Cientistas descobriram um perigoso ciclo de retroalimentação que acelera o aquecimento do Ártico

Rachaduras no gelo e a poluição dos campos petrolíferos estão silenciosamente se unindo para intensificar o aquecimento do Ártico.

Por Penn State com informações de Science Daily.

O clima da Terra está mudando em todo o mundo, mas as transformações mais rápidas estão ocorrendo perto dos polos. Uma nova pesquisa da Penn State oferece uma visão detalhada de como as reações químicas na atmosfera do Ártico estão se desenrolando, revelando que diversos processos distintos interagem simultaneamente e remodelam o clima da região.

Durante uma campanha de campo de dois meses, cientistas utilizaram duas aeronaves de pesquisa especialmente equipadas, juntamente com instrumentos terrestres. O objetivo era comparar a composição química atmosférica em duas regiões do Ártico, bem como nas proximidades do maior campo petrolífero da América do Norte, com as áreas circundantes. A partir desse esforço, os pesquisadores identificaram três principais descobertas. Aberturas no gelo marinho — conhecidas como fendas — afetam fortemente a composição química atmosférica e a formação de nuvens. A poluição proveniente das operações de exploração de petróleo altera consideravelmente a composição da atmosfera regional. Juntos, esses fatores formam um ciclo de retroalimentação que acelera a perda de gelo marinho e intensifica o aquecimento do Ártico.

O Projeto CHACHA e seus Objetivos Mais Amplos

As descobertas foram publicadas recentemente no Boletim da Sociedade Meteorológica Americana e fazem parte de uma colaboração mais ampla conhecida como Química no Ártico: Nuvens, Halogênios e Aerossóis, ou CHACHA. Este projeto multi-institucional, liderado por cinco organizações de pesquisa, concentra-se em como as mudanças químicas ocorrem quando o ar próximo à superfície sobe para a atmosfera inferior. Essas mudanças impulsionam as interações entre gotículas de água, nuvens baixas e poluição.

“Esta campanha de campo representa uma oportunidade sem precedentes para explorar as mudanças químicas na camada limite atmosférica — a camada mais próxima da superfície do planeta — e para compreender como a influência humana está alterando o clima nesta importante região”, afirmou José D. Fuentes, professor de meteorologia do Departamento de Meteorologia e Ciências Atmosféricas e autor correspondente do artigo. “Os conjuntos de dados resultantes estão proporcionando uma melhor compreensão das interações entre aerossóis marinhos, nuvens acopladas à superfície, emissões de campos petrolíferos e a química multifásica de halogênios no novo Ártico.”

Para examinar a atividade química na camada limite do Ártico, a equipe de pesquisa coletou amostras de ar sobre gelo marinho coberto de neve e recém-congelado nos mares de Beaufort e Chukchi. Medições também foram feitas em áreas abertas e na tundra coberta de neve da vertente norte do Alasca, incluindo áreas próximas aos campos de petróleo e gás de Prudhoe Bay. A campanha foi realizada a partir de Utqiaġvik, no Alasca, de 21 de fevereiro a 16 de abril de 2022. Esse período ocorreu após o nascer do sol polar — um período de luz contínua após meses de escuridão — quando o aumento da luz ultravioleta intensifica as reações químicas na superfície e na baixa atmosfera.

Como as rachaduras no gelo marinho aceleram o aquecimento

Os pesquisadores descobriram que as fendas, que podem variar de alguns metros a vários quilômetros de largura, geram fortes correntes de ar ascendentes e formação de nuvens. Essas plumas elevam substâncias químicas potencialmente nocivas, poluentes em aerossol e vapor d’água a centenas de metros de altura — todos fatores que podem intensificar o aquecimento global. Segundo Fuentes, esse processo aumenta a transferência de calor e umidade, acelera a perda de gelo marinho e promove a formação de ainda mais fendas, reforçando o ciclo.

Outro ciclo de retroalimentação foi identificado ao longo do litoral do Ártico, onde substâncias químicas presentes na neve salgada interagem com as emissões provenientes da exploração de petróleo. Durante a campanha CHACHA, cientistas observaram a produção de bromo nessas camadas de neve salina — um processo exclusivo dos ambientes polares. O bromo remove rapidamente o ozônio da camada limite atmosférica, permitindo que mais luz solar atinja a superfície. Essa luz solar adicional aquece a neve, liberando ainda mais bromo e fortalecendo o ciclo de retroalimentação.

Poluição e smog em uma região remota

A campanha de campo também revelou mudanças significativas na camada limite acima dos campos de petróleo de Prudhoe Bay. As plumas de gás provenientes das atividades de extração reagiram na baixa atmosfera, aumentando a acidez e produzindo compostos nocivos e smog, afirmou Fuentes. Os pesquisadores também descobriram que os halogênios interagem com as emissões dos campos de petróleo, formando radicais livres, que posteriormente se transformam em compostos mais estáveis ​​capazes de percorrer longas distâncias. Essas substâncias podem contribuir para alterações ambientais que vão muito além dos próprios campos de petróleo.

Fuentes observou que os cientistas da CHACHA estão agora estudando como essas reações químicas afetam o ambiente ártico em geral. Uma área de preocupação é a formação de plumas de poluição atmosférica que, apesar de ocorrerem em uma região frequentemente considerada intocada, podem atingir níveis de poluição semelhantes aos de grandes cidades como Los Angeles. Durante a campanha, as concentrações de dióxido de nitrogênio chegaram a cerca de 60 a 70 partes por bilhão, níveis comumente associados à poluição atmosférica urbana.

Aprimorando os modelos climáticos

A próxima fase da pesquisa se concentrará na produção de conjuntos de dados detalhados que os modeladores climáticos poderão usar para entender melhor como esses processos localizados no Ártico podem influenciar os padrões climáticos globais no futuro.

A equipe do CHACHA também incluiu pesquisadores da Universidade de Stony Brook, da Universidade de Albany, da Universidade de Michigan e da Universidade do Alasca Fairbanks. O financiamento para o projeto foi fornecido pela Fundação Nacional de Ciência dos EUA.

Fonte da história:
Materiais fornecidos pela Penn State. Observação: o conteúdo pode ser editado para adequação ao estilo e tamanho.

Referência do periódico :
Jose D. Fuentes, Sara Lance, Kerri A. Pratt, Paul B. Shepson, William R. Simpson, Izabella Antczak, Katja Bigge, Nathaniel Brockway, Natasha Garner, Kristian D. Hajny, Daun Jeong, Robert Kaeser, Peter K. Peterson, Miranda Serratos, Tim Starn, Brian H. Stirm, Sarah Woods. Overview of the Chemistry in the Arctic: Clouds, Halogens, and Aerosols (CHACHA) Field Campaign. Bulletin of the American Meteorological Society, 2025; 106 (11): E2276 DOI: 10.1175/BAMS-D-24-0192.1

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