Até que ponto o nível do mar está mudando?

Nos últimos 150 anos, medições regulares das marés foram feitas em portos no mundo inteiro, e os resultados nos informam até que ponto o nível do mar mudou. Como você pode ver na Figura 1, as primeiras medições eram muito simples e geravam alguns erros. Todavia, em tempos mais recentes, a precisão das medições do nível do mar aumentou e, nas últimas décadas, conseguimos usar satélites para obter dados muito exatos de todos os oceanos do mundo [1, 2]. As informações reunidas mostram que, desde cerca de 1850, o nível do mar subiu mais ou menos 20 cm no mundo inteiro. A taxa de elevação do nível do mar (a velocidade da subida) também aumentou com o tempo, por volta de 3 mm anualmente desde 2000 [3].

Por que o nível do mar muda?

A elevação do nível do mar pode ocorrer por quatro vias principais: (1) o aquecimento do oceano devido ao aquecimento global (a água se expande quando esquenta); (2) o derretimento das camadas de gelo na Groenlândia e Antártica; (3) o derretimento de pequenas geleiras em todo o mundo; e (4) a diminuição da quantidade de água na terra (por exemplo, nos lençóis subterrâneos e nos reservatórios da superfície). O aquecimento do oceano é responsável por cerca de metade das mudanças que observamos no nível do mar (a isso se costuma dar o nome de “dilatação térmica”); o derretimento de milhares de pequenas geleiras provoca a outra metade.

Desde os anos 1800, o derretimento das camadas de gelo na Antártica e Groenlândia contribuiu relativamente pouco para a mudança do nível do mar. Entretanto, essas camadas estão se derretendo com mais rapidez devido ao aquecimento global e podem elevar muito mais o nível do mar no futuro.

O quanto o nível do mar pode subir?

Devido ao aquecimento global, a dilatação térmica do oceano e o derretimento das geleiras continuarão a desempenhar um papel na elevação do nível do mar no futuro [3]. Se todas as pequenas geleiras do planeta derretessem, o nível do mar subiria cerca de 50 cm. O impacto da dilatação térmica sobre a elevação do nível do mar no futuro dependerá da persistência do aquecimento da água do mar. Talvez a grande contribuição para a elevação do nível do mar no futuro provenha das maiores camadas de gelo do mundo, situadas na Groenlândia e na Antártica do Leste e do Oeste. Se essas camadas derreterem completamente, o nível do oceano se elevará em cerca de 7 m (camadas da Groenlândia), 5 m (camadas da Antártica do Oeste) e 53 m (camadas da Antártica do Leste). Por isso, muitos glaciólogos investigam as mudanças causadas pelo aquecimento global na Groenlândia e na Antártica.

Por que o derretimento das camadas de gelo contribui para a elevação do nível do mar?

Como mostrado na Figura 2, as três camadas de gelo da Antártica (Leste e Oeste) e da Groenlândia são diferentes e reagem diferentemente ao aquecimento global. No caso da Groenlândia, boa parte do derretimento provém do encontro do ar quente com o gelo; este se transforma em água, que flui para o oceano. No Oeste da Antártica, a camada repousa num leito de terra situado a mais de 2 km abaixo do nível do mar em alguns lugares e é conhecida como camada “marinha”. Quando o oceano entra em contato com a borda da camada, o calor da água próxima determina se (e quanto) o gelo derreterá. No Leste da Antártica, a maior parte do gelo fica em terra, acima do nível do mar.

O frio intenso da região nos leva a concluir que a camada de gelo lá existe há uns 14 milhões de anos; contudo, seu tamanho gigantesco significa que, se mesmo uma pequena percentagem do gelo derreter, poderá provocar significativas mudanças no nível do mar em todo o mundo.

Em todas as camadas, o gelo flui lentamente do meio para as bordas, onde ele foi perdido para o oceano, por causa do derretimento ou da fragmentação de icebergs. A perda de gelo é compensada pelo acúmulo de neve na superfície da camada. A diferença entre o gelo perdido e a quantidade de neve acumulada determina até que ponto a camada afeta a mudança do nível do mar. No entanto, mudanças no modo como o gelo flui (mais depressa ou mais devagar) pode também levar a mudanças rápidas na quantidade de gelo que vai para o oceano. Assim, mudanças na velocidade do fluxo de gelo podem afetar igualmente a mudança no nível do mar.

