Glaciologista de Princeton diz que vários megaprojetos de engenharia podem ajudar a estabilizar as geleiras mais perigosas do mundo
A geoengenharia , como dirão seus adeptos mais leais, não é apenas possível em princípio - ela já está funcionando.
Eles dizem que sabem disso porque já estamos fazendo isso - chamamos esse processo de aquecimento global. A humanidade libera anualmente bilhões de toneladas de gases de efeito estufa na atmosfera e, como resultado, já criamos um sistema climático diferente: mais quente, úmido e menos flexível do que aquele em que as pessoas viviam desde o advento da agricultura.
Até agora, as formas mais promissoras e menos caras de reverter essas mudanças estão abordando a questão também em nível global. Pesquisadores discutem como os aviões podem pulverizar periodicamente gás na atmosfera superior, o que impedirá que parte da luz solar atinja a superfície da Terra, o que esfriará o globo. Esta ideia é discutida ativamente e chamada geoengenharia solar. Em agosto de 2017, foi
discutido por mais de cem cientistas em uma conferência informal; A Universidade de Harvard abriu um centro para estudar esta questão por US $ 7,5 milhões.
Mas os efeitos colaterais negativos dessa tecnologia não podem ser previstos. Pode criar regiões vencedoras e perdedoras esfriando alguns lugares e iniciando a seca em outros. E se for adotada uma abordagem mais restrita? E se os cientistas puderem evitar um sintoma catastrófico da mudança climática - um rápido aumento do nível do mar, por exemplo - sem interferir novamente na natureza?
Michael Wolovick, pós-doutorado em glaciologia na Universidade de Princeton, acredita que isso é possível.
Nos últimos anos, Volovik estudou a questão de saber se um conjunto de projetos de geoengenharia com objetivos restritos pode atrasar o aumento do nível do mar por vários séculos e dar às pessoas tempo para se adaptarem às mudanças climáticas e provavelmente revertê-las. Ele está estudando se é possível construir paredes subaquáticas perto das geleiras mais instáveis do mundo - a saber, enormes pilhas de areia e pedras que se estendem por muitos quilômetros ao longo do fundo do mar - para mudar a reação das geleiras para aquecer os oceanos e a atmosfera, para diminuir drasticamente ou reverter seu colapso.
Se eles funcionarem como planejado, essas enormes paredes podem fazer com que as geleiras permaneçam intactas 10 vezes mais do que se nada fosse feito. Nas simulações mais simples, a presença de paredes leva ao fato de que uma geleira que desmoronaria após 100 anos custa mais mil.
Volovik apresentou seu trabalho em dezembro de 2017 na reunião anual da Sociedade Geofísica Americana, onde eu vi seu trabalho. Nas próximas semanas, conversamos com ele sobre esse tópico.
“Uma das razões pelas quais apresento este projeto é que medidas com objetivos restritos podem levar a melhores resultados. A ampla geoengenharia solar afeta a escala de todo o planeta, mas os problemas dessa abordagem também podem se tornar planetários ”, ele me disse.
Sua sugestão, que até o momento não foi descrita em detalhes na mídia, é tentar trabalhar com a fonte do problema. As geleiras da Groenlândia e da Antártica, que levarão ao aumento mais rápido do nível do mar, estão agora relativamente bem contidas. As tentativas de fazer algo com eles serão diferentes de tentar distorcer o agitado sistema climático mundial.
"Eles têm uma escala geográfica menor", disse ele. "Consiga muito mais pelo mesmo dinheiro, em termos da influência pública exercida por essas correntes de gelo e geleiras."
"Precisamos pensar em como podemos resolver esse problema", disse Robin Bell, professor de glaciologia da Universidade de Columbia e presidente recentemente eleito da Sociedade Geofísica Americana, uma organização de mais de 60.000 cientistas da Terra.
"Nós, como cientistas, podemos fazer contribuições individuais e também gastamos muito tempo descobrindo como a Terra funciona", disse-me Bell. Ela era consultora de Volovik quando ele estava fazendo doutorado na Colômbia. Eles usaram o radar para
estudar como a curva e torção da camada de gelo se move ao longo da rocha subjacente.
