durante a última idade do gelo.

Nas altas latitudes, a água fria na superfície do oceano fica mais salgada à medida que parte da água evapora e / ou o sal é ejetado na formação de gelo marinho. Porque a água mais fria e salgada é mais densa e, portanto, mais pesada, ele cai nas profundezas do oceano e se move ao longo das profundezas até que possa subir à superfície perto do equador, geralmente nos oceanos Pacífico e Índico. O calor do sol aquece a água fria na superfície, e a evaporação deixa a água mais salgada. A água salgada quente é então transportada para o norte; junta-se à Corrente do Golfo, uma grande e poderosa corrente oceânica que também é impulsionada pelos ventos. A água salgada quente viaja pela costa leste dos EUA, em seguida, atravessa a região do Atlântico Norte, onde libera calor e aquece a Europa Ocidental. Uma vez que a água libera seu calor e atinge o Atlântico Norte, fica muito frio e denso novamente, e afunda no oceano profundo. O ciclo continua. A circulação termohalina desempenha um papel fundamental na determinação do clima de diferentes regiões da Terra.

A Circulação de Virada Meridional do Atlântico, parte da circulação termohalina que inclui a Corrente do Golfo, é o sistema de circulação do oceano que transporta calor dos trópicos e do hemisfério sul para o norte até perdê-lo no norte do Atlântico Norte, Mares Nórdicos e Labrador, o que leva ao profundo afundamento das águas mais frias.

Como a circulação termohalina é impulsionada principalmente por diferenças na densidade da água, depende das águas frias e densas que afundam nos oceanos profundos. O aquecimento global pode afetar isso aquecendo as águas superficiais e derretendo o gelo que adiciona água doce à circulação, tornando as águas menos salinas; essa refrescância da água pode impedir que as águas frias afundem e, assim, alterar as correntes oceânicas.

À medida que o planeta aquece, cada vez mais água potável está entrando no sistema. Em 2016, a extensão do derretimento do gelo marinho na Groenlândia estabeleceu um novo recorde de baixa. Que pode, o Ártico perdeu cerca de 23, 600 milhas quadradas de gelo diariamente, em comparação com a perda média de longo prazo de 18, 000 milhas quadradas por dia. Um estudo de Marco Tedesco, um professor pesquisador em Lamont-Doherty com especialização na Groenlândia, e colegas sugeriram que uma redução na diferença de temperatura entre as regiões polares e temperadas (o Ártico está esquentando duas vezes mais rápido que o resto do planeta) puxou as correntes de ar da corrente de jato para o norte. O ar quente e úmido que carregava pairava sobre a Groenlândia, causando o derretimento do registro.

Até agora este ano, Tedesco disse, "O degelo na Groenlândia está dentro da média, mas ainda está acima da média do que acontecia há 20 anos ... O derretimento da neve da Sibéria também está derretendo mais cedo, tem havido mais água doce da Groenlândia, há mais água doce do gelo marinho no Oceano Ártico e mais água doce do norte do Canadá, que vem derretendo a uma taxa cada vez maior. Todos esses fatores estão apontando no sentido de aumentar a descarga de água doce na seção do Atlântico Norte do Ártico. É muito provável que tenha um impacto. "

Além de aquecer as temperaturas, acelerando o degelo da Groenlândia, a neve e o gelo estão sendo escurecidos pelo carbono negro, (reduzindo sua refletividade e aquecendo a neve), e algas e bactérias sopradas pelo vento que estão crescendo em buracos no gelo. "Mais atividade biológica implica superfícies mais escuras, o que, por sua vez, implica mais fusão, "disse Tedesco." Mas acho que ainda não há conhecimento suficiente para projetar adequadamente [quais poderiam ser os impactos] ... Sabemos que há um impacto e é importante quantificar esse impacto porque precisamos saber quais os processos de que precisamos considere fazer projeções adequadas. "

Um estudo de 2015 levantou a hipótese de que a água doce, que aumentou no Atlântico norte em mais de 4, 500 milhas cúbicas (19, 000 km3) entre 1961 e 1995, enfraqueceu a formação de águas profundas da Circulação de Virada Meridional do Atlântico, principalmente depois de 1975. A circulação diminuiu entre 15 e 20 por cento no século 20, uma anomalia sem precedentes no último milênio, o que sugere que não é devido à variabilidade natural. Os cientistas levantaram a hipótese de que isso poderia explicar o porquê, em 2014, uma mancha específica no meio do Atlântico Norte foi a mais fria já registrada desde 1880, enquanto as temperaturas globais em todos os outros lugares estavam aumentando. O estudo sugeriu que o resfriamento incomum dessa região pode ser devido a um enfraquecimento do transportador global que já está ocorrendo. (Parece ter feito uma recuperação parcial desde 1990.)

Michael Mann, Distinto Professor de Ciências Atmosféricas da Penn State University, um dos autores do estudo, observou que, se a Circulação de Virada Meridional do Atlântico entrar em colapso total nas próximas décadas, mudaria os padrões de circulação do oceano, influenciam a cadeia alimentar, e impactar negativamente as populações de peixes. Não voltaríamos a condições muito frias, Contudo, porque os oceanos absorveram muito calor.