Na Antártica do Oeste e partes da Antártica do Leste, o gelo que repousa em terra é rodeado por bancos de gelo flutuante com centenas de metros de espessura. Esses bancos funcionam como “contrafortes” para o gelo fixo, mantendo-o no lugar. Assim, o derretimento dos bancos de gelo flutuante não contribui diretamente para alterar o nível do oceano, já que eles deslocam seu próprio peso na água; mas, indiretamente, faz com que o gelo fixo perca seu suporte, o que pode resultar num fluxo mais intenso, isto é, mais gelo vai para o mar e o nível deste se eleva. 

Observação: bancos e camadas de gelo não devem ser confundidos com gelo marinho, que é uma camada de gelo muito fina (1–2 cm) sobre o oceano polar frio. No Ártico, o gelo marinho tem encolhido há décadas, em consequência do aquecimento global. Como os bancos de gelo, o gelo marinho flutua na água e, quando derrete, não contribui em nada para a alteração do nível do mar. Sua perda, ao longo de várias décadas, é uma clara demonstração de que as temperaturas estão subindo no Ártico.

Houve elevação do nível do mar no passado?

O nível do mar mudou naturalmente no passado, devido, principalmente, ao aumento e derretimento de grandes camadas de gelo durante as eras glaciais [4]. No auge da última dessas eras (~20.000 anos atrás), o nível do mar estava ~120 m mais baixo que hoje. Devido ao aquecimento global, que ocorreu entre 20.000 e 10.000 anos atrás (natural, não influenciado por humanos), a taxa anual de elevação do nível do mar era de 1,2 cm, durante 10.000 anos, até chegar a zero.

Nesse período, ocorreram vários episódios de elevação muito rápida. Por exemplo, há cerca de 14.000 anos, a taxa de elevação subiu para quase 3 cm anuais, por causa do derretimento da camada de gelo. A última vez que o clima da Terra foi similar ao de hoje ocorreu há 120.000 anos, entre vários episódios de era glacial. Então, o nível do mar estava a pelo menos 6 m acima do atual, quase certamente porque partes das camadas de gelo da Groenlândia e do Oeste da Antártica eram menores do que hoje [4].

A evidência do passado é impressionante, pois mostra que uma grande mudança do nível do mar é possível devido ao aquecimento global e que a taxa de mudança hoje em curso também poderá ser bem mais alta.

E quanto à mudança do gelo hoje?

Desde o começo dos anos 1990, satélites conseguem medir o nível do oceano e a superfície das camadas de gelo [2].

Os satélites revelaram que as camadas de gelo do mundo todo estão perdendo massa de diferentes maneiras. Na Groenlândia, a metade sul da camada perde massa na superfície devido ao aquecimento global. No Leste da Antártica, algumas regiões da borda gelada perdem massa devido ao aquecimento do oceano, mas isso não em níveis significativos ainda. As mudanças maiores e mais preocupantes foram constatadas no Oeste da Antártica. Ali, nos últimos 20 anos, o aquecimento do oceano fez as bordas de várias geleiras refluírem dezenas de quilômetros. Alguns cientistas acham que a camada de gelo do Oeste da Antártica já começou a romper-se [5].

Medições por satélite também nos permitiram observar a súbita desintegração de camadas de gelo em partes da Antártica. Muitas delas se fundiram muito rapidamente (em questão de dias) nos últimos 20 anos, com o efeito imediato de aumentar o fluxo de gelo para o oceano.

O aquecimento global, provocado por humanos, é responsável pelas mudanças nas camadas de gelo?

As mudanças observadas na Groenlândia são, com quase certeza, resultantes do aquecimento global, com as temperaturas do ar cada vez mais elevadas derretendo a neve e o gelo. A dilatação térmica do oceano e o derretimento de pequenas geleiras também ocorrem por causa do aquecimento global. As mudanças que ocorrem na Antártica, porém, não podem ser tão facilmente associadas a humanos. A água do oceano, responsável pela perda de gelo na Antártica, deve ter se aquecido há centenas de anos. Contudo, a transferência do calor oceânico ao gelo ocorre em virtude das correntes marinhas, que podem ter se alterado recentemente devido a mudanças nas condições atmosféricas, como a direção do vento.

