Os efeitos dos oceanos no aquecimento da atmosfera

Os oceanos têm desempenhado um papel chave em reduzir o ritmo do aquecimento atmosférico e das alterações climáticas. Os oceanos absorvem o dióxido de carbono da atmosfera como parte do ciclo de carbono e assim ajudam a moderar a temperatura média à superfície e o clima da Terra. Estima-se que os oceanos removem cerca de 25% do dióxido de carbono que é adicionado à atmosfera proveniente de actividades humanas. A maior parte deste dióxido de carbono absorvido pelos oceanos é armazenado em algas e vegetação marinhas e em recifes de coral e depois transferido para as profundezas dos oceanos, onde é enterrado nos compostos de carbono em sedimentos no fundo do oceano por centenas de milhões de anos.

Armazenamento do carbono nos oceanos
(Fonte: https://www.pmel.noaa.gov/co2/files/pmel-research.004_med.jpg)

Os oceanos também absorvem calor da camada mais baixa da atmosfera. De acordo com um estudo cerca de 90% do calor retido pela atmosfera resultante da poluição de gases com efeito de estufa desde os anos 70 que acabou nos oceanos. Isto levou ao aquecimento dos oceanos com as correntes oceânicas a levaram um terço do calor para as profundezas. Cerca de metade deste aquecimento ocorreu desde 1997.

Alteração da percentagem do conteúdo térmico global dos oceanos
(Fonte: http://www.carbonbrief.org/wp-content/uploads/2016/01/global-ocean-heat-content-change.png)

A capacidade dos oceanos de absorverem o dióxido de carbono diminui à medida que a temperatura aumenta. À medida que os oceanos aquecem, algum do dióxido de carbono é libertado para a atmosfera. De acordo com as medições científicas, a camada superior dos oceanos aqueceu entre 0.32 a 0.67ºC durante o último século - um número impressionante dado o volume de água envolvido - devido maioritariamente ao aquecimento da atmosfera.

A absorção de dióxido de carbono e calor pelos oceanos têm desacelerado o aquecimento e as alterações climáticas. Porém, isto têm resultado num problema sério e cada vez mais grave - a acidificação dos oceanos - que tem um efeito devastador nos ecossistemas marinhos.

Processo de acidificação dos oceanos
(Fonte: https://www.pmel.noaa.gov/co2/files/pmel-oa-imageee.jpg)

Fonte:

Living in the environment (G. Tyler Miller & Scott E. Spoolman)

As actividades humanas emitem grandes quantidades de gases com efeito de estufa

Desde o início revolução industrial que as acções humanas, nomeadamente a queima de combustíveis fósseis na indústria e para os transportes, a queima de carvão para geração de electricidade, desflorestação e a agricultura, têm contribuído significativamente para o aumento da concentração de gases com efeito de estufa como o dióxido de carbono e o metano na camada inferior da atmosfera.

As medições destes gases que estavam retidos em bolhas de água a diversas profundidades no gelo glacial indicam que as alterações nos níveis de concentração desses gases na camada inferior da atmosfera estão fortemente correlacionados com a alteração da temperatura média global perto da superfície terrestre durante os últimos 400.000 anos.

Correlação entre a concentração dióxido de carbono e temperatura nos últimos 400.000 anos
(Fonte: http://www.johnenglander.net/wp/wp-content/uploads/2011/07/CO2-Temperature%20420%20kyr.gif)

Correlação entre a concentração de metano e a temperatura nos últimos 450.000 anos
(Fonte: https://www.giss.nasa.gov/research/features/200409_methane/core1.gif)

A queima de combustíveis fósseis está no topo da lista da actividades que emitem mais dióxido de carbono, com o carvão a ser aquele que é de longe o que mais emite. A concentração atmosférica média do dióxido de carbono aumentou de 280 partes por milhão no início da revolução industrial para mais de 400 partes por milhão no presente momento.

