Sedimentos da costa do Maranhão registram alterações bruscas no transporte de calor do Atlântico

Igor Zolnerkevic | Agência FAPESP – O principal sistema que transporta calor de uma ponta a outra do oceano Atlântico pode sofrer alterações bruscas de intensidade, motivadas por mudanças climáticas semelhantes às que estamos vivenciando agora – inclusive quando já enfraquecida –, segundo um novo estudo liderado por pesquisadores do Brasil e da Alemanha. A Célula de Revolvimento Meridional do Atlântico, mais conhecida pela sigla em inglês AMOC (Atlantic Meridional Overturning Circulation), é um enorme sistema de correntes oceânicas que funciona como uma esteira transportadora de calor pelo oceano Atlântico. Ao levar águas quentes das regiões equatoriais e tropicais para altas latitudes do Atlântico Norte, ela ajuda a regular o clima em ambos os hemisférios, amenizando temperaturas na Europa e em partes da América do Norte, além de influenciar os regimes de chuva nas regiões intertropicais da África e da América do Sul.

O aquecimento global vem enfraquecendo gradualmente a AMOC, mas pesquisadores alertam há décadas para o risco de a circulação atingir um limiar crítico que desencadearia uma desaceleração abrupta, alterando radicalmente o clima em várias regiões do planeta. Até agora, as pesquisas indicavam que a circulação poderia permanecer nesse estado enfraquecido e relativamente estável por milhares de anos. Um novo estudo, porém, mostra que a AMOC pode ser muito mais dinâmica do que se imaginava e que a sociedade precisa se preparar não apenas para uma mudança climática abrupta, mas para uma série delas.

Liderado pelos pesquisadores Cristiano Mazur Chiessi, da Escola de Artes, Ciências e Humanidades da Universidade de São Paulo (EACH-USP), e Stefan Mulitza, da Universidade de Bremen, Alemanha, o estudo encontrou sinais de dois episódios de grande intensificação da AMOC entre 17,8 e 14,8 mil anos atrás.

Durante esse intervalo, conhecido como “Heinrich Stadial 1”, a circulação era, na maior parte do tempo, muito mais fraca do que atualmente. No entanto, a análise de sedimentos marinhos da equipe alemã-brasileira concluiu que a AMOC teve dois pulsos abruptos de fortalecimento ao longo do período: um entre 16,5 e 15,8 mil anos atrás, e outro, mais curto, com cerca de cem anos de duração, em torno de 15,4 mil anos atrás. Durante o último episódio, a circulação chegou a superar sua intensidade atual.

Esses resultados foram publicados em maio na revista Nature Communications.

“É a primeira vez que se mostra que a AMOC pode sofrer pulsos de fortalecimento em períodos em que está enfraquecida”, afirma Chiessi, especialista em paleoceanografia e paleoclimatologia (ciências que estudam o passado do oceano e do clima). “Como escreveu um dos revisores do artigo, isso muda completamente a forma como compreendemos a Célula de Revolvimento Meridional do Atlântico.”

O principal motor da AMOC é o afundamento de águas frias e salinas nas proximidades da Groenlândia. Essas águas profundas seguem para o sul e voltam à superfície principalmente no oceano Circumpolar Antártico, onde fortes ventos favorecem sua ressurgência. Correntes superficiais transportam então parte dessa água de volta para o norte, fechando o circuito.

Atualmente, o aquecimento global provocado pela emissão de gases de efeito estufa está enfraquecendo essa circulação. O derretimento das geleiras da Groenlândia, o aquecimento do oceano Ártico e o aumento das chuvas na região estão reduzindo a salinidade e a densidade das águas superficiais, dificultando seu afundamento.

Apesar de preverem que esse processo pode levar a um grande enfraquecimento súbito da AMOC, os pesquisadores ainda não sabem quando e com que intensidade isso poderá ocorrer. Até pouco tempo atrás, mesmo os melhores modelos climáticos avaliados pelo Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) da Organização das Nações Unidas não conseguiam prever a evolução da AMOC com precisão suficiente. Em abril deste ano, porém, uma equipe de pesquisadores da Universidade de Bordeaux, na França, publicou na revista Science Advances uma versão melhorada dessas previsões, baseada em novos dados observacionais. De acordo com eles, a AMOC pode enfraquecer entre 43% e 59% até 2100, mesmo que todos os países cumpram seus compromissos de redução de emissões de gases de efeito estufa.

Um enfraquecimento da AMOC dessa magnitude não acontece desde o final da última Era do Gelo. Durante o último máximo glacial (o período mais frio da última Era do Gelo), entre 23 mil e 19 mil anos atrás, grande parte da Eurásia e da América do Norte estava coberta por gigantescas geleiras com mais de 3 mil metros de altura, que alcançavam a latitude da cidade de Chicago, nos Estados Unidos. O enorme volume de água retido em gelo fez o nível do mar descer 120 metros abaixo do atual. Mesmo durante esse período, a AMOC tinha uma força semelhante à de hoje.

Mas um longo período de deglaciação começou quando mudanças climáticas, desencadeadas por uma variação natural na órbita da Terra, aumentaram a temperatura global. Após cerca de mil anos de derretimento das geleiras, a AMOC sofreu uma queda abrupta de intensidade, da qual só voltaria a se recuperar 3 mil anos depois, no final do evento Heinrich Stadial 1 (HS1).

