Temperaturas na Terra e o Aquecimento Global


Temperaturas na Terra durante o Fanerozoico. Fonte: Glen Fergus.

A Terra está a aquecer, e tal é tão-somente um facto e não uma mera teoria. Todavia, há quem aponte o facto de a Terra ter tido temperaturas no passado bem mais quentes do que as que tem hoje. E tal também é verdade. O gráfico acima aponta estimativas para a temperatura no planeta Terra nos últimos 540 milhões de anos, ou seja, desde que existe vida multicelular, fazendo referência ao éon Fanerozoico (que significa do Grego "vida evidente"). De salientar que o Fanerozoico representa apenas 12 porcento da história da Terra, considerando que a Terra tem cerca de 4,5 mil milhões de anos.

A Terra Bola de Neve no Proterozoico e a Realimentação Positiva

O Fanerozoico foi precedido pelo Proterozoico; e antes do Fanerozoico, mais precisamente no Neoproterozoico, compreendido entre mil milhões e 540 milhões de anos atrás, a Terra passou pelo período denominado Terra Bola de Neve, em que as temperaturas globais deverão ter atingido vários graus negativos, mesmo nas zonas equatoriais. O que fez a Terra passar por temperaturas tão gélidas mesmo no equador, tendo ficado toda coberta por camadas de gelo com espessuras de vários quilómetros, foi de facto o abaixamento do CO2 na atmosfera, levado a cabo pela meteorização e pela respetiva remoção do CO2 da atmosfera (chemical weathering), vindo o CO2 a ficar depositado nos solos e no fundo dos oceanos através das rochas calcárias. O CO2 ao baixar drasticamente fez diminuir o efeito de estufa, baixar a temperatura e por conseguinte aumentar o nível de gelo nos pólos. E esse aumento na superfície de gelo, fez por conseguinte aumentar a reflexão que a luz solar fazia na Terra. Ou seja, enquanto o gelo reflete muito a luz solar, os oceanos absorvem-na. Este conceito de reflexão da luz e da energia provinda do sol, denomina-se de albedo ou coeficiente de reflexão; e enquanto o gelo e a neve são das superfícies naturais com maior percentagem de albedo, podendo atingir cerca de 90%, os oceanos líquidos são das superfícies naturais com a menor percentagem de albedo, ou seja, cerca de 10%. À medida que o CO2 ia baixando na atmosfera, o efeito de estufa ia diminuindo, o que fazia diminuir as temperaturas e aumentar as superfícies de gelo, que por sua vez aumentava o albedo médio da Terra fazendo com que esta absorvesse menos calor, o que por sua vez diminuía a temperatura e aumentava as camadas de gelo, e por aí adiante num processo denominado de realimentação positiva (positive feedback).

Climatologistas soviéticos já tinham estudado este fenómeno, e segundo as suas teorias, se o gelo da Antártida chegasse à África do Sul, o planeta entraria num ponto criogénico de não retorno, devido ao sistema dinâmico inerente e à realimentação positiva. De salientar que a realimentação positiva também funciona no sentido contrário, isto é, para o aquecimento da Terra, e tal estamos a vê-lo neste momento. Com o derretimento do gelo nos pólos através do aumento da concentração de CO2 e consequente aumento do efeito de estufa e temperatura, diminui a superfície de gelo, que por sua vez diminui o albedo médio da Terra, o que significa que a Terra passa a absorver mais calor através dos oceanos visto que passa a haver mais superfície planetária de oceanos líquidos e menos de gelo, que por sua vez aumenta a temperatura, que por sua vez diminui a superfície de gelo nos pólos, e assim sucessivamente no denominado processo dinâmico de realimentação positiva.

Mas em suma, é verdade que durante a Terra Bola de Neve no Neoproterozoico a temperatura da Terra atingiu vários dezenas de graus negativos. Mas todavia a vida unicelular continuou embrenhada no gelo, e com o degelo que sucedeu no fim deste período, os níveis de oxigénio na atmosfera aumentaram de 1% para os 20%, o que permitiu a explosão da vida multicelular, e posteriormente a explosão cambriana, que mais tarde no Carbonífero deu origem aos primeiros mamíferos e muito posteriormente aos primatas e finalmente ao Homem.

O Fanerozoico e os Ciclos de Milankovitch 

No Fanerozoico, que abrange os últimos 542 milhões de anos, surge a vida multicelular, que vai incluir, por exemplo, todos os animais e seres vivos que conseguimos observar hoje a olho nu. Mas no Fanerozoico as temperaturas do planeta também oscilaram grandemente, e de facto, apesar do recente aquecimento global, as temperaturas já estiveram muito mais altas. No Cretáceo (entre 145 milhões e 66 milhões de anos atrás), por exemplo, havia mares tropicais na Holanda e Inglaterra. Na época do Eoceno (entre 55 milhões e 36 milhões de anos atrás) as temperaturas chagaram a ser, por exemplo, em média 14 graus acima do que são hoje. Também no Devoniano (entre 416 milhões e 359 milhões de anos atrás) as temperaturas chegaram a estar, em média, 14 graus acima das que temos hoje. Já no Pleistoceno, ou seja, no último milhão de anos, as temperaturas estiveram mais abaixo do que estão hoje, devido a sucessivas pequenas idades do gelo.

