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É uma questão multibilionária: o que acontecerá com a água à medida que as temperaturas continuarem a subir? Haverá vencedores e perdedores com qualquer mudança que redistribua onde, quando e quanta água está disponível para os seres humanos beberem e usarem.
Para encontrar respostas e fazer previsões informadas, os cientistas olham para o passado. As reconstruções das alterações climáticas passadas utilizando dados geológicos ajudaram a mostrar a influência de longo alcance da actividade humana nas temperaturas desde a Era Industrial. Mas reunir registos hidroclimáticos para o mesmo período revelou-se muito mais difícil.
Um estudo da equipe do projeto Past Global Changes (PAGES) Iso2k, liderado por Bronwen Konecky da Universidade de Washington em St. Louis, dá um passo importante na reconstrução de uma história global da água nos últimos 2.000 anos. Usando evidências geológicas e biológicas preservadas em arquivos naturais – incluindo 759 registros paleoclimáticos diferentes de corais, árvores, gelo, formações de cavernas e sedimentos distribuídos globalmente – os pesquisadores mostraram que o ciclo global da água mudou durante períodos de temperaturas mais altas e mais baixas no passado recente.
“O ciclo global da água está intimamente ligado à temperatura global”, disse Konecky, professor assistente de ciências terrestres, ambientais e planetárias em Artes e Ciências na Universidade de Washington e principal autor do novo estudo na Nature Geoscience.
“Descobrimos que durante os períodos em que a temperatura está a mudar à escala global, também vemos mudanças na forma como a água se move pelo planeta”, disse ela.
O ciclo da água é complexo e as chuvas, em particular, apresentam variações geográficas muito mais drásticas do que a temperatura do ar. Isto tornou difícil para os cientistas avaliar como as chuvas mudaram nos últimos 2.000 anos.
“Decidimos começar com registros de isótopos de água porque eles refletem sinais holísticos e porque estão registrados em todos os tipos de arquivos naturais diferentes”, disse Konecky. “Este é um primeiro passo para reconstruir os padrões de seca ou precipitação à escala global durante os últimos 2.000 anos”.
Um ciclo entrelaçado
O ciclo global da água é vasto e interligado. A água evapora da superfície da Terra, sobe para a atmosfera, esfria e condensa-se em chuva ou neve nas nuvens e cai novamente na superfície como precipitação. Cada molécula de água que faz parte do ciclo tem uma certa ‘impressão digital’ ou composição isotópica, que reflete pequenas variações no peso atômico dos átomos de oxigênio e hidrogênio que compõem a molécula. Portanto, as moléculas individuais de água podem ser mais pesadas ou mais leves.
Com este novo estudo, os cientistas descobriram que quando a temperatura global é mais elevada, a chuva e outras águas ambientais tornam-se mais isotopicamente pesadas. Os pesquisadores interpretaram essas mudanças isotópicas e determinaram sua linha do tempo sintetizando dados de uma ampla variedade de fontes de arquivos naturais dos últimos 2.000 anos de história da Terra.
A equipe do projeto PAGES Iso2k – que inclui mais de 40 pesquisadores de 10 países – coletou, compilou e às vezes digitalizou conjuntos de dados de centenas de estudos para construir o banco de dados que usaram em suas análises. Eles acabaram com 759 conjuntos de dados de séries temporais distribuídos globalmente, representando o maior banco de dados integrado de registros proxy de isótopos de água do mundo.
Reunir sinais de muitos tipos diferentes de arquivos naturais pode ser como juntar maçãs e laranjas. Konecky e a equipa do projecto sabiam, no entanto, que os isótopos da água registam sinais climáticos de formas específicas em diferentes arquivos naturais. Cuidadosamente montado, esse traço comum poderia ajudá-los a comparar um anel de árvore a um núcleo de gelo.
“Cada arquivo é diferente”, disse Konecky. “Para complicar ainda mais as coisas, conjuntos de dados de diferentes arquivos são gerados por diferentes comunidades científicas com terminologia, normas e materiais de referência próprios. Criamos campos de descrição de dados (metadados) para o banco de dados que traduzem as particularidades de cada registro em uma linguagem comum que torna possível comparar variações em um arquivo com variações em outro. Esse processo levou anos!”
A equipe se reuniu pessoalmente uma vez e depois fez tudo por teleconferência. Eles organizaram sessões de trabalho conjunto em horários estranhos para acomodar fusos horários do Havaí ao Japão, da Austrália à Europa e entre eles. “Até passamos uma véspera de Ano Novo trabalhando no banco de dados e nas análises que levaram a este artigo”, disse Konecky.
Mais mudanças no ciclo da água estão por vir
As relações à escala global entre a temperatura e a composição isotópica de certas águas ambientais, como a água do mar e o gelo glacial, têm sido reconhecidas há muito tempo à medida que o planeta entra e sai dos ciclos da era glacial. As relações à escala local com a temperatura em escalas de tempo de minutos a meses também estão bem estabelecidas.
Mas este estudo fornece a primeira evidência de que a temperatura e a composição isotópica das águas ambientais andam de mãos dadas em escalas de tempo entre estas duas – isto é, ao longo de décadas a séculos.
É um ajuste rápido, disse Konecky. “À medida que o planeta aquece e arrefece, isso afecta o comportamento da água à medida que sai dos oceanos e o vigor dos seus movimentos através da atmosfera”, disse ela. “Os sinais isotópicos nestas águas respondem muito bem às mudanças de temperatura”.
Os cientistas descobriram que a temperatura média global da superfície exerceu uma influência coerente na composição isotópica da precipitação global e da “água meteórica” (água em lagos, rios e degelos) ao longo dos últimos 2.000 anos. As mudanças que observaram foram impulsionadas pelos processos globais de evaporação e condensação dos oceanos, com valores mais baixos durante o período conhecido como Pequena Idade do Gelo (1450-1850) e valores mais elevados após o início do aquecimento climático causado pelo homem, começando por volta de 1850.
Quando se trata do impacto específico destas mudanças na precipitação futura e na disponibilidade de água, é demasiado cedo para prever quem irá ganhar e quem irá perder. Mas os dados deste estudo dos últimos 2.000 anos sugerem que são prováveis mais mudanças no ciclo da água à medida que as temperaturas globais continuam a aumentar. Junho, julho e agosto de 2023 foram os meses mais quentes já registrados para o nosso planeta.
“A forma como a água se comporta quando sai dos oceanos e se move pela atmosfera e chove – esse comportamento é fortemente impactado pelas mudanças na temperatura atmosférica”, disse Konecky.
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