Por que a 'atlantificação' do oceano Ártico preocupa tanto os cientistas?

BBC News Mundo

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Atlântico está enviando águas mais quentes e salinas para as bacias polares do que antes, diz cientista Igor Polyakov

"Foi uma mudança enorme e rápida", diz Igor Polyakov, cientista do Centro Internacional de Pesquisa do Ártico da Universidade do Alasca, nos Estados Unidos, à BBC News Mundo, o serviço de notícias em espanhol da BBC.

"Quando iniciamos nosso programa NABOS (para monitorar as mudanças climáticas no Oceano Ártico) em 2002, usamos um navio quebra-gelo russo. Diante de nossos olhos, o sistema mudou e agora não precisamos operá-lo nas mesmas áreas", acrescentou.

O Ártico está esquentando mais rápido do que qualquer outro lugar da Terra. Nos últimos 50 anos, a temperatura aumentou mais do que o dobro do restante do planeta.

E o que acontece nessa região evidencia de forma alarmante o impacto do aquecimento global.

Uma das mudanças fundamentais que os cientistas estão tentando entender é a "atlantificação" de uma parte do oceano Ártico chamada mar de Barents.

Em algumas partes do mar de Barents, não apenas a temperatura tem aumentado, mas a própria estrutura do oceano vem mudando, o que pode gerar consequências para todo o planeta.

"O explorador norueguês Fridtjof Nansen foi o primeiro a documentar (na década de 1890!) que houve um influxo de água quente e salgada do Atlântico ao oceano Ártico através do estreito de Fram e do mar de Barents", explica Polyakov.

As águas mais quentes (com temperaturas acima de zero grau) e salgadas do Atlântico permanecem normalmente separadas do gelo na superfície por uma camada intermediária, devido a um fenômeno exclusivo do oceano Ártico.

"O oceano Ártico é altamente estratificado", diz à BBC News Mundo a cientista espanhola Carolina Gabarró, pesquisadora do Instituto de Ciências Marinhas (CSIC) de Barcelona e especialista em sensoriamento remoto de oceanos e pólos.

Gabarró participou da Missão MOSAiC, na qual cerca de 600 cientistas de 19 países trabalharam a bordo do navio quebra-gelo Polarstern, que ficou ancorado no Ártico por um ano para estudar as mudanças climáticas.

A cientista explica que a estratificação do oceano Ártico ocorre devido a um fator determinante de sua estrutura: diferenças de salinidade.

"Na camada superior, há água doce e mais fria (menos densa), e na camada inferior, águas mais quentes e salgadas (mais densa)", diz Gabarro.

Camadas no oceano Ártico

A camada com a salinidade mais baixa no oceano Ártico é a parte superior, onde o gelo se forma.

"Quando o gelo marinho se forma, ocorre um processo chamado rejeição da salmoura ou expulsão da salmoura, pelo qual os sais que estão na água começam a sair", explica o cientista mexicano Sinhué Torres Valdés, do Instituto de Pesquisas Polares e Alfred Wegener, na Alemanha.

"Ou seja, no processo de congelamento a água se livra dos sais. E aí quando esse gelo derrete a quantidade de sal que há é muito menor e forma uma camada de água doce", acrescenta Torres Valdés, que também participou da missão no Ártico.

O gelo é mantido separado das águas quentes e salgadas do Atlântico por uma camada intermediária de água fria chamada haloclina ("halo" significa sal e "clina", gradiente).

"A haloclina é uma camada da coluna de água na qual a salinidade da água muda rapidamente com a profundidade", diz Gabarro.

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Cientista espanhola Carolina Gabarró, pesquisadora do Instituto de Ciências Marinhas (CSIC) de Barcelona, participou da Missão MOSAiC no Ártico

Por que as camadas não se misturam

O sal é um peso extra na água. No caso do Ártico, as águas haloclinas são menos salgadas e, portanto, mais leves que as do Atlântico, que, por serem mais salgadas e pesadas, permanecem mais profundas.

Um experimento simples pode nos ajudar a entender por que a água mais salgada e pesada não se mistura com a menos salgada e leve, diz Torres Valdés à BBC News Mundo.

"Você pode encher um copo transparente até a metade e colocar duas ou três colheres de sopa de sal até que elas se dissolvam e então despejar lentamente a água doce. Você verá que duas camadas de água se formam e é assim que funciona no oceano."

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Cientista mexicano Sinhué Torres Valdés, do Instituto Alfred Wegener, da Alemanha, também participou da Missão MOSAiC

O que é, então, 'a atlantificação'?

A estratificação que mantém separado o gelo das águas quentes do Atlântico está diminuindo em partes do mar de Barents.

"Observamos um aumento na temperatura da água na zona, o que produz um aumento do ritmo do degelo. Isso faz com que a coluna de água mude e uma maior quantidade de água do Atlântico penetre no Ártico. Chamamos isso de atlantificação do Ártico", diz Gabarró.

