Floresta boreal perto do Lago Baikal, na Rússia. Três milhões de anos atrás, essas florestas se estendiam por centenas de quilômetros ao norte do que alcançam hoje. Crédito:Christophe Meneboeuf / Wikipedia, CC BY-SA
Todo ano, a cobertura de gelo do mar no Oceano Ártico diminui a um ponto baixo em meados de setembro. Este ano, ele mede apenas 1,44 milhão de milhas quadradas (3,74 milhões de quilômetros quadrados) - o segundo menor valor em 42 anos desde que os satélites começaram a fazer medições. O gelo hoje cobre apenas 50% da área que cobria há 40 anos no final do verão.
A extensão mínima de gelo deste ano é a mais baixa no registro de satélite de 42 anos, exceto em 2012, reforçando uma tendência de queda de longo prazo na cobertura de gelo do Ártico. Cada uma das últimas quatro décadas teve em média sucessivamente menos gelo marinho no verão. Crédito:NSIDC 
Como o Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas mostrou, os níveis de dióxido de carbono na atmosfera são mais altos do que em qualquer época da história humana. A última vez que o CO atmosférico 2 as concentrações atingiram o nível de hoje - cerca de 412 partes por milhão - foi de 3 milhões de anos atrás, durante a época do Plioceno.
Como geocientistas que estudam a evolução do clima da Terra e como ele cria condições para a vida, vemos a evolução das condições no Ártico como um indicador de como as mudanças climáticas podem transformar o planeta. Se as emissões globais de gases de efeito estufa continuarem a aumentar, eles poderiam devolver a Terra às condições do Plioceno, com o nível do mar mais alto, padrões climáticos alterados e condições alteradas no mundo natural e nas sociedades humanas.
O Ártico Plioceno
Somos parte de uma equipe de cientistas que analisou núcleos de sedimentos do Lago El'gygytgyn no nordeste da Rússia em 2013 para compreender o clima do Ártico sob níveis mais elevados de dióxido de carbono na atmosfera. O pólen fóssil preservado nesses núcleos mostra que o Ártico do Plioceno era muito diferente de seu estado atual.
Hoje, o Ártico é uma planície sem árvores, com apenas uma esparsa vegetação de tundra, como gramíneas, juncos e algumas plantas com flores. Em contraste, os núcleos de sedimentos russos continham pólen de árvores como o larício, abeto, abeto e cicuta. Isso mostra que as florestas boreais, que hoje termina centenas de quilômetros mais ao sul e a oeste na Rússia e no Círculo Polar Ártico no Alasca, uma vez alcançou todo o caminho até o Oceano Ártico, atravessando grande parte do Ártico da Rússia e da América do Norte.
Porque o Ártico era muito mais quente no Plioceno, o manto de gelo da Groenlândia não existia. Pequenas geleiras ao longo da montanhosa costa leste da Groenlândia estavam entre os poucos lugares com gelo o ano todo no Ártico. A Terra do Plioceno tinha gelo apenas em uma extremidade - na Antártica - e esse gelo era menos extenso e mais suscetível ao derretimento.
O efeito estufa leva a aumentos nas temperaturas da superfície e, em alguns lugares, chuva. Juntos, eles aceleram o desgaste das rochas de silicato. A meteorização mais rápida, por sua vez, remove mais CO2 da atmosfera (seta amarela). A força do Efeito Estufa depende dos níveis atmosféricos de CO2. Crédito:Gretashum / Wikipedia
Como os oceanos estavam mais quentes e não havia grandes mantos de gelo no hemisfério norte, o nível do mar estava de 9 a 15 metros mais alto em todo o mundo do que hoje. Os litorais ficavam distantes de suas localizações atuais. As áreas que agora são o Vale Central da Califórnia, a Península da Flórida e a Costa do Golfo estavam todas submersas. Assim como a terra onde grandes cidades costeiras, como Nova York, Miami, Los Angeles, Houston e Seattle estão de pé.
Invernos mais quentes no que hoje é a redução de neve acumulada no oeste dos EUA, que hoje abastece grande parte da água da região. O Meio-Oeste e as Grandes Planícies de hoje eram tão mais quentes e secos que seria impossível plantar milho ou trigo ali.
