A influência oceânica na regulação do clima global
O fluxo de energia é uma das propriedades mais importantes das massas oceânicas para o clima da Terra. Esse fenômeno refere-se à troca de calor entre o oceano e a atmosfera, ocorrendo tanto em escala regional quanto no contexto do sistema de circulação global. No entanto, muitos desses processos ainda são foco de muitos estudos, pois demandam um conhecimento aprofundado das dinâmicas microfísicas, como as trocas de energia e calor. Entre esses processos, destacam-se a absorção da radiação solar, a condução térmica, a convecção e a difusão molecular, cujas características variam conforme as camadas da interface atmosfera-oceano. A influência da atmosfera sobre a camada superficial do oceano pode afetar as demais camadas intermediárias e profundas, em diferentes escalas temporais e espaciais. Essas interações não apenas regulam o clima local, mas também têm impactos diretos e significativos no clima global.
Compreender o papel dos oceanos permite reconhecer que sua origem está também ligada aos processos atmosféricos que tornaram possível sua existência. Inicialmente, grande parte da água oceânica teve origem na desgaseificação do interior da Terra, liberada na forma de vapor por meio de intensa atividade vulcânica. Além disso, a descompactação de elementos químicos dos minerais, como a hidroxila reativa em estado gasoso, contribuiu para a formação de gases de efeito estufa (GEEs) e outros compostos gasosos importantes para a evolução da geosfera como um todo. Outra fonte desses gases foi o bombardeio de meteoritos ricos de compostos que dariam origem aos oceanos, e que atingiram a Terra primitiva e podem ter incorporado novos componentes à atmosfera.
A intensa radiação solar que incidiu sobre essa atmosfera primitiva promoveu a fotólise da água, decompondo-a em hidrogênio e oxigênio. No entanto, o acúmulo significativo de oxigênio atmosférico, essencial para a vida como se conhece, ocorreu posteriormente, impulsionado principalmente pela atividade de organismos fotossintetizantes. Esses processos complexos e interligados não apenas explicam a formação dos oceanos, mas também reiteram o papel do geossistema acoplado, isto porque, a presença dos oceanos se deve à fatores astronômicos, internos e a própria dinâmica crustal da Terra, que favoreceu a formação dos oceanos que hoje se contempla. A própria salinização da água, sobretudo da dissolução de NaCl foi concebida com o processo hidrogeomorfológico do ciclo das rochas, modificando as propriedades das águas destes grandes corpos hídricos.
Pouco depois, a formação da camada de ozônio estratosférico ajudou a reduzir a radiação ultravioleta e a estabilizar o clima. Em paralelo a isso, o efeito estufa moderado e a circulação oceânica e atmosférica passaram a regular a temperatura global apresentando mudanças ao longo do tempo geológico. Vale destacar que a maior parte do CO₂ — um gás que interage com o espectro infravermelho — tem como sumidouro os próprios oceanos, o que influencia o clima global. Outros compostos como a presença de vapor d’água, metano também tem essa importância, e levaram à um aquecimento anormal da Terra em um passado primitivo. Além disso, sulfatos e a produção de nuvens marinhas também atuam como forçantes naturais do clima hoje. A química da atmosfera foi o principal fator que caracterizou o desenvolvimento dos oceanos e sua interface com o clima, ou seja: quer conhecer melhor um planeta? Não estude apenas a possibilidade de existência de vida, mas sim sua atmosfera, pois ela revela o potencial para sustentar organismos — no passado, no presente ou no futuro.
O transporte de calor nos oceanos ocorre por meio de múltiplos processos, incluindo a circulação superficial, impulsionada pelos ventos, e a circulação profunda, regulada por diferenças de temperatura e salinidade. A rotação da Terra e a inclinação do seu eixo também desempenham uma condição sine qua non para isso, contribuindo para o aquecimento diferencial das camadas oceânicas e moldando a dinâmica climática do planeta. Esse aquecimento desigual promove o transporte horizontal de calor das latitudes mais baixas para as mais altas, processo que é, por sua vez, regulado pelas correntes oceânicas. As características dos oceanos influenciam na sua capacidade de armazenar calor e energia por períodos prolongados, o que reduz a variabilidade climática e confere maior estabilidade ao Hemisfério Sul e às regiões costeiras. É importante destacar que a mudança climática não se refere a flutuações de curto prazo, mas sim à influência lenta e profunda que altera esses processos ao longo do tempo, redefinindo padrões e interações em escala global.
Outro fenômeno climático de grande relevância é o ENOS (El Niño–Oscilação Sul), que engloba as fases de El Niño e La Niña no Oceano Pacífico ocidental. Durante fases de El Niño, a troca de calor latente se intensifica, levando à um feedback mais rápido e em variações que ocorrem predominantemente em escalas sazonais e interanuais. Entretanto, seus efeitos podem se estender para escalas decadais em diferentes regiões do globo, por meio das chamadas teleconexões. Como consequência, ocorrem alterações nos processos convectivos, além da modificação na intensidade e na posição das correntes de jato (jet streams), devido às mudanças na célula de Hadley durante fases não neutras do ENOS. Entretanto, as forçantes internas que influenciam a variabilidade climática desse fenômeno — tanto no passado quanto no futuro — ainda apresentam incertezas significativas. Além disso, há indícios de que mudanças na composição química da atmosfera e que são impulsionadas por emissões antropogênicas, também possam exercer influência sobre essa variabilidade, mas a questão é: em qual medida?
Referências usadas
Alizadeh, O. (2022). A review of the El Niño-Southern Oscillation in future. Earth-Science Reviews, 235, 104246.
Rogers, D. P. (1995). Air‐sea interaction: Connecting the ocean and atmosphere. Reviews of Geophysics, 33(S2), 1377-1383.
Mathis, J. et al. (2016). Chapter 5. Sea-Air Interactions. Disponível em: <https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012825222003300>.
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