O termo "atlantificação" foi usado pela primeira vez em um estudo publicado na revista científica Science em 2017, liderado por Polyakov.

O cientista assinala que nos últimos anos o Atlântico está despejando nas bacias polares águas mais quentes e com maior salinidade do que antes.

E esse fluxo anormal das águas do Atlântico é acompanhado por mudanças na estrutura do oceano, verificadas por meio de boias ancoradas com instrumentos que medem a liberação de calor do interior do oceano para a superfície.

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Âncoras permitem medir fluxo de calor do interior do oceano para superfície

"Temos evidências de que a haloclina está diminuindo no oeste do oceano Ártico", diz Polyakov.

"E os registros das âncoras mostram um enfraquecimento da estratificação no oceano oriental, na bacia eurasiana, com fluxos mais fortes de águas do Atlântico que impactam o gelo marinho".

Gabarró explica que "a diminuição da quantidade de gelo marinho na zona do mar de Barents, e no oceano Ártico em geral, aumenta o afluxo de água do Atlântico".

Um estudo liderado por Polyakov no oceano Ártico oriental e publicado em agosto de 2020 mostrou que as águas quentes do Atlântico estão cada vez mais próximas da superfície.

A pesquisa foi baseada em dados de âncoras oceânicas na bacia euro-asiática do oceano Ártico entre 2003 e 2018.

A profundidade da haloclina varia no oceano Ártico. Nos locais estudados, diz Polyakov, "a posição normal do limite superior da água do Atlântico era antes de cerca de 150 metros."

"Agora, essa água está a 80 metros de distância."

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Termo "atlantificação" foi usado pela primeira vez em um estudo acadêmico liderado por Igor Polyakov em 2017

Enigma

Os cientistas ainda estão tentando entender o que causa mudanças na estrutura do oceano. O Ártico é um sistema muito complexo, com condições que variam de um lugar para outro.

Por esse motivo, as observações em um lugar não podem ser generalizadas para toda a região, e decifrar as causas, interações ou impacto de qualquer mudança é um grande desafio.

Um fator que pode influenciar o enfraquecimento da haloclina em alguns pontos é a perda de gelo marinho causada pelas mudanças climáticas.

Quando o gelo derrete no verão, ele alimenta a camada de água que está localizada acima das águas mais salgadas do Atlântico. Mas o gelo do mar no fim dessa estação cobre hoje apenas 50% da área que cobria há quatro décadas.

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Se cobertura de gelo desaparecer, vento torna oceano mais dinâmico e facilita mistura da água

Outro fator importante é o vento, embora seu impacto varie em diferentes zonas do Ártico.

O gelo é como um cobertor que protege o oceano do impacto do vento.

Se essa manta desaparece, os ventos tornam o oceano mais dinâmico, facilitando a mistura das águas e a aproximação das águas do Atlântico à superfície.

Mudanças que são amplificadas

As mudanças no sistema ártico também podem ser intensificadas graças aos mecanismos de retroalimentação.

Uma das mais conhecidas tem a ver com o chamado albedo, a quantidade de radiação solar que cada superfície reflete ou absorve.

O gelo é uma superfície branca, portanto grande parte da energia é refletida. Mas quando ele derrete, a água ocupa o espaço, que se torna mais escuro e absorve mais radiação, o que por sua vez causa mais derretimento.

A liberação anômala de calor das águas do Atlântico pode levar ao derretimento do gelo. E isso poderia, por sua vez, colocar em movimento o mecanismo de retroalimentação do albedo.

"A atlantificação é acompanhada por outras mudanças no Ártico causadas, por exemplo, por anomalias atmosféricas", diz Polyakov.

Na Missão MOSAiC, quebra-gelo de pesquisa Polarstern, do Instituto Alfred Wegener, na Alemanha, ficou preso no gelo por um ano até setembro de 2020.

Impacto na vida marinha

O impacto da atlantificação no derretimento do gelo pode afetar o ecossistema em níveis fundamentais.

As correntes oceânicas transportam nutrientes dos quais depende o equivalente às plantas do mar, o fitoplâncton, para a fotossíntese.

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Fitoplâncton é a base da cadeia alimentar do Ártico

"As plantas terrestres precisam de minerais e dióxido de carbono para crescer. O que acontece no mar não é muito diferente. Mas, em vez do solo, temos água do mar onde se dissolvem o CO₂ e os sais que contêm elementos essenciais para a vida, por exemplo nitratos, que são um tipo de sais que contêm nitrogênio, ou fosfatos que contêm fósforo", explica Torres Valdés, que estuda a distribuição de nutrientes no Ártico.

"O gelo derretido pode fortalecer a estratificação da coluna d'água, evitando que os nutrientes (que são mais abundantes nas camadas profundas) se misturem com as águas superficiais (nas quais o fitoplâncton os usa para crescer)."

