Os dados do Experimento de Vulnerabilidade Ártico-Boreal podem ajudar a informar políticas futuras e medidas de conservação para latitudes setentrionais
O norte revela as alterações climáticas como poucos outros lugares. Edifícios desestabilizados por descongelamento do permafrosto gelo das chuvas de inverno que impede os caribus de se alimentarem e a erosão das costas que ameaça enviar cidades inteiras para o mar – estes tornaram-se produtos básicos do Ártico e da floresta boreal que o rodeia.
Esta região abrange uma faixa de vegetação que se estende por milhões de quilómetros quadrados, tornando-a um interveniente importante quando se trata da dinâmica do carbono terrestre. A floresta boreal armazena pelo menos um quarto do carbono vivo das florestas da Terra, e o permafrost abaixo do ecossistema Ártico-Boreal armazena até 60% do carbono do solo do planeta. Se estes gases com efeito de estufa fossem libertados, seriam equivalentes a várias vezes as emissões anuais de carbono dos 10 principais países emissores de gases com efeito de estufa combinados.
No Ártico, existem enormes incógnitas sobre como o ecossistema irá responder às alterações climáticas. Sem dados robustos, as tentativas anteriores de modelar como a região irá mudar foram “como este jogo gigante de Twister, e todos caem uns sobre os outros”, disse Joshua Fisher, cientista climático da Universidade Chapman.
Em 2015, a NASA lançou uma iniciativa de 10 anos chamada Experimento de Vulnerabilidade Ártico-Boreal, ou ABoVE, para desmistificar a forma como as alterações climáticas estão a alterar uma área que abrange o Alasca e grande parte do norte do Canadá. O projeto reuniu uma equipa interdisciplinar de cientistas que passaram os últimos oito anos a utilizar tudo, desde imagens de satélite a amostras de solo, para avaliar como a área está a mudar. Iniciando agora o seu nono ano, o ABoVE está entrando na fase de síntese, durante a qual os modeladores reunirão todos os resultados de centenas de experimentos em uma mensagem para levar para casa.
Suas descobertas chegam em um momento crítico, disse Sasha Reed, biogeoquímica do Serviço Geológico dos EUA. As alterações climáticas estão a começar a alterar a vida quotidiana das pessoas nas zonas afectadas – incluindo gestores de terras, decisores políticos e residentes – e todos procuram informações sobre o que está para vir e como poderão adaptar-se. Fornecer respostas requer uma abordagem multifacetada para a qual uma equipe grande e diversificada como a ABoVE está mais bem equipada, disse Reed, que está liderando um dos dois projetos que podem ter sucesso na ABoVE. A NASA é uma das poucas organizações com capacidade para criar tais projetos, por isso eles não aparecem com muita frequência. “Seria fantástico se pudéssemos ter mais”, acrescentou ela.
A pesquisa da NASA no Ártico começou na Amazônia. Na década de 1990, os investigadores começaram a migrar para o financiamento de projectos de longo prazo que analisavam os efeitos das mudanças ao nível da paisagem no armazenamento de carbono. Um dos primeiros empreendimentos desse tipo foi o Experimento em Grande Escala da Biosfera-Atmosfera na Amazônia, ou LBA. Liderado pelo Ministério da Ciência e Tecnologia do Brasil em colaboração com a NASA e outros grupos internacionais, o LBA foi uma missão plurianual para medir como certas influências humanas estavam alterando a função da floresta amazônica.
Até então, a maioria das campanhas de campo da NASA duraram apenas uma temporada, ou talvez um ano no máximo, disse Diane Wickland, agora aposentada gerente de programa da NASA. “Às vezes, isso era mais do que suficiente para avançar”, acrescentou ela. Mas para ecossistemas como os trópicos, onde sistemas climáticos como o El Niño e o La Niña trazem muita variabilidade de ano para ano, Wickland pensava que os cientistas precisavam de medições a longo prazo para compreender como estavam a mudar. Quando o LBA foi encerrado, seu sucesso motivou a NASA a solicitar propostas para a próxima campanha de campo de longo prazo.
As alterações climáticas estavam a causar mudanças radicais nas regiões do Árctico e da região boreal, ao ponto de alguns cientistas tinha pensado que a floresta boreal possa transformar-se num ecossistema completamente novo, como talvez um prado. Ao mesmo tempo, o degelo do permafrost e os incêndios florestais estavam prestes a alterar substancialmente os níveis de dióxido de carbono na atmosfera. “É por isso que sugerimos o ABoVE”, disse o especialista em sensoriamento remoto Scott Goetz, que estuda ecossistemas terrestres na Universidade do Norte do Arizona e tem sido o líder científico do projeto desde o seu início. Hoje, com mais de 1.000 cientistas trabalhando em mais de 150 projetos, ele disse que é justo dizer que ABoVE se tornou a maior campanha de campo da NASA desse tipo até hoje.