Outro estudo de 2015 que modelou uma desaceleração hipotética ou colapso da Circulação de Virada Meridional do Atlântico concluiu que um colapso poderia resultar em resfriamento generalizado em todo o Atlântico Norte e na Europa (embora isso fosse um tanto mitigado pelo aquecimento global), aumento do gelo marinho no Atlântico Norte, mudanças nos padrões de precipitação tropical, tempestades mais fortes do Atlântico Norte, redução da precipitação e do fluxo do rio, bem como redução da produtividade das colheitas na Europa. Esses efeitos impactariam muitas regiões ao redor do globo.

Os níveis do mar também seriam afetados. Atualmente os níveis do mar estão mais baixos na costa leste dos EUA porque as águas a leste da Corrente do Golfo, mais perto da Europa, são mais quentes e expandem, então os níveis do mar são mais altos. Se a Corrente do Golfo estiver enfraquecida, o diferencial de temperatura entre os dois lados é reduzido, portanto, o nível do mar aumentará a oeste da Corrente do Golfo ao longo da costa leste dos EUA e do Atlântico Norte. Na verdade, os níveis do mar ao longo da costa e do Golfo do México estão subindo mais rápido do que em qualquer outra parte dos EUA, e alguns dados sugerem que é porque a Corrente do Golfo já começou a desacelerar. Outra pesquisa atribuiu um salto no aumento do nível do mar de Nova York para Newfoundland de 2009 a 2010 para a Circulação Meridional Virada do Atlântico desacelerando 30 por cento no mesmo período, bem como correntes de vento incomuns que empurraram as águas do oceano em direção à costa.

Nem todos os cientistas concordam que a circulação da inversão meridional do Atlântico está diminuindo ou que, se estiver, o fenômeno é causado pelo aquecimento global induzido pelo homem. Um estudo de 2016 sugeriu que, embora uma grande quantidade de água doce tenha sido descarregada da Groenlândia, é difícil rastrear o que acontece com ele por causa de redemoinhos e correntes. Esta pesquisa concluiu que a maior parte da água de degelo da Groenlândia se move para o sul, e o que resta da água doce não é suficiente para afetar a Circulação Meridional de Virada do Atlântico. Os cientistas reconheceram, Contudo, que o rápido degelo em curso da Groenlândia e o aumento da água doce podem eventualmente afetá-la.

O resultado final é que a circulação termohalina é um sistema muito complexo e os cientistas ainda não entendem todas as variáveis ​​envolvidas em seu funcionamento. Há um debate contínuo sobre por que a Circulação de Virada Meridional do Atlântico enfraqueceu e quanto se deve aos efeitos da atividade humana sobre o clima.

No passado da Terra, os cientistas viram evidências de grandes entradas de água doce no Atlântico Norte a partir do derretimento de geleiras e calotas polares, bem como mudanças na circulação termohalina durante as transições dentro e fora dos períodos glaciais. O aquecimento global pode causar um desligamento da circulação termohalina e subsequente resfriamento regional, mas porque a Terra continuará a aquecer como resultado das emissões de gases de efeito estufa, não produziria outra Idade do Gelo. Se a circulação termohalina for interrompida, o resfriamento provavelmente ocorreria apenas em regiões que atualmente são aquecidas pelo transportador oceânico. E mesmo que a circulação termohalina fosse interrompida, os ventos provavelmente ainda impulsionariam a Corrente do Golfo; Contudo, haveria menos água quente dos trópicos e a Corrente do Golfo poderia se tornar mais fria e não chegar tão ao norte.

O 5º relatório de avaliação do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas afirma:"... projeta-se que a Circulação de Virada Meridional do Atlântico enfraquecerá no próximo século em resposta ao aumento das emissões de gases de efeito estufa na atmosfera ... No geral, é provável que haja algum declínio na AMOC em 2050, mas décadas durante as quais os aumentos de AMOC também são esperados. "

De acordo com Broecker, embora as reorganizações da circulação oceânica estejam no cerne do que aconteceu no passado, não podemos dizer qual é a probabilidade de que o aquecimento devido aos gases de efeito estufa desencadeie outra mudança grande e abrupta. Mas se fosse ocorrer, as consequências seriam muito menos graves, uma vez que, no passado, grandes extensões existentes de gelo marinho foram participantes significativos no resfriamento do planeta. "O desligamento do transportador não é provável, "disse Broecker." Mas se aconteceu, seria dez vezes menos dramático e importante do que o que aconteceu durante o período glacial, quando causou uma mudança de temperatura de 10 ° C. "

“Estamos monitorando a força das águas profundas indo para o sul, "disse ele." E estamos encontrando grandes mudanças sazonais e mudanças interanuais ... É um sistema complicado e não podemos fazer previsões. "

“O importante é entender melhor o que está acontecendo, quando está acontecendo e quais serão as implicações potenciais, "disse Tedesco." Nossa prioridade é estimar melhor o comportamento do Ártico e suas conexões com a parte temperada do planeta no curto e longo prazo ... A questão não é se as coisas vão mudar, a questão é quão rápido e quando eles vão mudar, e quais são as mudanças que veremos. Existem mudanças na escala local que estão ocorrendo em um período de tempo muito mais curto, e mudanças de longo prazo que podem incluir a paralisação da circulação oceânica. Precisamos entender os processos para construir adequadamente os modelos [para fazer projeções]. "

Esta história é republicada por cortesia do Earth Institute, Columbia University:blogs.ei.columbia.edu.