O Ártico é estratificado porque existem corpos d'água de densidades diferentes, sendo as menos densas em cima das mais densas. A água do derretimento do gelo tem salinidade muito baixa e, quando o gelo derrete, cria uma leve camada de água. Portanto, quanto mais gelo derrete, mais água leve se forma e ocorre mais estratificação.

O fitoplâncton, que é o primeiro elo da cadeia alimentar, é consumido pelo zooplâncton (organismos animais) de que os peixes se alimentam. E esses peixes são comidos por focas que, por sua vez, servem de alimento para predadores como ursos polares ou orcas. Portanto, os efeitos no nível de nutrientes podem reverberar por toda a cadeia alimentar, impactando o ecossistema.

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Gaivotas-tridáctilas, que incorporaram peixes do Atlântico em sua dieta, são chamadas pelos cientistas de "mensageiras da atlantificação".

"Muitos organismos se adaptaram ao longo de muitos anos às condições do Ártico e seus ciclos estão intimamente ligados à formação e derretimento do gelo."

Muitos desses organismos (fitoplâncton, zooplâncton e peixes entre outros) são o nível fundamental do ecossistema.

"Se esses ciclos forem interrompidos, pode haver consequências para todo o ecossistema", diz Torres Valdés.

Além disso, os cientistas dizem acreditar que devido à atlantificação algumas espécies, por exemplo peixes, podem estar se movendo mais para o norte, impactando espécies locais, com consequências para os animais marinhos que dependem delas para se alimentar.

E espécies mais comuns de peixes no Atlântico podem estar entrando no Ártico.

Um estudo publicado em 2018 constatou, por exemplo, que gaivotas-tridáctilas (Rissa tridactyla), aves marinhas que se alimentam no mar de Barents, incorporaram mais espécies de peixes do Atlântico em sua dieta na última década.

O estudo chama esses pássaros de "mensageiros da atlantificação".

Sem volta?

Uma das grandes questões que os cientistas ainda não conseguem responder é em que medida a atlantificação poderia empurrar o Ártico para um caminho sem volta, ou seja, uma mudança irreversível.

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Mudanças no Ártico são amplificadas por mecanismos de retroalimentação

"A atlantificação é um mecanismo muito eficaz para derreter mais gelo do que se pensava", diz Polyakov.

"Acho que é possível que a atlantificação possa determinar algum ponto sem retorno na transição sazonal do gelo marinho nesta região."

E essas mudanças podem ter consequências muito além do Ártico, impactando o clima global e os níveis do mar.

"O desaparecimento do gelo do mar pode afetar não apenas as regiões polares, mas em áreas remotas", diz Polyakov.

"Por esta razão, a atlantificação pode ser um dos principais mecanismos que está afetando indiretamente as mudanças climáticas nas regiões de latitudes mais baixas", conclui. 

O mistério das crateras que explodem na Sibéria

Pela BBC - Brasil

Enormes buracos estão aparecendo no permafrost

O buraco apareceu de repente: explodiu, deixando uma marca irregular na paisagem.

Em torno da borda da cratera, há uma mistura confusa e cinza de terra, gelo e torrões de permafrost. As raízes das plantas — recém-expostas ao redor da borda — mostram sinais de queimadura. Dá uma ideia da violência com que se materializou esse buraco no meio do Ártico siberiano.

No ar, a sujeira recém-exposta se destaca contra a tundra verde e os lagos escuros ao redor. As camadas de terra e rocha expostas dentro do buraco cilíndrico são quase pretas. Quando os cientistas chegam ao local, uma poça de água já está se formando no fundo.

Entre eles está Evgeny Chuvilin, geólogo do Instituto de Ciência e Tecnologia Skolkovo, com sede em Moscou, na Rússia. Ele voou para este canto remoto da Península Yamal, no noroeste da Sibéria, para dar uma olhada na cratera. Este buraco de 50 metros de profundidade pode conter peças-chave de um quebra-cabeça que o tem incomodado nos últimos seis anos, desde que o primeiro desses misteriosos buracos foi descoberto em outro lugar na mesma península.

O primeiro buraco tinha cerca de 20 metros de largura e 50 metros de profundidade. Foi descoberto em 2014 por pilotos de helicóptero que voavam a 42 km do reservatório de petróleo Bovanenkovo, ​​na Península Yamal. Os cientistas que o visitaram — incluindo Mariana Leibman, cientista-chefe do Earth Cryosphere Institute, que estuda o permafrost na Sibéria há mais de 40 anos — o descreveram como algo inteiramente novo no permafrost. A análise de imagens de satélite revelou posteriormente que a cratera — agora conhecida como GEC-1 — se formou entre 9 de outubro e 1º de novembro de 2013.