Concentração de dióxido carbono na atmosfera em partes por milhão entre 1960 e 2016
(Fonte: https://www.dieselnet.com/images/n/2016/03noaa.png)

A análise aos núcleos de gelo também revelam que cerca de 70% das emissões de metano (CH4) durante os últimos 275 anos são resultado de actividades humanas como a criação de gado, extracção de combustíveis fósseis, criação de aterros e inundações de terra para criação de reservatórios. Nesse período os níveis de metano triplicaram. Espera-se que a concentração de metano aumente no futuro devido ao derretimento do gelo permanente do subsolo na tundra árctica provocado pelo aquecimento da atmosfera, onde esse gás é libertado.

Concentração de metano na atmosfera entre 1750 e 2010
(Fonte: https://www.eea.europa.eu/data-and-maps/figures/atmospheric-concentration-of-ch4-ppb-1/image_xlarge)

Os níveis de óxido nitroso (N2O) aumentaram cerca de 20% durante os últimos 275 anos, resultado maioritariamente do crescente uso de fertilizantes com azoto. Este gás contribui em 9% para as emissões de gases com efeito de estufa resultado da acção humana, no entanto, cada molécula de N2O tem 298 vezes mais potencial de aquecimento do que uma molécula de CO2.

Concentração de óxido nitroso na atmosfera entre 1750 e 2010
(Fonte: https://www.eea.europa.eu/data-and-maps/figures/atmospheric-concentration-of-n2o-ppb-1/image_xlarge)

Fonte:
Living in the environment - G. Tyler Miller & Scott E. Spoolman

O clima e as nossas vidas e economias dependem do efeito de estufa natural

A par da energia solar, um processo natural denominado efeito de estufa aquece a camada inferior da atmosfera e a superfície e portanto afecta o clima da Terra. Este ocorre quando alguma energia solar absorvida pela Terra radia para a atmosfera como radiação infra-vermelha sob a forma de calor com vários comprimentos de onda.

Cerca de 1% da camada inferior da atmosfera é composta por gases com efeito de estufa, fundamentalmente vapor de água (H2O), dióxido de carbono (CO2), metano (CH4) e óxido nitroso (N2O). O calor irradiado para a atmosfera pela Terra provoca a vibração das moléculas e a libertação de radiação infravermelha com um maior comprimento de onda para a atmosfera. Como esta radiação interage com as moléculas do ar, ela aumenta a energia cinética das mesmas e aquece a camada inferior da atmosfera e a superfície terrestre, o que afecta o clima da Terra ao longo do tempo.

O efeito de estufa
(Fonte: http://globalwarming-facts.info/wp-content/uploads/1024px-Earths_greenhouse_effect_US_EPA_2012.png)

O químico sueco Svante Arrhenius descobriu o efeito de estufa natural em 1896. Desde aí, numerosas experiências em laboratório e medições de temperatura a diversas altitudes têm confirmado esse efeito - e é hoje uma das teorias mais aceites nas ciências da atmosfera.

A vida na Terra e as economias do Mundo estão totalmente dependentes no efeito de estufa natural - uma das formas mais importantes de capital natural do planeta. Sem o efeito de estufa natural, o planeta seria um lugar inabitável.

Svante Arrhenius

Svante Arrhenius (1859-1927) foi um cientista sueco que foi o primeiro a defender em 1896 que a combustão de combustíveis fósseis pode resultar no aumento do aquecimento global. Ele sugeriu a relação entre as concentrações de dióxido de carbono atmosféricos e a temperatura. Ele descobriu que a temperatura média da superfície terrestre é de aproximadamente 15ºC em virtude da capacidade de absorção de radiação infravermelha por parte do vapor de água e do dióxido de carbono - o chamado efeito de estufa natural. Arrhenius também sugeriu que se a concentração de dióxido de carbono duplicasse, a temperatura aumentaria 5ºC.

A temperatura e concentração de dióxido de carbono na atmosfera durante os últimos 400.000 anos
(Fonte: http://www.worldviewofglobalwarming.org/images/vostok.jpg)

Fonte:

Living in the environment - G. Tyler Miller & Scott E. Spoolman

http://www.lenntech.com/greenhouse-effect/global-warming-history.htm