Chiessi ressalta que o fato de a AMOC ter demorado mil anos para enfraquecer subitamente no passado não significa que ela demorará o mesmo tempo agora. “As condições climáticas eram totalmente distintas”, explica. “Nesse período, a concentração de gás carbônico na atmosfera era mais baixa do que a da era humana pré-industrial. Podemos aprender com os eventos do passado, mas eles não são análogos perfeitos.”

Conchas de foraminíferos vistas ao microscópio. Diferenças de idade entre bentônicos (à esquerda) e planctônicos (direita) revelaram mudanças na AMOC (imagens: Cristiano Chiessi)

Reconstruindo o passado

O estudo analisou uma coluna de sedimentos marinhos coletada no Atlântico equatorial, a uma profundidade de 1.367 metros, a cerca de 189 quilômetros da costa do Maranhão, durante um cruzeiro do navio oceanográfico alemão RV Maria S. Merian, em 2012. Durante o evento HS1, assim como em outros períodos de AMOC enfraquecida, a precipitação no Nordeste brasileiro aumentou muito, enquanto diminuiu drasticamente no norte da Amazônia e em outras regiões mais ao norte. “A taxa de sedimentação onde coletamos foi alta, porque choveu, erodiu e depositou muito lá”, explica Chiessi. “Isso nos permitiu fazer muitas análises. É como ter um filme com muitos quadros por segundo, de altíssima resolução.”

Para estimar a força de correntes oceânicas do passado, a equipe de Chiessi e Mulitza decidiu utilizar um método sofisticado e custoso, mas muito preciso, chamado de datação de ventilação por radiocarbono. A técnica calcula há quanto tempo a água profunda do oceano está isolada da atmosfera, permitindo medir a velocidade das correntes.

Em cada camada de sedimento, os pesquisadores identificaram e dataram conchas de dois tipos de microrganismos (ambos denominados foraminíferos) usando carbono 14 (radiocarbono). Como esse isótopo é produzido na atmosfera e absorvido por microalgas apenas na superfície do mar, a “idade” aparente dessas conchas reflete a profundidade em que se formaram.

As conchas de foraminíferos planctônicos (nativos da superfície) apresentam uma idade mais recente do que as de foraminíferos bentônicos (que vivem no fundo do oceano). Essa diferença de idade ocorre porque o carbono 14 só chega às profundezas transportado pelas águas superficiais que afundam na região da Groenlândia.

Atualmente, o tempo que essa água leva para circular – a chamada “idade de ventilação” da AMOC – é de 350 anos no Atlântico equatorial. Por isso, como conclui Chiessi: “A diferença de idade entre a concha formada na superfície e a formada no fundo é um indicador direto de quão intensa é a AMOC”.

As análises realizadas pelos pesquisadores Partha Sarathi Jena, durante seu pós-doutorado na EACH-USP, e Ines Beese, em seu pós-doutorado na Universidade de Bremen, concluíram que, logo antes do evento HS1, a diferença de idade aparente entre foraminíferos planctônicos e bentônicos era de 325 anos. Durante a maior parte do evento, a diferença aumentou para 960 anos, em função do enfraquecimento da AMOC. No primeiro episódio de intensificação, porém, ela diminuiu para 450 anos; e no segundo, para 200 anos.

A equipe comparou seus resultados com os de outros estudos paleoclimáticos, especialmente com as estimativas de precipitação durante o HS1, obtidas pela análise de estalagmites coletadas na Caverna Jaraguá, em Bonito, Mato Grosso do Sul, e na Gruta da Paixão, em Andaraí, na Bahia. Os dois picos de intensificação da AMOC encontrados coincidem com dois períodos em que chuvas intensas deram lugar a um clima mais seco no continente, reduzindo o volume de água doce que chegava ao oceano.

Os picos também coincidem com aumentos na concentração de gás carbônico na atmosfera, registrados por estudos de bolhas de ar presas no gelo da Antártica durante o HS1. Chiessi e seus colegas sugerem que as duas intensificações da AMOC podem ter transportado para o oceano Circumpolar Antártico águas profundas ricas em gás carbônico, que se encontravam relativamente paradas no Atlântico quando a AMOC estava fraca. Uma vez lá, o gás carbônico foi liberado para a atmosfera.

Chiessi espera que seu trabalho ajude a melhorar as previsões sobre a AMOC, com o objetivo de desenvolver sistemas de identificação de sinais do clima que antecipem mudanças abruptas, permitindo que a sociedade consiga tomar medidas precoces de adaptação. “Precisaremos de muita resiliência, mas ainda podemos evitar que o pior aconteça se atuarmos na redução maciça das emissões de gases estufa”, considera.

O trabalho foi conduzido no âmbito do Centro de Pesquisa em Resiliência a Crises e Desastres Climáticos (CLIMARES), um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) da FAPESP. Também recebeu apoio por meio de outros três projetos financiados pela Fundação (18/15123-4, 23/00355-5 e 25/05117-0).

O artigo Centennial-scale intensifications of the Atlantic Meridional Overturning Circulation during Heinrich Stadial 1 pode ser lido em: nature.com/articles/s41467-026-73364-x.