“Ao mesmo tempo, acredito que ele pertence a um pequeno grupo de pessoas que disseram - bem, há algo que poderíamos fazer para diminuir o impacto do gelo nas mudanças climáticas e mudar seus movimentos no futuro? Ela diz. - Para jovens cientistas, essas declarações correm um certo risco, todo mundo quer que você faça a mesma coisa que todo mundo. Mas alguém precisa dar os primeiros passos. "
E embora Volovik tenha passado dois anos estudando essa proposta em Princeton, suas idéias permanecem no campo teórico. Levará anos de estudo antes que eles se tornem viáveis. E mesmo que pareçam trabalhadores, não eliminarão a necessidade de reduzir as emissões de gases de efeito estufa. A desaceleração do aumento do nível do mar não afetará os outros efeitos das mudanças climáticas -
chegadas acentuadas de altas temperaturas ,
secas de dez anos ,
destruição em larga escala dos recifes de coral .
Essas idéias nos darão algum tempo, retardando o aumento do nível do oceano. Mas para 150 milhões de pessoas que vivem na costa não mais de um metro e meio acima do nível do mar, isso pode ser suficiente.
Aqui está uma descrição da idéia de Volovik: como deve funcionar, justificação científica, opinião de especialistas.
De acordo com o plano de Volovik, é necessário construir o que ele chama de "limiares": enormes pilhas planas de material no fundo do mar. "Nada particularmente complicado tecnicamente", diz ele. "Imagino uma grande pilha de areia ou outro material solto e, possivelmente, uma camada externa de pedras que o protege das marés."
Apenas construindo essas paredes gigantes em frente às geleiras mais instáveis do mundo, diz Volovik, é possível impedir que elas colapsem. Como O processo parece contra-intuitivo. As corredeiras de Volovik não subirão acima do nível da água. Não serão as paredes do mar - nem as represas que cercam Nova Orleans hoje, restringindo o movimento da água. Serão simplesmente mudanças na topografia subaquática do fundo do oceano.
No entanto, nosso entendimento atual das causas do derretimento das maiores
camadas de gelo sugere que essas paredes podem realmente funcionar. "A maior vulnerabilidade da Antártica, que conhecemos após algumas décadas de observações e obtivemos dados qualitativos, consiste não tanto em ar quente como em água quente", disse Volovik.
Hoje, a superfície do oceano perto da maioria das camadas de gelo está bastante fria. Mas apenas a camada superior da água é fria e está localizada acima da água mais densa e quente. Com o movimento da água nos oceanos, nasce nas profundezas do meio, aproxima-se da plataforma continental da Antártica e de suas enormes geleiras que terminam no mar.
Quando essa água quente atinge a geleira, ela espirra na base da “barreira de gelo” - é assim que os cientistas chamam de lugar onde a parede frontal da geleira está aberta para o mar. Lá, a água quente do oceano corrói e derrete o gelo aberto. A água da geleira se torna mar, o nível do mar aumenta, a geleira recua.
E aqui um fato-chave está oculto para os futuros geoengenheiros: com o aumento da temperatura global, nem todas as geleiras gigantes do mundo derreterão. A segunda maior camada de gelo do mundo, localizada na Groenlândia, está principalmente acima do nível do mar e apenas toca o oceano em alguns pontos. "A camada de gelo da Groenlândia está enfiando o nariz no Atlântico Norte", diz Bell.
Agora, as águas quentes do oceano estão corroendo alguns dos fluxos gelados mais rápidos da Groenlândia - incluindo o
Glaciar Jacobshavn , que produz mais icebergs do que qualquer outro glaciar do mundo. Mas a Groenlândia também está localizada entre o Canadá e o norte da Europa e, portanto, coleta mais ar quente do que seu irmão gêmeo antípoda do outro hemisfério. Cerca de metade da perda anual de massa da geleira ocorre devido ao derretimento da superfície - isso acontece quando o ar acima da camada de gelo se torna muito quente para manter o gelo.
Os icebergs da geleira Jacobshavn, uma das poucas grandes geleiras da Groenlândia que derretem devido ao contato com o oceano, subindo acima da água, encontram o mar no final do fiorde de gelo de Illyulissat, na foto acima. Volovik sonha que uma das primeiras corredeiras será construída neste local.Por definição, a proposta de geoengenharia da Volovik só pode funcionar com o derretimento causado pelo oceano. Mas isso é bom: o derretimento da superfície, embora constante, é lento. O derretimento do oceano é rápido e imprevisível, e é por isso que no século XXI ocorrerá a maior parte do aumento catastrófico do nível do mar. Tudo graças à Antártica - mais precisamente, à geografia única da camada de gelo da Antártica Ocidental (WAIS).