A cratera mais recente foi identificada em agosto de 2020 por uma equipe de TV que passava de helicóptero pelo local com uma equipe de cientistas da Academia Russa de Ciências durante uma expedição com autoridades locais. Ela eleva para 17 o número total de crateras confirmadas descobertas em Yamal e na península vizinha de Gydan.

Mas o que exatamente está causando o surgimento desses enormes buracos no permafrost ainda é um mistério. Também não se sabe exatamente o que eles significam para o futuro do Ártico e para as pessoas que vivem e trabalham lá. Para muitos dos pesquisadores que estudam o Ártico, eles são um sinal inquietante de que essa paisagem fria e em grande parte despovoada está passando por mudanças radicais.

Pistas no gelo

Pesquisas recentes, entretanto, estão começando a fornecer algumas pistas sobre o que pode estar acontecendo. O que já se sabe é que esses buracos não estão se formando devido a algum deslocamento gradual de terra conforme o permafrost derrete e se move sob a superfície. As crateras estão surgindo a partir de explosões.

"À medida que a explosão ocorre, blocos de solo e gelo são lançados a centenas de metros do epicentro", diz Chuvilin. "Estamos diante de uma força colossal, criada por altíssima pressão. O porquê de ela ser tão alta ainda é um mistério. "

Chuvilin faz parte de um grupo de cientistas russos que colaboram com colegas de todo o mundo. Eles têm visitado essas crateras para coletar amostras e medições na esperança de entender mais sobre o que está acontecendo sob a tundra.

Alguns cientistas compararam as crateras a criovulcões — vulcões que expelem gelo em vez de lava. Acredita-se que esses tipos de vulcões existam em algumas das partes distantes do nosso sistema solar: em Plutão, na lua de Saturno Titã e no planeta anão Ceres.

Porém, à medida que mais crateras árticas foram estudadas em vários estágios de sua evolução, elas se tornaram conhecidas como "crateras de emissão de gás". O nome dá uma pista de como elas se formam.

"A análise baseada em imagens de satélite mostra que uma explosão cria um buraco gigante no lugar de um tipo de colina chamada pingo", diz Chuvilin. Pingos são colinas em forma de cúpula que se formam quando uma camada de solo congelado é empurrada para cima pela água, que conseguiu fluir por baixo dela e começou a congelar.

Conforme a água congela, ela se expande para criar um monte. Também conhecidos na Rússia pelo nome local de "bulgunnyakhs", eles tendem a subir e descer com as estações.

Alguns pingos encontrados no Canadá têm até 1,2 mil anos. Na maior parte do Ártico, no entanto, esses montes tendem a desabar sobre si mesmos em vez de explodir.

É claro que os montes no noroeste da Sibéria estão se comportando de maneira diferente. Eles incham "muito rápido, subindo vários metros" antes de explodirem de repente, explica Chuvilin. E em vez de água gelada, a elevação parece ser causada por um acúmulo de gás sob o solo.

"Pingos levam décadas para se formar e duram muito tempo", diz Sue Natali, ecologista do Ártico que estuda o permafrost e diretora do programa do Ártico no Woodwell Climate Research Center em Massachusetts. "Esses montes cheios de gás se formam em questão de anos."

Um estudo de anéis de árvores em salgueiros encontrados entre os destroços jogados pela explosão da primeira cratera descoberta sugere que as plantas estavam sob estresse desde os anos 1940. Os pesquisadores dizem que isso pode ter sido devido à deformação do solo.

"No entanto, há evidências de que o ciclo de vida das crateras de emissão de gás pode ser muito curto, variando de 3 a 5 anos", diz Alexander Kizyakov, especialista da universidade Lomonosov Moscow, na Rússia. Uma cratera que se formou no início do verão de 2017, conhecida como SeYkhGEC, por exemplo, começou a deformar o solo em 2015, segundo imagens de satélite.

O cientista Evgeny Chuvilin estuda a formação das crateras

Alguma coisa no permafrost em Yamal e Gydan torna a região propensa a ter esses montes explodindo. "Existem alguns traços característicos da paisagem ali", diz Natali. "É uma área onde existe uma camada muito espessa de gelo, chamada de gelo tabular, que forma uma capa sobre o permafrost. Também existem áreas de solo descongelado cercadas por permafrost — uma espécie de sanduíche de permafrost — e depósitos muito profundos de gás e petróleo."

Uma cratera recentemente examinada por Chuvilin — um buraco de 20 metros de largura conhecido como cratera Erkuta — parece ter se formado no local de um lago seco.

Quando o lago desapareceu, deixou para trás um pedaço de solo descongelado conhecido como talik, onde o gás se acumulou.

Mas Chauvilin diz que não está claro de onde vem o gás. "A questão principal na pesquisa de crateras é identificar a fonte de gás que se acumula sob a superfície do permafrost", diz Chuvilin.

