MUDANÇAS CLIMÁTICAS: A ATMOSFERA

Os gases constituintes da atmosfera terrestre têm um papel fundamental no sistema climático, em particular na manutenção de temperaturas amenas no planeta – efeito de estufa, assim como um papel na absorção parcial da radiação solar, em particular da perigosa radiação ultravioleta através da camada de ozônio. Estas características foram sendo adquiridas ao longo da evolução da Terra à medida que esta foi sendo colonizada pelas primeiras bactérias e outros organismos unicelulares. A atmosfera terrestre tem, como principal característica, o fato de ser um sistema claramente fora do equilíbrio termodinâmico. Se bem que o nitrogênio, que constitui 79% da atmosfera seja basicamente não reativo, o mesmo não se passa com o oxigênio. O sistema atmosfera efetua ainda trocas com as restantes esferas terrestres, em particular com os oceanos e a biosfera, mas também com a litosfera e o manto, fontes importantes de gases, por meio dos sistemas vulcânicos e hidrotermais. A atmosfera terrestre evoluiu através da desgaseificação do manto durante os primeiros milhões de anos de evolução da Terra e da incorporação de componentes gasosos a partir de corpos celestes que colidiam frequentemente com o planeta. Ao longo do tempo geológico a situação foi-se modificando, à medida que se estabelece o ciclo hidrológico e se forma a crosta continental, dando lugar à meteorização das rochas e consumo do CO2 atmosférico. Com o aparecimento das primeiras bactérias e desenvolvimento do metabolismo aeróbico, o oxigênio foi sendo progressivamente formado por processos biológicos e não somente através de fotólise. Inicialmente, o oxigênio produzido é consumido na oxidação de elementos e compostos reduzidos não havendo lugar à sua acumulação de forma significativa na atmosfera. A situação muda por volta dos 2,2 a 2 bilhões de anos, pois subitamente as formações bandadas de ferro desaparecem do registo geológico e a fraccionação dos isótopos estáveis de enxofre denotam a existência de mecanismos de oxidação do elemento que não exclusivamente por fotólise. Nesta altura, a atmosfera adquire gradualmente as características que conhecemos atualmente, mas o planeta ainda vai testemunhar muitas oscilações na composição atmosférica, em particular do oxigênio e dióxido de carbono. No Proterozóico superior dá-se um evento climático catastrófico, que leva ao desenvolvimento de uma glaciação global desde os polos ao equador, conhecida como a hipótese da “Snowball Earth”. Nesta altura, a própria vida na Terra sofre uma provação sem igual e o planeta mergulha num gélido manto branco cujos modelos físicos preveem não ser possível de recuperar, mas que a acumulação de CO2 na atmosfera vai demonstrar precisamente o contrário. Após a explosão do Cambriano, que pode estar relacionada com a acumulação do oxigênio na atmosfera, os níveis dos gases atmosféricos mantêm-se relativamente constantes. No entanto, em diversas ocasiões assiste-se a variações dos níveis atmosféricos em O2 e CO2. Um desses eventos decorre durante o desenvolvimento das grandes plantas terrestres tendo-se estabelecido um desequilíbrio no balanço entre a produção e consumo do oxigênio, permitindo que este tenha atingido níveis bem mais elevados que os atuais. Já o CO2 encontra-se em concentrações mais elevadas que as atuais durante todo o Fanerozóico, tendo igualmente ocorrido transferências substanciais deste gás para a atmosfera durante eventos de superplumas e formação das grandes províncias ígneas como os Traps do Decan (Índia) na transição Cretácico/Terciário ou da Sibéria, na transição Pérmico/Triássico. Estes eventos, coincidentes com importantes extinções em massa da vida terrestre, não são exclusivos na transferência de CO2 para a atmosfera, pois existe forte evidência da libertação de quantidades substanciais de metano para a atmosfera na transição do Paleoceno/Eocênico, metano esse que por via do oxigênio atmosférico é rapidamente oxidado para CO2. Todos estes processos são fulcrais para a compreensão do comportamento do sistema climático terrestre a escalas de tempo dificilmente equacionáveis por modelos numéricos e que se tornam fundamentais na compreensão da evolução climática no futuro. Numa escala de tempo de milhares de anos, o registo dos gases atmosféricos aprisionados nos gelos da Groenlândia e Antarctica mostram variações na composição atmosférica com uma resolução que dificilmente imaginaríamos possível há poucos anos atrás. Desta história podemos apreciar a importância do CO2 como composto regulador do clima na Terra, embora não seja de forma alguma o único, e quão preocupantes se tornam as emissões crescentes deste gás por via das atividades antropogênicas.Marco Alegre-Jornal O Imparcial

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