No final da década de 1950, os cientistas que foram os primeiros a marcar o continente mais ao sul descobriram que o manto de gelo da Antártica ocidental era diferente do da Groenlândia. O escudo da Groenlândia está localizado na rocha subjacente acima do nível do mar, e o WAIS está à semelhança de uma tigela gigante localizada na Terra. A maior parte de sua rocha subjacente está abaixo do nível do mar. E tudo isso é mantido por uma física estranha: "Como a rocha está abaixo do nível do mar, a camada de gelo está presa à sua base apenas porque é espessa demais para nadar", explicou David Vaughan, diretor da Antártica Britânica em um trabalho recente revisão.
Vinte anos depois, John Mercer, um glaciologista da Universidade Estadual de Ohio, combinou esse recurso incomum com a nova idéia de que as pessoas aquecem o globo, poluindo a atmosfera com dióxido de carbono. Em 1978, na revista Nature, ele alertou que a interação da água quente do oceano e a bacia rochosa do WAIS poderia levar ao desastre.
Em qualquer geleira que termina no oceano, a água quente do mar corrói e derrete a barreira, razão pela qual o nível do mar aumenta e a geleira recua. Mas a rocha subjacente, WAIS, tem um viés em direção ao centro do continente - o que significa que a maior parte da água na geleira fica mais próxima do seu centro, uma vez que é a mais alta do centro. Esses dois fatos juntos levam a um terrível mecanismo com crescimento rápido e descontrolado: a cada metro que o WAIS recua, ele dá ao oceano acesso a mais água do que um metro antes. Ao mesmo tempo, durante o retiro, o enorme peso de cada corrente de gelo a empurra em direção ao oceano faminto.
As geleiras que conectam o WAIS ao oceano não desaparecerão constantemente ao longo do tempo. Eles vão acelerar em direção à morte, jogando cada vez mais água no oceano a cada dez anos, até que o WAIS desapareça completamente. Eles entrarão em colapso e elevarão o nível do oceano em 4,5 metros.
É esse mecanismo que Volovik está tentando parar. Seus modelos dizem que, simplesmente construindo um limiar no fundo do oceano, reteremos a água quente e profunda e impediremos que ela atinja a geleira. Se você reduzir a quantidade de água quente que lava a barreira da geleira, ela deixa de recuar e, às vezes, ganha massa.
O Glaciar Thwaites e o Pine Island Glacier têm vista para o Mar Amundsen, na Antártida OcidentalPegue a geleira Thwaites, uma das maiores correntes de gelo da camada de gelo da Antártica Ocidental, projetando-se para o oceano, e uma das geleiras que mais preocupam os cientistas. Por enquanto, Tuiteys recua 1 km anualmente. Quando Volovik liga seu modelo, ele primeiro permite que ela trabalhe 100 anos sem criar limites, a fim de simular a passagem do tempo e o início de um sério aquecimento global. No final da corrida, a barreira Twights recua 100 km de sua posição atual.
Então ele constrói um limite virtual. "E então ele se estabiliza e pode se recuperar", diz ele. "Em alguns casos, os Twights estão ficando maiores que o volume atual e, nesses casos, a barreira está subindo para o limite".
Nos modelos mais otimistas, as prateleiras de gelo - gelo flutuante que se estende da barreira para o mar - se expandem e se conectam ao limiar. Isso diminui o avanço da geleira e permite que a barreira avance.
E mesmo nos cenários mais pessimistas - quando Volovik instrui a geleira simulada a sofrer erosão e destruir o limiar mais rapidamente - a humanidade ainda tem tempo, pois a vida útil da geleira aumenta em 400-500 anos.
Volvik alerta que seus modelos são bastante primitivos e, portanto, estimativas temporárias devem ser vistas como oportunidades promissoras, e não como previsões precisas. "Você não precisa esperar muito dos cronogramas do modelo", diz ele. "O processo simulado remove muitas pequenas irregularidades do fundo, e essas irregularidades podem estabilizar temporariamente a barreira de gelo."