Um modelo de computador prevê que as correntes marinhas poderão se alterar em uma vasta região do Oeste da Antártica ainda neste século em virtude do aquecimento global provocado pelas atividades humanas [6]. Essa mudança nas correntes marinhas talvez faça com que boa parte das camadas de gelo do Oeste da Antártica derretam mais do que agora, em resultado do contato da água quente com o gelo. 

A taxa de derretimento em várias regiões da Antártida parece estar associada ao aquecimento global de nossos dias. Se esse aquecimento continuar, os bancos de gelo de todo o continente poderão também ficar vulneráveis. Isso preocupa os cientistas porque a perda dos maiores bancos de gelo da Antártica acarretará, no Oeste, a exposição da camada de gelo à água mais quente do oceano e essa camada, consequentemente, também se derreterá.

O nível do mar mudará mesmo no futuro?

Por causa da elevação do nível do mar, ocorrida no passado recente, e do aquecimento global, os cientistas estão quase certos de que esse nível continuará a se elevar nas próximas décadas, à medida que as geleiras e as camadas de gelo se derreterem e a dilatação térmica da água do oceano persistir.

Em 2012, um relatório do grupo Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) declarou que, se a “situação de sempre” persistir (isto é, se continuarmos queimando combustíveis fósseis no futuro, como fazemos hoje), as camadas de gelo do mundo provavelmente contribuirão com 3,5–36,8 cm para a elevação do nível do mar em 2100. Isso, acrescido à elevação do mar graças à dilatação térmica das águas mais quentes e ao derretimento das geleiras, significa que, em 2100, o nível do mar poderá ficar 1 m mais alto do que hoje.

A taxa de elevação do nível do mar também deverá subir no final deste século. O IPCC concluiu que a “situação de sempre” conduzirá a um aumento da taxa de mudança de 0,7 a 1,6 cm por ano em 2100. Esses valores são semelhantes à taxa de elevação do nível do mar no fim da última era glacial. Mesmo se reduzirmos as emissões de gases do efeito estufa a zero nas próximas décadas, o mínimo de elevação do nível do mar previsto para 2100 será de mais ou menos 40 cm.

De que modo a elevação do nível do mar afetará todos os países?

As consequências do derretimento da camada de gelo no nível do mar não são as mesmas no mundo inteiro [7].

Assim, quando o nível do mar sobe, as pessoas são afetadas de diferentes maneiras, dependendo do lugar onde vivem. O Reino Unido às vezes tem de enfrentar elevações do nível do mar por curtos períodos, particularmente quando há tempestades e as marés estão mais altas que o usual. Se as predições do IPCC são corretas, precisamos considerar a possível elevação do nível do mar além da subida natural das marés. Isso provocará marés perigosamente altas e mais frequentes nas próximas décadas, bem mais destrutivas do que as vistas hoje.

Nas regiões agrícolas próximas da costa, a água do mar, invadindo a terra, pode contaminar o solo com sal, tornando-o menos capaz de sustentar o crescimento das plantas. A água salgada pode também descer para os reservatórios subterrâneos de água potável (chamados lençóis freáticos), que são fonte importante de suprimento tanto para os humanos quanto para a agricultura.

Nas cidades costeiras, a elevação do nível do mar  provoca inundações em casas e estabelecimentos comerciais; mas, embora possa parecer uma boa ideia transferir as cidades para longe das zonas de inundação (sobretudo por sabermos que, provavelmente, isso deverá acontecer no futuro), as cidades custam tanto que talvez o melhor seja simplesmente tentar protegê-las das elevações do nível do mar. Podemos, por exemplo, erguer nas cidades costeiras muros diante do oceano com vários metros de altura, ficando o nível das ruas abaixo do mar sempre em elevação.   

Resumo

Há medições do nível do mar, em todo o mundo, desde 1850. Os oceanos estão hoje 20 cm acima do nível em que estavam naquela época. Isso se deve ao aquecimento global causado por emissões de gases do efeito estufa, oriundos da queima de carvão, petróleo e gás. A mudança a partir de 1850, no entanto, é pequena se comparada às que ocorreram bem antes. Durante a era glacial, há 20.000 anos, o nível do mar era 120 m mais baixo que hoje.