"É intrigante que possa estar acontecendo um processo geoquímico novo ou até então desconhecido que nunca teríamos imaginado", diz Natali, que faz parte dos esforços para retratar a evolução desses montes e como o gás chega lá.

Os pesquisadores corajosos o suficiente para descer de rapel nas crateras encontraram níveis elevados de metano na água acumulando no fundo, sugerindo que o gás pode estar borbulhando de baixo para cima.

Uma das principais teorias é que esses depósitos profundos de gás metano sob o permafrost encontram um caminho até a 'bolsa' formada por solo descongelado abaixo da calota de gelo.

Outra ideia é que altos níveis de dióxido de carbono dissolvido na água nesses bolsões descongelados começam a borbulhar quando a água começa a congelar, e a água restante não consegue reter o gás dissolvido.

Uma fonte alternativa de metano e dióxido de carbono poderia ser microorganismos prosperando no bolsão descongelado de solo. Eles teriam quebrado o material orgânico e liberado os gases, diz Chuvilin. A análise do metano em uma cratera pareceu confirmar isso, mas a atividade dos micróbios produtores de metano, no entanto, foi considerada baixa nos lagos no fundo das crateras recentemente formadas — mesmo para as condições frias onde são encontrados.

O surgimento de crateras pode ser uma ameaça aos dutos e infraestruturas de petróleo e gás da Sibéria

Mas o metano também pode estar vazando do próprio gelo. Os gases podem ficar presos dentro dos cristais de água no permafrost para formar um estranho material congelado conhecido como hidrato de gás. À medida que derrete, o gás é liberado.

"Pensa-se que pode haver diferentes mecanismos de formação que dificilmente podem ser descritos por um único modelo", diz Chuvilin. "Muito depende do meio ambiente e da paisagem." Pelo menos uma cratera foi encontrada no leito de um rio, ele aponta.

Independentemente da fonte, acredita-se que o gás se acumule na bolsa descongelada do solo, empurrando a sólida calota de gelo tabular para cima por 5 ou 6 metros até que se rompa.

Quando finalmente estouram, lama e gelo acima do bolsão preenchido com gás, junto com muito do material na própria seção descongelada, são arremessados ​​para fora a até 300 metros de distância. A força é tão grande que blocos de terra de até um metro de diâmetro são lançados para fora, deixando uma cratera com um parapeito elevado, uma boca larga e um orifício cilíndrico mais estreito — considerado uma bolsa descongelada — que fica para trás.

Os pastores de renas locais relataram ter visto chamas e fumaça após a explosão de uma cratera em junho de 2017 ao longo das margens do rio Myudriyakha. Os aldeões nas proximidades de Seyakha — um assentamento a cerca de 33 km ao sul da cratera — disseram que o gás continuou queimando por cerca de 90 minutos e as chamas atingiram metros de altura.

Nesta região do mundo escassamente povoada, o fato de ocorrer uma cratera tão perto de um assentamento tem causado preocupação. A região também está repleta de oleodutos para a infraestrutura de petróleo e gás.

"Ainda não sabemos se isso é algo que pode representar um risco para as pessoas no Ártico", diz Natali. Ela e seus colegas têm tentado responder a essa pergunta, procurando por sinais de outras crateras em imagens de satélite de alta resolução.

"Assim que encontramos algo que se parece com uma cratera, estamos usando imagens de série temporal de alta resolução [fotos de satélite do mesmo local tiradas em momentos diferentes] para tentar descobrir quando elas se formaram", diz ela.

Seu trabalho sugere que existem mais crateras na região que se acreditava anteriormente. "Até agora, confirmamos duas novas localizações de crateras. Considerando que em 2013 não sabíamos nada sobre elas, parece muito provável que haja mais por aí. "

A equipe de Natali também encontrou mais 17 potenciais crateras no início deste ano, mas a análise de imagens de alta resolução os levou a concluir que podem ser outro tipo de formação, e não as crateras de emissão de gás. "É difícil validar totalmente os dados até estarmos no local", acrescenta Natali.

Ela e sua equipe esperam reunir dados suficientes para automatizar o processo de pesquisa. O objetivo é criar um algoritmo que possa prever crateras antes que se elas formem, procurando por ​​montes de emissão de gás em imagens de satélite.

Desvendar exatamente o quão comuns essas crateras são atualmente é um processo lento. Após seu nascimento violento, a maioria parece desaparecer na paisagem quase tão rapidamente quanto surgiu.

O vazio deixado pela explosão perto de Seyakha — que media 70 metros de largura em alguns lugares e mais de 50 metros de profundidade — foi inundado de água em apenas quatro dias devido à sua proximidade com o rio.

Outras crateras demoram mais para inundar, mas em cerca de no máximo um ou dois anos as bordas do buraco escuro sofrem erosão e se enchem de água. Se tornam quase indistinguíveis dos milhares de outros pequenos lagos redondos que pontilham a paisagem. Exatamente quantos desses lagos são as resquícios das crateras de emissão de gás ainda não está claro.

