Um novo estudo dá uma imagem mais clara do que poderia acontecer com o derretimento do permafrost do Ártico. Liderado pelo geocientista Michael Rollins, da Universidade de Massachusetts Amherst, o estudo fornece informações detalhadas sobre como o aumento das temperaturas está remodelando os sistemas de água e liberando carbono há muito congelado.
A equipe examinou uma área da encosta norte do Alasca, aproximadamente do tamanho de Wisconsin, onde centenas de rios e riachos deságuam no Mar de Beaufort. Utilizando 44 anos de dados de modelos com resolução de um quilómetro, descobriram que o escoamento está a aumentar mais rapidamente, os rios transportam quantidades cada vez maiores de carbono e a estação de derretimento estende-se mais tarde no ano, atingindo agora o final do Verão e o Outono. Os resultados são publicados Ciclos biogeoquímicos globais.
Os rios do Ártico desempenham um papel importante no sistema global
Os rios do Ártico têm um impacto surpreendentemente grande no planeta. Eles fornecem cerca de 11% da água dos rios do mundo para um oceano que contém apenas 1% do volume oceânico do mundo. Isto torna o Oceano Ártico particularmente sensível às mudanças nos rios e correntes em toda a região.
Embora o derretimento do gelo forneça grande parte desta água, o derretimento do permafrost está se tornando cada vez mais importante. O solo possui uma camada conhecida como “camada ativa” que congela e descongela a cada ano. À medida que o clima aquece, esta camada vai-se aprofundando, permitindo que mais água subterrânea flua para os rios do Árctico.
O derretimento do solo está liberando carbono antigo
A camada ativa contém grandes quantidades de material orgânico que está congelado há milhares de anos. À medida que se aprofunda, grande parte deste material é lançado no rio como carbono orgânico dissolvido (DOC), chegando eventualmente ao oceano.
O Oceano Ártico já absorve uma parte desproporcional deste carbono em comparação com o resto do mundo. Todos os anos, mais de 275 milhões de toneladas são convertidas em dióxido de carbono, contribuindo para o aquecimento global e criando um ciclo de feedback que poderá intensificar as alterações climáticas.
Observações limitadas tornam a modelagem essencial
Compreender como os rios individuais respondem ao aquecimento é um desafio porque as medições diretas no norte do Alasca são limitadas.
“O que torna esta questão tão difícil de responder é que há tão poucas observações diretas no norte do Alasca”, disse Rawlins, professor associado de extensão de Ciências da Terra, Geográficas e Climáticas na UMass Amherst. “Não há amostragem de rios suficiente para medir os insumos para os estuários ao longo de toda a encosta norte do Alasca.”
Para colmatar esta lacuna, Rollins desenvolveu modelos de balanço hídrico do permafrost ao longo dos últimos 25 anos. Este modelo assume processos-chave, como acumulação de neve, derretimento e mudanças na camada ativa, para melhor representar as condições reais. Em 2021, foi expandido para simular carbono orgânico dissolvido e, em 2024, foi aplicado a 22,45 milhões de quilómetros quadrados de terras do Ártico.
O modelo sugere que, nos próximos 80 anos, o Ártico poderá sofrer até 25% mais escoamento superficial, 30% mais escoamento superficial e aumento da seca nas regiões do sul.
Modelagem de alta resolução revela novos padrões
Versões anteriores do modelo usavam células de grade com 25 km de largura. Este estudo melhora isso ao capturar mudanças em uma escala mais precisa.
“Normalmente executamos o modelo em células de grade de 25 quilômetros”, disse Rollins. “Este novo estudo é a primeira vez que alguém capturou uma área tão vasta do Ártico – aproximadamente do tamanho de Wisconsin – na escala do quilômetro, e durante um período de tempo tão longo: nosso modelo simulou o escoamento diário do rio e a exportação costeira ao longo de 44 anos, de 1980 a 2023.”
A execução do modelo requer um poder computacional considerável. Cada simulação durou 10 dias consecutivos em um supercomputador do Massachusetts Greene High Performance Computing Center.
“Nossas contribuições de água doce e DOC para estuários costeiros serão úteis para uma ampla gama de partes interessadas interessadas nesses ecossistemas únicos da costa norte do Alasca”, disse Rollins, “incluindo o Projeto do Ecossistema da Lagoa Beaufort, que está ajudando a medir exatamente o que está acontecendo nessas áreas costeiras”.
Noroeste do Alasca mostra o maior aumento de carbono
Os investigadores descobriram que, embora o escoamento e o derretimento estejam a aumentar em toda a região, o maior aumento na exportação de carbono está a ocorrer no noroeste do Alasca.
“É mais plano lá em cima”, disse Rollins, “o que significa que há muito mais carbono proveniente de matéria em decomposição no permafrost que se acumulou ao longo de milhares de anos. É carbono antigo.
Um pescoço longo provocando mudanças sazonais
Uma das descobertas mais surpreendentes é a quantidade de mudanças que está diretamente ligada ao degelo do permafrost. A época da muda é agora mais longa do que no passado, estendendo-se até Setembro e até Outubro.
Estas mudanças provavelmente estão afetando a salinidade, a ciclagem de nutrientes e as cadeias alimentares no Mar de Beaufort. Os pesquisadores estão agora estudando como os polígonos de gelo, uma característica comum da paisagem do Ártico, movem água e carbono em direção às áreas costeiras.
Uma lacuna crítica na compreensão do ciclo do carbono
“A quantidade de DOC que chega ao oceano através de rios e córregos é uma parte do ciclo do carbono sobre a qual não sabemos muito”, disse Rollins. “Se quisermos abordar plenamente o problema do aquecimento global e os seus efeitos nos ecossistemas costeiros, precisamos de mais investigação sobre esta ligação terra-mar.”
A pesquisa foi apoiada pela Fundação Nacional de Ciência dos EUA e pela NASA.