Isso significa duas coisas: (1) mudanças substanciais no nível do mar são possíveis e (2) quando o clima esquenta, o gelo derrete e o nível do mar se eleva. No futuro, ele continuará se elevando, atingindo possivelmente 1 m no final deste século, se não reduzirmos as emissões dos gases de efeito estufa. Tal mudança apresentará problemas para os 250 milhões de pessoas que vivem perto do mar e afetará as colheitas nas regiões costeiras, além de tornar difícil preservar a qualidade da água potável. Ou seja, a mudança alterará o modo como vivemos em nossas cidades, dificultando sua manutenção.

Glossário

Aquecimento global: ↑ Embora mudanças climáticas hajam ocorrido ao longo da história da Terra, o aquecimento observado desde 1850 é consequência da emissão de gases do efeito estufa para a atmosfera, devido à queima de carvão, petróleo e gás. O mundo está mais de 1º mais quente do que em 1850 e o nível do mar, 20 cm mais elevado.

Camada de gelo: Grande massa de gelo que cobre montanhas e vales, ocupando vasta porção de um continente. Hoje, o planeta possui apenas três camadas de gelo importantes (Groenlândia, Antártida do Oeste e Antártida do Leste.)

Geleira: Pequena massa de gelo quase sempre localizada num vale. O mundo possui cerca de 200.000 geleiras. 

Banco de gelo: Região de gelo flutuante (com várias centenas de metros de espessura) que recebe massa da camada de gelo e se fragmenta em icebergs produzidos junto à camada de gelo, derretendo-se na parte inferior.

Gelo marinho: Camada de gelo muito fina (1–2 m) que flutua no mar. Avoluma-se durante o inverno e se derrete no verão. A quantidade de gelo marinho no Ártico vem se reduzindo nas últimas décadas. A mudança do gelo marinho da Antártida varia muito.

Era glacial: Há 20.000 anos, o mundo era muitos graus mais frio que hoje. Camadas de gelo se estendiam pela América do Norte, Escandinávia e América do Sul, entre outros lugares. O gelo provinha do oceano, de modo que o nível deste era, na época, 120 m mais baixo que hoje.

Referências

[1] Church, J. A. e White, N. J. 2006. “A 20^th century acceleration in global sea-level rise.” Geophys. Res. Lett. 33:L01602. DOI: 10.1029/2005GL024826.

[2] Church, J. A., Clark, P. U., Cazenave, A., Gregory, J. M., Jevrejeva, S., Levermann, A. et al. 2013. “Chapter 13: Sea level change.” In Climate Change 2013: The Physical Science Basis. “Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change”, orgs. T. F. Stocker, D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S. K., S. K. Allen e J. Boschung et al. Cambridge, United Kingdom, New York, NY, USA: Cambridge University Press, 1137–216.

[3] Hay, C. C., Morrow, E., Kopp, R. E. e Mitrovica, J. X. 2015. “Probabilistic reanalysis of twentieth-century sea-level rise.” Nature 517:481–4. DOI: 10.1038/nature14093.

[4] Siegert, M. J. 2001. “Ice sheets and late quaternary environmental change.” Chichester, UK: John Wiley, 231.

[5] Joughin, I., Smith, B. E. e Medley, B. 2014. “Marine ice sheet collapse potentially under way for the Thwaites Glacier basin, West Antarctica.” Science 344:735–8. DOI: 10.1126/science.1249055.

[6] Helmmer, H. H., Kauker, F., Timmermann, R., Determann, J. e Rae, J. 2012. “Twenty-first-century warming of a large Antarctic ice-shelf cavity by a redirected coastal current.” Nature 485:225–8. DOI: 10.1038/nature11064.

[7] The Ice2Sea Consortium. 2013. “From ice to high-seas: sea-level rise and European coastlines.” Cambridge, United Kingdom.

Citação

Siegert, M. (2017). “Why should we worry about sea level change?”, Front Young Minds. 5:41. DOI: 10.3389/frym.2017.00041.

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