Neste momento o ângulo entre o eixo de rotação e o
plano de translação/orbital da Terra, é cerca de 23,5 graus.
Mas este valor muda ligeiramente com os milénios, devido
ao campo gravítico dos outros planetas, alterando a radiação
de luz solar nos pólos, e por conseguinte o clima, dando
origem aos ciclos das idades do gelo. Milankovitch estudou
estes e outros ciclos da Terra no princípio do século XX.
Como foi anteriormente referido, há vários fatores que influem na temperatura da Terra, o sobejamente mais conhecido de todos, é a concentração de gases com efeito de estufa, sendo o Dióxido de Carbono (CO2) e o Metano (CH4) os gases mais comuns, tendo este último um efeito de estufa por unidade de massa, cerca de 30 vezes superior ao CO2. Além dos gases com efeito de estufa, influem naturalmente também no clima da Terra, a radiação solar (solar input) que é acima de tudo influenciada pelos denominados ciclos de Milankovitch, em homenagem a um matemático sérvio que estudou no princípio do século XX as variações dos ciclos orbitais da Terra e a sua influência no clima. Os ditos ciclos analisam as variadíssimas combinações orbitais a que a Terra está sujeita na sua órbita substancialmente plana e elíptica, em torno do Sol. Mas pequenas variações, por exemplo, no ângulo entre o eixo de rotação da Terra e o seu plano de translação (ou o plano orbital ou plano da eclíptica), podem aumentar ou diminuir a quantidade de energia solar que é irradiada sobre os pólos terrestres, alterando o ponto de estabilidade climática da Terra. Os ciclos de Milankovitch são por exemplo, os principais responsáveis pelas várias idades do gelo.

O clima muda e as espécies extinguem-se

O clima da Terra sempre mudou, e mudou por vezes drasticamente, fazendo com que as recentes alterações climáticas sejam insignificantes, quando comparadas com as quais a Terra já esteve sujeita. Todavia, o trágico da questão, é que mais de 95% das espécies que já existiram, foram extintas, e sempre que houve alterações climáticas fortes e severas, várias espécies foram levadas à plena extinção. Vejamos por exemplo a transição entre o Paleozóico e o Mesozóico que levou 95% de todas as espécies marinhas à extinção, com um enorme aquecimento global levado a cabo pela atividade vulcânica que fez aumentar drasticamente os níveis de CO2 na atmosfera. Aliás, as fronteiras entre as diversas eras geológicas envolvem normalmente extinções em massa, por norma devido a cataclismos ou alterações climáticas.

Se é verdade que as alterações climáticas foram um fenómeno muito recorrente e catastrófico na História da Terra, também é verdade que as mesmas levaram várias espécies à extinção, sendo também ainda verdade, ironia da Ciência, que muitas dessas extinções permitiram que outras espécies prosperassem, das quais nós descendemos. Vejamos o caso do cataclismo que marca o final do Mesozoico, e que levou os dinossauros à extinção, devido a um asteróide que provocou várias alterações climáticas e consequentemente, alterações profundas no ecossistema do planeta. Essa extinção dos dinossauros permitiu que os mamíferos, até então meras presas dos dinossauros, pudessem prosperar visto que eram mais pequenos e consumiam menos energia, já não tendo tão omnipresentes os seus clássicos predadores. E perante uma escassez aguda de alimentos ao longo da cadeia alimentar, sobreviveram os que consumiam menos, que são por norma, por motivos metabólicos, os mais pequenos. E a evolução por seleção natural escolhe os mais aptos, e não os mais fortes.

Conclusão

Se é verdade que o clima da Terra mudou muito desde há 4,5 mil milhões de anos, e particularmente desde que há vida multicelular, há cerca de 540 milhões de anos, também é verdade que neste período sempre que mudou, várias espécies foram extintas. E o problema adicional, como explanado, é que a realimentação positiva associada ao sistema climático, torna-o num sistema instável, ou seja, pequenas variações tendem a ser amplificadas. Considerando que hoje temos o planeta repleto de Homo Sapiens, seria uma tragédia humana sem precedentes para a espécie reinante, alterações climáticas mesmo que ténues em comparação com as do passado da história da Terra. Mas desta desta vez, ironia da Ciência, a espécie que é a principal afetada, é cumulativamente a principal responsável!

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