As tensões que a região Ártico-Boreal enfrenta são pesadas e abundantes. O fogo, por exemplo, atingiu a floresta nos últimos anos, deslocando pessoas e animais selvagens e espalhando fumaça até o sul da Flórida. Até mesmo a tundra ártica, onde o fogo é menos comum do que na floresta boreal, queima com mais frequência. Os eventos de chuva de inverno também são cada vez mais comuns. Quando a chuva atinge regiões cobertas de neve, pode fazer com que o solo fique encharcado, danificando árvores e descongelando o permafrost. A chuva também pode gerar fungos patogênicos que interrompem o fluxo de água e nutrientes para as árvores, matando-as lentamente. Organismos maiores podem dizimar árvores em um ritmo ainda mais rápido. Os surtos de insetos causaram, por vezes, maior perda de vegetação do que o fogo. Com o aumento das temperaturas, alguns insetos estão se espalhando para o norte e infectando plantas que normalmente teriam evitado. A gama cada vez maior de vários espécie de besouro é um caso em questão. Muitos deles, como o besouro da casca, são agora encontrados em latitudes mais altas e causaram estragos em árvores que costumavam ficar fora de alcance durante grande parte do ano.
Antes do ABoVE, os cientistas muitas vezes tinham dificuldade em obter medições no terreno suficientes para compreender forças como estas em mais do que uma área localizada, disse a cientista da Terra Claire Treat, do Instituto Alfred Wegener, que não faz parte do ABoVE, mas colaborou com vários membros. As imagens de satélite podem revelar uma área muito maior, mas quando se trata do degelo do permafrost e das emissões de gases com efeito de estufa, os cientistas ainda estão a descobrir como ligar os padrões que vêem nos satélites com o que está a acontecer no terreno.
Os cientistas da ABoVE aliviaram esse problema usando medições tiradas de jatos da NASA para preencher a lacuna entre medições granulares no solo e imagens de satélite de amplo alcance. Um instrumento montado nos jatos, chamado Airborne Visible/Infrared Imaging Spectrometer (AVIRIS), mede os comprimentos de onda da luz refletida pela superfície do planeta. Isso dá aos cientistas informações sobre a composição da vegetação e outros materiais da região. Como essas medições são abrangentes, mas também detalhadas, o ABoVE “realmente conseguiu fazer coisas em escalas diferentes de uma forma que ninguém mais consegue fazer”, disse Treat.
Ao longo dos próximos dois anos, Fisher e outros modeladores irão integrar as resmas de dados que outros cientistas do ABoVE recolheram, tentando destilá-los numa mensagem para levar para casa sobre como a região Ártico-Boreal reagirá às alterações climáticas. É muito cedo para saber os resultados, mas um estudo recente da área de pesquisa ABoVE indica que a floresta boreal começará a enfraquecer como sumidouro de carbono entre 2050 e 2080.
Por mais poderoso que seja, o ABoVE aborda apenas uma das muitas formas pelas quais as alterações climáticas irão impactar o planeta. “O maior feedback – que não compreendemos de todo – são as nuvens”, disse Timothy Palmer, físico meteorológico e climático da Universidade de Oxford que não está envolvido no ABoVE. Alguns tipos de nuvens bloqueiam a luz solar e resfriam a Terra, enquanto outras retêm o calor e aquecem o planeta. Atualmente não está claro onde estará o equilíbrio. Palmer também citou o poder computacional necessário para modelar as alterações climáticas como um grande obstáculo – a maioria dos cientistas do clima só tem acesso limitado aos supercomputadores de topo necessários para sintetizar tantos dados.
A ecologista do Ártico Sue Natali, do Woodwell Climate Research Center, concordou que o acesso ao poder computacional é uma grande limitação na ciência climática, bem como no financiamento para modelação – uma disciplina que por vezes pode falhar na estrutura de financiamento científico.
Mas o ABoVE destacou-se num tipo diferente de síntese: construir uma comunidade dentro da ciência climática. Pesquisadores que utilizam técnicas diferentes, como fazer medições em campo ou focar em imagens de satélite, “tendem a estar em espaços diferentes”, disse Natali. Mas mesmo nas fases iniciais do ABoVE, os cientistas trabalharam em várias disciplinas. O foco na comunidade se estende às pessoas que vivem nas áreas afetadas, disse Kimberley Miner, cientista climática ABoVE do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA. A coleta de dados de um avião ajudou porque torna o ABoVE muito portátil. “Você pode parar em um aeroporto, pode fazer contato com as comunidades locais, pode conversar com as crianças da escola”, acrescentou ela.
Poucos grupos têm o financiamento e o equipamento necessários para apoiar um projecto como o ABoVE – Wickland citou a Administração Oceânica e Atmosférica Nacional e a Fundação Nacional de Ciência, bem como as Agências Espaciais Europeia e Japonesa. Reed acrescentaria o Departamento de Energia. Isso significa que as campanhas de campo em grande escala provavelmente permanecerão raras por enquanto. Mas quando ocorrem, disse Reed, podem ser “transformadores na nossa compreensão dos ecossistemas e na forma como respondem às mudanças”.