Ele recomenda que as pessoas preocupadas com o destino das costas construam essas corredeiras em dois lugares. Primeiro, eles precisam ser erguidos nos fiordes das maiores geleiras da Groenlândia, como o Jacobschavn. Sua largura geralmente não excede 2-3 km, e a drenagem subaquática neles se assemelhará a outras obras de engenharia civil em larga escala, como
as Ilhas Palm em Dubai. A Groenlândia é gerenciada em conjunto pela Dinamarca e pelo Governo Nacional da Groenlândia, e essas duas organizações podem decidir trabalhar juntas nessa construção.
Se as corredeiras funcionam na Groenlândia, ele recomenda que a humanidade as construa na Antártica. Politicamente, será bastante difícil - 53 países controlam a Antártica - e isso vai além de qualquer projeto de megaengenharia anterior. A parte da geleira Thwaites com vista para o oceano tem cerca de 100 km de largura. A geleira de Pine Island Bay, outra corrente de gelo instável associada ao WAIS, tem aproximadamente 40 km de largura. Os países interessados terão que usar submarinos para construção nos dois lugares, já que alguns dos melhores lugares para isso estão sob prateleiras de gelo flutuando na superfície do mar.
Entusiastas de cross country andam pela encosta gelada da Antártica no final de janeiro de 2014E eles terão que trabalhar rápido. Nas últimas duas décadas, os cientistas construíram toda uma constelação de observatórios de satélites no continente sul. Suas medições confirmam que o recuo do gelo da Antártica ocidental já começou. A geleira já é mais curta, se movendo mais rápido e sua massa é menor do que era antes. Seja um colapso total ou não, só será conhecido em algum lugar em 2050.
Se for um colapso, afetará mais seriamente os Estados Unidos. As maiores geleiras do mundo são tão grandes que possuem seu próprio campo gravitacional, atraindo a água do oceano para si mesmas. As costas do Atlântico e do Pacífico estão no centro da influência gravitacional do WAIS, resultando em um aumento de 25% no aumento do nível do mar global nesses locais.
Nos últimos anos, alguns cientistas descobriram vários novos mecanismos que ainda podem acelerar o colapso do WAIS. Um deles é a instabilidade das encostas do gelo do mar. No processo de recuo constante das geleiras, sua borda principal pode subir mais de 600 m acima do fundo do oceano. O gelo simplesmente não é forte o suficiente para suportar tal peso. Ele vai desmoronar e detritos do tamanho de um arranha-céu cairão na água.
Outro motivo é o fraturamento hidráulico. Com o aumento da temperatura do ar na Antártica, lagos de água podem se formar em prateleiras flutuantes. Eles são capazes de destruir rapidamente o gelo sob eles, como aconteceu no Mar Larsen em 2002, quando um pedaço de gelo do tamanho do estado de Rhode Island [com a região de Tomsk / aprox. trans.] entrou em colapso em apenas algumas semanas. Quando a plataforma desaparece, as geleiras terrestres atrás deles aceleram sua jornada para o mar.
Nem todos os glaciologistas concordam que os modelos de computador descrevem corretamente esses mecanismos. Por exemplo, no ano passado, Robin Bell e seus colegas descobriram uma enorme cachoeira na plataforma antártica, além de muitos outros recursos que indicam que os lagos de água derretida nem sempre destroem as prateleiras.
Mas se você incluir esses dados no modelo, os resultados serão assustadores. Em 2013, o Painel Internacional sobre Mudanças Climáticas previu que em 2100 o nível do mar não subiria mais de 98 cm e, em um artigo publicado há um mês, os cientistas levaram em conta dois novos mecanismos e afirmaram que em 2100 o nível do mar estaria no máximo. na verdade crescem 146 cm. 153 milhões de pessoas verão as inundações de suas próprias casas.
Rob Dekonto, climatologista da Universidade de Massachusetts em Amherst, diz estar cético em relação à tecnologia de Wolowick, mas entende por que vale a pena fazer isso. "Acho que basicamente reagi assim: tudo bem, a curto prazo, desaceleraremos esses processos", diz ele. "E quando podemos decidir que tudo isso está realmente acontecendo?" E isso é um investimento internacional em projetos de engenharia? ”
Ele também está preocupado que a proposta de Volovik lide apenas com água morna, enquanto seus estudos dizem que o ar quente pode levar ao aparecimento de lagos de água derretida, cujo impacto pode ser catastrófico. “Nos modelos com um alto nível de emissões, longos períodos de alta temperatura do ar no verão aparecem e, por causa disso, uma grande quantidade de água derretida.