"É provável que alguns dos lagos no permafrost sejam crateras de emissão de gás inundadas", diz Kizyakov. "É muito cedo para dizer o quão comum isso é como um mecanismo de formação de lagos."

Alguns pesquisadores tentaram identificar antigas crateras de emissão de gás medindo as substâncias dissolvidas em lagos, mas não conseguiram identificar nenhum padrão.

Mudanças climáticas

Descobrir o quão comuns esses eventos são não é apenas uma questão de curiosidade. Há uma preocupação crescente de que o aparecimento das crateras no noroeste da Sibéria possa estar relacionado a mudanças mais amplas que ocorrem no Ártico devido às mudanças climáticas.

As temperaturas da superfície do ar no Ártico estão esquentando a uma taxa duas vezes maior que a média global, o que está aumentando o degelo do permafrost durante os meses de verão.

Isso, por si só, está transformando a paisagem do Ártico, levando a deslizamentos de terra conhecidos como declínios de degelo.

"Em nenhum outro lugar do planeta as mudanças climáticas estão causando uma mudança na estrutura física do solo", diz Natali.

Enormes quantidades de carbono estão presas dentro do permafrost ártico — cerca de duas vezes mais do que a quantidade atualmente na atmosfera. Esse carbono está na forma de restos congelados de plantas e outros materiais orgânicos, junto com o metano que ficou preso dentro dos cristais de gelo — os hidratos de gás que Chuvilin mencionou anteriormente.

À medida que o solo descongela, ele permite que os microorganismos quebrem a matéria orgânica, liberando metano e dióxido de carbono como subprodutos, enquanto o metano preso no gelo também se solta.

Esse vazamento de metano do permafrost tem o potencial de acelerar o aquecimento global, já que o gás é um potente causador do efeito estufa Isso cria um círculo vicioso que pode causar ainda mais derretimento.

Mas em Yamal um processo ainda mais complexo acontece. Se os cientistas descobrirem que os depósitos de metano aprisionados no subsolo pelo permafrost estão começando a se infiltrar pelas camadas normalmente impenetráveis ​​do permafrost, pode ser um sinal de que a calota de gelo congelada sobre a tundra está se tornando mais permeável. Isso poderia introduzir novos níveis de incerteza sobre como as mudanças no Ártico impactarão o aquecimento global.

"As crateras são um indicador muito chocante do que está acontecendo no Ártico de forma mais ampla", diz Natali. "Quando você olha para as mudanças que estão acontecendo nesta paisagem, algumas estão ocorrendo gradualmente e outras de forma abrupta."

Embora o mistério das crateras de Yamal ainda não esteja completamente resolvido, o que foi desvendado até agora sugere que talvez devêssemos observá-las cuidadosamente no futuro. 

Estudo descobre milhões de árvores despontando nos desertos

Pelo site Pensamento Verde 

Imagens de satélite revelaram que árvores começam a aparecer em áreas antes consideradas estéreis

Áreas aparentemente estéreis, no Saara Ocidental e no Sahel, revelaram algo surpreendente. Imagens de satélite flagraram que cerca de 1,8 bilhão de árvores vem crescendo na região.

De acordo com o professor de geografia da Universidade de Copenhagen e principal autor da pesquisa, Martin Brandt, certamente existem vastas áreas sem árvores, mas entre as dunas de areia é possível observar algumas árvores crescendo.

A pesquisa fornece aos pesquisadores dados que podem ajudar a orientar os esforços para combater o desmatamento.

“Para preservação, restauração, mudanças climáticas e assim por diante, dados como este são muito importantes para estabelecer uma linha de base”, afirma Jesse Meyer, um programador do Goddard Space Flight Center da NASA que trabalhou na pesquisa. “Em um ano, dois ou dez, o estudo pode ser repetido para verificar se os esforços para revitalizar e reduzir o desmatamento foram eficazes ou não”, disse ele em um comunicado à imprensa da NASA.

Áreas arborizadas

Em áreas mais arborizadas aparecem com mais clareza nas imagens de satélite, mesmo em baixa resolução, e são facilmente distinguíveis. Mas em regiões onde o verde é reduzido, as imagens de satélite podem ter dificuldades em detectar árvores individuais ou mesmo em pequenos grupos.

Mesmo com a disponibilidade de imagens em alta resolução, contar árvores individuais, especialmente em vastas áreas do território, é uma tarefa quase impossível. Por isso, Brandt e sua equipe encontraram uma solução. Eles estão usando um programa de computador dotado de aprendizagem profunda (Deep Learning, em inglês) para fazer o trabalho por eles.

A pesquisa, publicada na revista Nature, cobriu uma área de 1,3 milhão de quilômetros quadrados e analisou mais de 11 mil imagens.

