Físicos Preveem Que a Terra Se Tornará Um Mundo Caótico, Com Consequências Terríveis

 

Os humanos não estão apenas tornando a Terra mais quente, eles estão tornando o clima caótico, sugere um novo estudo.

A nova pesquisa, que foi postada em 21 de abril no banco de dados de pré-impressão arXiv (abre em nova guia) , traça uma imagem ampla e geral do impacto potencial total da atividade humana no clima. E a foto não é bonita.

Embora o estudo não apresente uma simulação completa de um modelo climático, ele pinta um amplo esboço de onde estamos indo se não reduzirmos as mudanças climáticas e nosso uso descontrolado de combustíveis fósseis, de acordo com os autores do estudo, cientistas no Departamento de Física e Astronomia da Universidade do Porto em Portugal.

“As implicações das mudanças climáticas são bem conhecidas (secas, ondas de calor, fenômenos extremos, etc.)”, disse o pesquisador Orfeu Bertolami à Live Science por e-mail. "Se o Sistema Terrestre entrar na região de comportamento caótico, perderemos toda a esperança de resolver o problema de alguma forma."

Mudanças climáticas

A Terra experimenta periodicamente mudanças maciças nos padrões climáticos, passando de um equilíbrio estável para outro. Essas mudanças geralmente são impulsionadas por fatores externos, como mudanças na órbita da Terra ou um aumento maciço na atividade vulcânica. Mas pesquisas anteriores sugerem que agora estamos entrando em uma nova fase, impulsionada pela atividade humana. À medida que os humanos bombeiam mais carbono (abre em nova guia) para a atmosfera, estamos criando uma nova era do Antropoceno, um período de sistemas climáticos influenciados pelo homem, algo que nosso planeta nunca experimentou antes.

No novo estudo, os pesquisadores modelaram a introdução do Antropoceno como uma transição de fase. A maioria das pessoas está familiarizada com as transições de fase em materiais, por exemplo, quando um cubo de gelo muda de fase de sólido para líquido ao derreter em água, ou quando a água evapora em um gás. Mas as transições de fase também ocorrem em outros sistemas. Neste caso, o sistema é o clima da Terra. Um determinado clima prevê estações e clima regulares e previsíveis, e uma transição de fase no clima leva a um novo padrão de estações e clima. Quando o clima passa por uma transição de fase, isso significa que a Terra está passando por uma mudança repentina e rápida nos padrões. 

Vista de uma usina de energia a carvão. (Crédito da imagem: Paul Simpson/Getty)

Problemas de logística

Se a atividade humana está conduzindo uma transição de fase no clima da Terra, isso significa que estamos fazendo com que o planeta desenvolva um novo conjunto de padrões climáticos. A aparência desses padrões é um dos problemas mais prementes da ciência climática.

Para onde vai o clima da Terra? Isso depende significativamente de qual é exatamente nossa atividade nas próximas décadas. Reduzir drasticamente a produção de carbono, por exemplo, levaria a resultados diferentes do que mudar nada, escreveram os pesquisadores no estudo.

Para explicar as diferentes trajetórias e escolhas que a humanidade poderia fazer, os pesquisadores empregaram uma matemática (abre em nova guia) chamada mapa logístico. O mapa logístico é ótimo para descrever situações em que alguma variável – como a quantidade de carbono na atmosfera – pode crescer, mas naturalmente atinge um limite. Por exemplo, os cientistas costumam usar o mapa logístico para descrever as populações de animais: os animais podem continuar dando à luz, aumentando seus números, mas atingem um limite quando consomem todos os alimentos em seu ambiente (ou seus predadores ficam com muita fome e os consomem). 

Nossa influência sobre o meio ambiente está definitivamente crescendo, e tem sido assim por mais de um século. Mas, naturalmente, chegará a um limite, de acordo com os pesquisadores. Em algum momento no futuro, a produção de carbono atingirá um limite máximo, e os pesquisadores descobriram que um mapa logístico pode capturar muito bem a trajetória futura dessa produção de carbono. 

Tudo é Caos

Os pesquisadores exploraram diferentes maneiras pelas quais o mapa logístico humano poderia evoluir, dependendo de uma variedade de fatores, como nossa população, introdução de estratégias de redução de carbono e tecnologias melhores e mais eficientes. Uma vez que descobriram como a produção humana de carbono evoluiria com o tempo, eles usaram isso para examinar como o clima da Terra evoluiria através da transição de fase conduzida pelo homem.

Nos melhores casos, uma vez que a humanidade atinge o limite de produção de carbono, o clima da Terra se estabiliza em uma nova temperatura média mais alta. Essa temperatura mais alta é ruim para os seres humanos, porque ainda leva a níveis mais altos do mar e eventos climáticos mais extremos. Mas pelo menos é estável: o Antropoceno parece com eras climáticas anteriores, só que mais quente, e ainda terá padrões climáticos regulares e repetíveis.

Mas nos piores casos, os pesquisadores descobriram que o clima da Terra leva ao caos. Verdadeiro caos matemático. Em um sistema caótico, não há equilíbrio nem padrões repetíveis. Um clima caótico teria estações que mudam muito de década para década (ou mesmo de ano para ano). Alguns anos experimentariam flashes repentinos de clima extremo, enquanto outros seriam completamente silenciosos. Mesmo a temperatura média da Terra pode flutuar descontroladamente, oscilando de períodos mais frios para mais quentes em períodos de tempo relativamente curtos. Seria totalmente impossível determinar em que direção o clima da Terra está indo.

"Um comportamento caótico significa que será impossível prever o comportamento do Sistema Terrestre no futuro, mesmo que saibamos com grande certeza seu estado atual", disse Bertolami. "Isso significará que qualquer capacidade de controlar e conduzir o Sistema Terrestre em direção a um estado de equilíbrio que favoreça a habitabilidade da biosfera será perdida."

Mais preocupante, os pesquisadores descobriram que acima de uma certa temperatura limite crítica para a atmosfera da Terra, um ciclo de feedback pode entrar em ação onde um resultado caótico se tornaria inevitável. Há alguns sinais de que já passamos desse ponto de inflexão, mas não é tarde demais para evitar um desastre climático.

Originalmente publicado no Live Science.