Por que havia tanto CO 2 no Plioceno?
Como CO 2 as concentrações durante o Plioceno atingem níveis semelhantes aos de hoje? Os humanos não apareceriam na Terra por pelo menos mais um milhão de anos, e nosso uso de combustíveis fósseis é ainda mais recente. A resposta é que alguns processos naturais que ocorreram na Terra ao longo de sua história liberam CO 2 para a atmosfera, enquanto outros o consomem. O principal sistema que mantém essas dinâmicas em equilíbrio e controla o clima da Terra é um termostato global natural, regulado por rochas que reagem quimicamente com CO 2 e retire-o da atmosfera.
Em solos, certas rochas continuamente se quebram em novos materiais em reações que consomem CO 2 . Essas reações tendem a se acelerar quando as temperaturas e as chuvas são mais altas - exatamente as condições climáticas que ocorrem quando as concentrações atmosféricas de gases de efeito estufa aumentam.
Mas esse termostato tem um controle embutido. Quando CO 2 e as temperaturas aumentam e o desgaste das rochas acelera, puxa mais CO 2 da atmosfera. Se CO 2 começa a cair, as temperaturas esfriam e o desgaste das rochas diminui globalmente, puxando menos CO 2 .
As reações de intemperismo das rochas também podem funcionar mais rápido onde o solo contém muitas superfícies minerais recém-expostas. Os exemplos incluem áreas com alta erosão ou períodos em que os processos tectônicos da Terra empurraram a terra para cima, criando grandes cadeias de montanhas com encostas íngremes.
O termostato de intemperismo de rochas opera em um ritmo geologicamente lento. Por exemplo, no final da Era dos Dinossauros, há cerca de 65 milhões de anos, cientistas estimam que o CO atmosférico 2 os níveis estavam entre 2, 000 e 4, 000 partes por milhão. Demorou mais de 50 milhões de anos para reduzi-los naturalmente para cerca de 400 partes por milhão no Plioceno.
Porque as mudanças naturais no CO 2 os níveis aconteceram muito lentamente, as mudanças cíclicas no sistema climático da Terra também foram muito lentas. Os ecossistemas tiveram milhões de anos para se adaptar, ajustar e responder lentamente às mudanças de clima.
Um futuro semelhante ao Plioceno?
Hoje as atividades humanas estão sobrecarregando os processos naturais que puxam o CO 2 fora da atmosfera. No início da Era Industrial em 1750, CO atmosférico 2 ficou em cerca de 280 partes por milhão. Os humanos demoraram apenas 200 anos para reverter completamente a trajetória iniciada 50 milhões de anos atrás e retornar o planeta ao CO 2 níveis não experimentados há milhões de anos.
A maior parte dessa mudança aconteceu desde a Segunda Guerra Mundial. Aumentos anuais de 2-3 partes por milhão agora são comuns. E em resposta, a Terra está se aquecendo em um ritmo acelerado. Desde aproximadamente 1880, o planeta aqueceu 1 grau Celsius (2 graus Fahrenheit) - muitas vezes mais rápido do que qualquer episódio de aquecimento nos últimos 65 milhões de anos da história da Terra.
No Ártico, perdas de neve reflexiva e cobertura de gelo amplificaram esse aquecimento para +5 C (9 F). Como resultado, No verão, a cobertura do gelo marinho do Ártico está diminuindo cada vez mais. Cientistas projetam que o Ártico estará completamente sem gelo no verão nas próximas duas décadas.
Esta não é a única evidência do aquecimento drástico do Ártico. Cientistas registraram taxas extremas de derretimento no verão em toda a camada de gelo da Groenlândia. No início de agosto, A última plataforma de gelo restante do Canadá, no território de Nunavut, desabou no mar. Partes do Ártico Sibéria e Svalbard, um grupo de ilhas norueguesas no Oceano Ártico, atingiu altas temperaturas recordes neste verão.
Cidades costeiras, as regiões agrícolas do celeiro e o abastecimento de água para muitas comunidades serão radicalmente diferentes se este planeta retornar ao Plioceno CO 2 mundo. Este futuro não é inevitável - mas evitá-lo exigirá grandes passos agora para diminuir o uso de combustível fóssil e desligar o termostato da Terra.
Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original. 