A técnica sugere que futuramente seja possível mapear a localização e o tamanho de cada árvore em todo o mundo. Isso ajudaria a determinar quanto carbono está sendo armazenado nesses locais. Mas, por enquanto, é cedo para dizer se uma contagem precisa da vida de cada árvore afetará a forma como entendemos as mudanças climáticas e sua aceleração, de acordo com Brandt. O que ele deseja agora é usar a técnica em outros lugares, para mapear mais árvores.

Inteligência artificial auxiliará projeto a prever qualidade da água em rios da Mata Atlântica

Pelo site Pensamento Verde

Iniciativa trará estimativas de até cinco anos para rios de bacias hidrográficas do bioma

Com o objetivo de prever a qualidade da água de rios, lagos, mananciais e bacias hidrográficas, a Fundação SOS Mata Atlântica passará a usar soluções tecnológicas para auxiliar na análise de dados e, assim, oferecer informações do estado atual dos corpos d’água, além de predições do nível de qualidade em um ou até cinco anos, dando insumos para pautas de comitês de bacias hidrográficas e para auxiliar gestores públicos na tomada de decisão quanto à sua preservação. A iniciativa é fruto de parceria da Fundação SOS Mata Atlântica com o programa Microsoft AI for Good (Inteligência Artificial para o Bem) e o parceiro EloGroup.

O programa Observando os Rios conta com 3.500 voluntários e faz coletas mensais em 343 pontos diferentes em 17 estados e no Distrito Federal. Nessas coletas, são analisados 16 parâmetros, dentre eles: temperatura, lixo flutuante, odor, oxigênio e quantidade de peixes. Os dados são, então, encaminhados para o portal do programa Observando Rios, onde a qualidade da água pode ser medida por estado, por bacia hidrográfica, entre outros recortes espaciais; e todos os anos a ONG fornece os resultados anuais no Relatório “O retrato da qualidade da água nas bacias hidrográficas da Mata Atlântica”.

A partir do uso da nuvem e das soluções de data analytics da Microsoft, a Fundação pôde fazer o cruzamento de dados internos datados desde 2003 do Observando Rios e do Aqui tem Mata – iniciativa que traz dados da situação da Mata Atlântica nos municípios, além de bases externas do Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento (SNIS) – que é preenchido voluntariamente pelas operadoras de saneamento – e do departamento de informática do Sistema Único de Saúde, DATASUS. Dessa forma, a Fundação busca identificar o quanto a área da floresta nativa impacta na qualidade da água; a relação entre investimento em saneamento e a qualidade da água; bem como se há uma relação entre o número de internações e óbitos locais com o estado dos rios.

O próximo passo foi implementar, então, o Azure Machine Learning (aprendizado de máquina), um subconjunto de algoritmos de Inteligência Artificial, para treinar modelos preditivos da qualidade futura da água. O sistema avalia os rios com no mínimo dois anos de dados de coleta e calcula sua pontuação para qualidade da água futura entre 14 (pontuação mínima) e 42 (pontuação máxima), com erro médio de 2,71. Assim, a SOS Mata Atlântica consegue indicar a probabilidade de a qualidade da água estar classificada entre péssima, ruim, regular, boa ou ótima no próximo ano ou em até 5 anos.

Resultados

A sub-bacia Coruripe, por exemplo, apresentou uma melhora na qualidade de 10,6% nos últimos 4 anos – nos seus 2 pontos de coleta ativos nos rios Coruripe e Adriana – e tem previsão de estar classificada como boa até 2021. “Temos uma equipe de voluntários muito engajada na sub-bacia de Coruripe. Com eles, pudemos enxergar efetivamente o resultado do trabalho de coleta de amostras dos rios, bem como o incentivo e a cobrança por tomadas de decisões pelos cidadãos podem auxiliar na melhora da qualidade dos rios próximos a eles. Agora, temos uma oportunidade única de somar os esforços desses voluntários com o poder de análise preditiva da IA, aumentando ainda mais o potencial de contribuição desse projeto para a definição de agendas públicas de saneamento e preservação de mananciais”, comenta Gustavo Veronesi, coordenador do Observando os Rios.

Com a indicação da previsão da qualidade da água nos pontos de observação com os dados históricos – além do próprio acompanhamento de técnicos, pesquisadores e da sociedade –, também se cria mais subsídios para entender os fatores que exercem maior peso em relação à medição da qualidade da água.

Torre de bambu produz até 25 litros de água por dia sem eletricidade

Pelo site Engenharia É

Uma nova invenção poderá matar a sede de milhões de milhões de pessoas pelo mundo.

Na África, por exemplo, há muito luta para encontrar água potável para seu povo. Milhões de habitantes passam de 4 a 6 horas por dia procurando água, e na maioria das vezes ela nem sempre está limpa.

Com a população do continente africano chegando em um bilhão de pessoas, o problema só vai ficar cada vez maior, infelizmente.

