A temperatura do mar e a acidificação dos oceanos subiram durante as últimas três décadas para níveis além do que é esperado devido apenas à variação natural, um novo estudo liderado por pesquisadores de Princeton descobriu. Enquanto isso, outros impactos das mudanças climáticas, tais como mudanças na atividade dos micróbios do oceano que regulam os ciclos de carbono e oxigênio da Terra, levará várias décadas a um século para aparecer. O relatório foi publicado em 19 de agosto online na revista Nature Mudança Climática .

O estudo analisou as mudanças físicas e químicas no oceano que estão associadas ao aumento do dióxido de carbono na atmosfera devido às atividades humanas. "Procuramos abordar uma questão científica importante:quando, por que e como mudanças importantes se tornarão detectáveis ​​acima das variações normais que esperamos ver no oceano global? ", disse Sarah Schlunegger, um pós-doutorado associado ao Programa em Ciências Atmosféricas e Oceânicas (AOS) da Universidade de Princeton.

O estudo confirma que os resultados vinculados diretamente à escalada do dióxido de carbono atmosférico já surgiram no registro de observação de 30 anos existente. Isso inclui o aquecimento da superfície do mar, acidificação e aumento na taxa na qual o oceano remove dióxido de carbono da atmosfera.

Em contraste, processos ligados indiretamente ao aumento do dióxido de carbono atmosférico por meio da modificação gradual do clima e da circulação dos oceanos levarão mais tempo, de três décadas a mais de um século. Isso inclui mudanças na mistura do oceano superior, fornecimento de nutrientes, e o ciclo do carbono nas plantas e animais marinhos.

"O que há de novo neste estudo é que ele fornece um prazo específico para quando as mudanças no oceano ocorrerão, "disse Jorge Sarmiento, o professor George J. Magee de Geociências e Engenharia Geológica, Emérito. "Algumas mudanças levarão muito tempo, enquanto outras já são detectáveis."

O oceano fornece um serviço climático ao planeta, absorvendo o excesso de calor e carbono da atmosfera, diminuindo assim o ritmo de aumento das temperaturas globais, Schlunegger disse. Este serviço, Contudo, vem com uma penalidade - ou seja, acidificação e aquecimento do oceano, que alteram a forma como o carbono circula pelo oceano e impacta os ecossistemas marinhos.

A acidificação e o aquecimento do oceano podem prejudicar os organismos marinhos microbianos que servem como base da teia alimentar marinha que alimenta a pesca e os recifes de coral, produzem oxigênio e contribuem para a redução da concentração atmosférica de dióxido de carbono.

O estudo teve como objetivo separar as mudanças oceânicas ligadas às mudanças climáticas causadas pelo homem daquelas devidas à variabilidade natural. As flutuações naturais do clima podem disfarçar as mudanças no oceano, portanto, os pesquisadores observaram quando as mudanças seriam tão dramáticas que se destacariam acima da variabilidade natural.

A pesquisa climática costuma ser dividida em duas categorias, modelagem e observações - aqueles cientistas que analisam observações da Terra real, e aqueles que usam modelos para prever quais mudanças virão. Este estudo aproveita as previsões feitas por modelos climáticos para informar os esforços de observação de quais mudanças são prováveis, e onde e quando procurá-los, Schlunegger disse.

Os pesquisadores conduziram uma modelagem que simula potenciais estados climáticos futuros que podem resultar de uma combinação de mudanças climáticas causadas pelo homem e acaso. Esses experimentos foram realizados com o Modelo do Sistema Terrestre, um modelo climático que tem um ciclo de carbono interativo, para que as mudanças no clima e no ciclo do carbono possam ser consideradas em conjunto.

O uso do modelo do sistema terrestre foi facilitado por John Dunne, que lidera as atividades de modelagem de carbono oceânico no Laboratório de Dinâmica de Fluidos Geofísicos da Administração Oceânica e Atmosférica Nacional (NOAA) em Princeton. A equipe de Princeton incluiu Richard Slater, modelador sênior do sistema terrestre em AOS; Keith Rodgers, um oceanógrafo pesquisador da AOS agora na Pusan ​​National University na Coréia do Sul; e Jorge Sarmiento, o professor George J. Magee de Geociências e Engenharia Geológica, Emérito. A equipe também incluiu Thomas Frölicher, professor da Universidade de Berna e ex-bolsista de pós-doutorado em Princeton, e Masao Ishii da Agência Meteorológica do Japão.

A descoberta de um atraso de 30 a 100 anos no surgimento dos efeitos sugere que os programas de observação do oceano devem ser mantidos por muitas décadas no futuro para monitorar efetivamente as mudanças que ocorrem no oceano. O estudo também indica que a detectabilidade de algumas mudanças no oceano se beneficiaria de melhorias na estratégia de amostragem observacional atual. Isso inclui olhar mais fundo no oceano para mudanças no fitoplâncton, e capturar as mudanças no verão e no inverno, em vez de apenas a média anual, para a troca oceano-atmosfera de dióxido de carbono.

"Nossos resultados indicam que muitos tipos de esforços de observação são essenciais para nossa compreensão de nosso planeta em mudança e nossa capacidade de detectar mudanças, "Schlunegger disse. Isso inclui séries temporais ou locais permanentes de medição contínua, bem como programas regionais de amostragem e plataformas globais de sensoriamento remoto.

O estudo, “Emergência de sinais antropogênicos no ciclo do carbono do oceano, "foi publicado em Nature Mudança Climática em 19 de agosto, 2019.