E sabemos que em algumas condições isso tem um efeito muito ruim na prateleira, independentemente da temperatura do oceano ”, diz ele. "Podemos salvar Thwaites de derreter de baixo para cima, mas o que acontece se toda essa superfície for coberta com uma enorme quantidade de água derretida todo verão?"Ken Caldeira, climatologista do Instituto de Ciências. Carnegie, disse que gostaria de ouvir as opiniões dos engenheiros antes de gastar energia nesse plano. "Sem quantificação e consulta com engenheiros, é apenas um experimento mental com modelagem", ele escreveu em um email. "Não tenho qualificações suficientes para avaliar esta proposta, mas sou cético quanto a isso".Os esquemas de geoengenharia WAIS com falha já ocorreram no passado. Os glaciologistas avaliaram a idéia de bombear água do mar para o centro da Antártica para congelar e reduzir o risco de aumento do nível do mar. Em 2016, Katya Friler, do Instituto de Pesquisa Climática de Potsdam, e colegas estudaram essa idéia e descobriram que essas ações realmente acelerariam o movimento das geleiras, usando até 7% da produção global de energia."Em relação à geoengenharia, eu sempre defendo deixar os combustíveis fósseis no solo e confiar em tecnologias comprovadas e existentes, como energia renovável", escreveu Dekonto em um email.O próprio Volovik acredita no mesmo. "É importante enfatizar que qualquer geoengenharia não substitui um plano de redução de emissões", ele me disse. "A elevação do nível do mar não é a única consequência negativa das mudanças climáticas, e a geoengenharia glacial não faz nada com a expansão térmica e a acidificação dos oceanos, bem como com períodos de calor repentino".“Além disso”, ele acrescenta, “isso não é para sempre. - O destino final da camada de gelo antártico está intimamente relacionado às emissões totais de carbono. Se queimarmos todo o carbono da terra, toda a Antártica acabará por derreter. ”Esse aviso foi feito por todos os glaciologistas - e é adequado ao nosso período histórico ambíguo. Em quase todas as estimativas do aumento do nível do mar, entende-se que as pessoas continuarão a queimar combustíveis fósseis a uma velocidade tremenda, especialmente nas partes mais subdesenvolvidas do mundo. Essa previsão se tornará realidade? Os eventos se contradizem demais para que isso seja previsível. Considere, por exemplo, as últimas notícias: a China pode proibir o uso de carros a gasolina, enquanto as empresas chinesas continuam a construir usinas a carvão. Na América, as emissões de dióxido de carbono continuam a cair e o governo federal promete abrir quase todas as costas para a perfuração de petróleo. A energia solar é a fonte de energia que mais cresce, mas a Índia dizque suas usinas a carvão operarão "por muitas mais décadas".Em dezembro, na mesma conferência em que Volovik revelou sua idéia, Dekonto apresentou evidências precoces baseadas em modelagem, das quais se conclui que, se o mundo conseguir não aumentar a temperatura global em mais de dois graus, conseguiremos impedir completamente o colapso do WAIS. "É possível", ele me disse. "Para isso, será necessário apenas tomar medidas com coordenação internacional."Mas há muito poucos sinais dessa coordenação agora. E, portanto, existe uma idéia de outro mundo em que as emissões globais de carbono estão aumentando, e os futuros engenheiros geográficos precisam adicionar novas geleiras às suas listas."Não são apenas os Thwaites, são? - disse Dekonto. "Os Twights são muitas vezes prestados atenção porque há muita coisa acontecendo, e estamos seguindo-o agora." Mas existem outras geleiras salientes para fora que observamos em todo o continente. E há outras maneiras pelas quais o gelo pode contribuir para o aumento do nível do mar nos reservatórios profundos do leste da Antártica - muito mais e mais fortes que o WAIS. Existem geleiras salientes que podem responder ao aquecimento bastante forte. ”Então não será apenas em Thwaites, a baía de Sosnovy ostrov ou Yakobshavna. E nenhuma montanha de areia e pedras aguenta a maré.