Felizmente, uma organização sem fins lucrativos criou uma estrutura de bambu barata e rápida de montar que ajudará a trazer água limpa para os africanos.

A invenção deles é o Warka Water Tower, que é projetada para coletar até 25 litros de água por dia da atmosfera. Esta estrutura de fácil manutenção depende apenas da gravidade, condensação e evaporação.

A Warka Water Tower é uma torre de 10 metros de altura feita de materiais locais, naturais e biodegradáveis. Possui uma malha laranja resistente à água no interior que coleta a névoa da atmosfera.

A torre de água “Warka” tem o nome da árvore Warka. Esta figueira gigante é encontrada na Etiópia e é sagrada porque fornece sombra, comida e um local de reunião para os habitantes locais.

Com custo na casa dos mil dólares por peça, é um alternativa aos povos africanos para ter acesso a água potável em um futuro muito próximo.

Aquecimento de 2°C liberaria 230 bilhões de toneladas de carbono do solo

Pelo site Engenharia É

Oaquecimento global de 2°C levaria a cerca de 230 bilhões de toneladas de carbono sendo liberadas do solo mundial, sugere uma nova pesquisa.

Os solos globais contêm duas a três vezes mais carbono do que a atmosfera, e temperaturas mais altas aceleram a decomposição – reduzindo a quantidade de tempo que o carbono passa no solo (conhecido como “turnover de carbono no solo”).

O novo estudo de pesquisa internacional, liderado pela Universidade de Exeter, revela a sensibilidade do turnover do carbono do solo ao aquecimento global e, subsequentemente, reduz pela metade a incerteza sobre isso em futuras projeções de mudanças climáticas.

A estimativa de 230 bilhões de toneladas de carbono liberadas no aquecimento de 2°C (acima dos níveis pré-industriais) é mais de quatro vezes o total de emissões da China e mais do que o dobro das emissões dos EUA nos últimos 100 anos.

“Nosso estudo descarta as projeções mais extremas, mas mesmo assim sugere perdas substanciais de carbono do solo devido à mudança climática com aquecimento de apenas 2°C, e isso nem mesmo inclui perdas de carbono mais profundo do permafrost”, disse a coautora Dra. Sarah Chadburn, da Universidade de Exeter.

Esse efeito é chamado de “feedback positivo” – quando a mudança climática causa efeitos indiretos que contribuem para mais mudanças climáticas.

A resposta do carbono do solo às mudanças climáticas é a maior área de incerteza na compreensão do ciclo do carbono nas projeções das mudanças climáticas.

Para resolver isso, os pesquisadores usaram uma nova combinação de dados observacionais e Modelos do Sistema Terrestre – que simulam o clima e o ciclo do carbono e, posteriormente, fazem previsões sobre as mudanças climáticas.

“Nós investigamos como o carbono do solo está relacionado à temperatura em diferentes locais da Terra para descobrir sua sensibilidade ao aquecimento global”, disse a autora Rebecca Varney, da Universidade de Exeter.

Modelos de última geração sugerem uma incerteza de cerca de 120 bilhões de toneladas de carbono a 2°C de aquecimento médio global.

O estudo reduz essa incerteza para cerca de 50 bilhões de toneladas de carbono.

O co-autor, Professor Peter Cox, do Exeter’s Global Systems Institute, disse: “Reduzimos a incerteza nesta resposta à mudança climática, que é vital para calcular um orçamento global de carbono preciso e cumprir com sucesso as metas do Acordo de Paris.”

O estudo, publicado na Nature Communications, é intitulado: “Uma restrição espacial emergente na sensibilidade da renovação do carbono do solo ao aquecimento global.”

Havan e FG irão construir edifício mais alto da América Latina com 101 andares em Balneário Camboriú, SC

 Pelo site Engenharia É

AFG Empreendimentos está bem próxima de apresentar o The Tower Residence. O novo empreendimento em Balneário Camboriú que deverá ser o edifício mais alto da América Latina, e pode estar presente na lista dos 15 edifícios mais altos de todo o mundo.

O empresário Luciano Hang, que através da Havan já é parceiro da FG Empreendimentos em projetos como o One Tower, também é sócio do The Tower Residence. No projeto, a marca da Havan é identificada no coroamento do prédio e em outras imagens que foram divulgadas.

O projeto conta com teleférico, restaurante, mirante, caixa de vidro (Glass Floor) e pista de caminhada. Serão 101 pavimentos, e mais de 1 mil unidades de hotel e aparthotel. O projeto ainda terá o sexto observatório mais alto da América, com 303m de altura.

Em comunicado a imprensa, a FG Empreendimentos disse que o empreendimento será apresentado para a prefeitura de Balneário Camboriú em dezembro. Disse ainda que o projeto teve alterações, e até a apresentação formal, a empresa não irá se manifestar.