Opinião

A Terra num futuro distante

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Quatro cenários diferentes para a formação do próximo supercontinente

Quatro cenários diferentes para a formação do próximo supercontinente

Imagem cedida pelos autores
Ana Pires
Ana Pires
Fonte IDL Ciências ULisboa

Como será o clima da Terra quando o próximo supercontinente se formar? Uma nova publicação tem em conta o impacto da tectónica de placas, da rotação do planeta e da radiação solar no clima futuro da Terra.

Como será o clima da Terra quando o próximo supercontinente se formar? Uma nova publicação tem em conta o impacto da tectónica de placas, da rotação do planeta e da radiação solar no clima futuro da Terra. O sistema climático terrestre é fortemente influenciado pela presença e distribuição dos continentes, bem como pela circulação oceânica que os rodeia.

Por exemplo, a superfície terrestre aquece mais rapidamente do que a superfície oceânica; os climas moderados das latitudes médias dependem do transporte de calor proveniente dos trópicos pelo oceano; os sistemas atmosféricos comportam-se de maneira diferente consoante estiverem sobre terra, sobre água ou transitando entre uma e outra, se estiverem a altitude zero ou perante regiões montanhosas. Por outro lado, a disposição dos continentes e dos oceanos é determinada pela movimentação das placas tectónicas que compõem a camada mais superficial da Terra sólida. Estas placas deslizam entre si, afastam-se, colidem, e estas deslocações, que acontecem ao ritmo de alguns centímetros por ano, são responsáveis pela formação das cadeias montanhosas, das zonas de subducção e das falhas que dão origem a sismos. A escalas de tempo muito longas, o movimento destas placas leva a que os continentes se juntem ciclicamente em grandes supercontinentes, como foi o caso da Pangeia que existiu há 200 milhões de anos. O próximo supercontinente dever-se-á formar daqui a cerca de 200-250 milhões de anos. Como é que este será? E qual será o seu clima?

Este novo trabalho publicado na edição de agosto da revista  Geochemistry, Geophysics, Geosystems, da American Geophysical Union, resulta da colaboração entre Michael Way (NASA-GISS, EUA) com os investigadores do IDL Ciências ULisboa Hannah Davies e João C. Duarte e com Mattias Green da School of Ocean Sciences da Universidade de Bangor (Reino Unido).

Os investigadores exploram duas configurações possíveis de um supercontinente futuro, onde a diferença crucial reside na sua localização – um está centrado junto ao equador e o outro junto a um dos polos. Estes supercontinentes foram submetidos ainda a variações na topografia terrestre, intensidade da radiação solar e velocidade de rotação da Terra. Um estudo desta natureza contribui não só para a compreensão do papel das diferentes componentes do sistema Terra no seu clima, mas também nos dá uma ideia de como poderão ser os outros planetas como a Terra fora do nosso sistema solar – os exoplanetas – e até ajudar a perceber se estes poderão ser habitáveis.

Supercontinentes no futuro e simulações climáticas

Se, no passado, o supercontinente Pangeia resultou da união da Eurásia e África com as Américas, ainda não é certo como os continentes se irão juntar no futuro (ou, visto de outra forma, quais os oceanos que irão fechar). As duas configurações usadas neste estudo são a “Aurica” – resultante do fecho dos oceanos Atlântico e Pacífico, e com os continentes a juntarem-se junto ao equador – e a “Amásia” – um supercontinente resultante do encontro de praticamente todos os continentes junto ao Pólo Norte.

Com o auxílio de modelos numéricos e supercomputadores foi possível criar estas duas “Terras” e submetê-las a diferentes conjuntos de condições para explorar como será o seu clima.

Vídeos sobre os ciclos sazonais das temperaturas, simulações de dez anos (intervalo de tempo em meses), referentes aos climas da Terra num futuro distante em "Aurica" e  "Amásia", disponíveis na área multimédia do site da Faculdade e canal Youtube.

A ferramenta mais importante no estudo do clima, quer seja passado, presente ou futuro, é o modelo numérico de circulação geral, isto é, uma representação computacional do sistema climático que, nas suas versões mais sofisticadas, inclui todas as suas componentes (atmosfera, oceânico, biosfera, geosfera). Os investigadores podem atribuir valores ou comportamentos a essas diferentes componentes consoante o propósito do seu estudo.

Tendo em conta os objetivos deste estudo, foram desenhados três cenários de relevo terrestre para as simulações climáticas. O primeiro tem a função de controlo, isto é, apresenta as menores variações possíveis: o supercontinente tem uma topografia que varia pouco acima do nível do mar (0-200 m). A segunda simulação apresenta uma topografia média semelhante à da Terra dos dias de hoje (0-4000 m), mas sem montanhas (“relevo médio atual”). A terceira mantém a topografia na sua generalidade igual à da de controlo, mas intercala-a com máximos de relevo de 2000-7000 m (“relevo acentuado”). Estes três cenários foram simulados para cada supercontinente, resultando em seis corridas de modelo. Foram ainda elaboradas corridas de teste com os continentes tais como os conhecemos.

Resultados

O aumento obtido para a temperatura média global entre uma Terra de hoje e uma Terra com um supercontinente situa-se entre os 3 e os 7°C, efeito este que, no seu mínimo, é atribuível exclusivamente à distribuição das massas continentais. O Aurica apresenta o aumento de temperatura mais drástico. Por estar centrado a latitudes baixas, a distribuição de calor por via da circulação do oceano global continua a realizar-se entre o equador e os pólos, e a ausência de massas continentais junto aos pólos resulta numa diminuição drástica da fração de cobertura de gelo/neve (<1% nas simulações de controlo e de relevo médio atual, e de 1,5% na simulação “relevo acentuado”, contra ~9% na simulação “Terra atual”). Por outro lado, entre variações de relevo a temperatura média global praticamente não varia, apontando para a irrelevância da topografia nesta configuração de supercontinente.

Já no caso do Amásia, o incremento de massas continentais em latitudes elevadas a norte implica barreiras à circulação oceânica junto ao Pólo e consequentemente menor transporte de calor pelo oceano, um dos mecanismos através dos quais o gelo do Hemisfério Norte é derretido durante o Verão. Ou seja, há um incremento na fração de gelo/neve entre 5 e 10% (podendo, portanto, ultrapassar a cobertura da “Terra atual”). Isto leva a que a temperatura média do Amásia seja sempre inferior à temperatura média do Aurica (entre 0,3 e 3,5°C). Ao contrário do Aurica, o Amásia é sensível a alterações na topografia: a temperatura média à superfície na simulação “relevo médio atual” é inferior à da simulação de controlo (-2,6°C) e a fração de cobertura de gelo/neve aumenta para o dobro. Isto é compreensível visto que a taxa de precipitação que ocorre sob a forma de neve aumenta com a altitude, sobretudo nas latitudes elevadas. Por outro lado, a simulação de “relevo acentuado” não apresenta diferenças significativas relativamente à simulação de controlo, sugerindo que o relevo médio tem maior influência na temperatura global e na cobertura de gelo e neve do que a existência de montanhas.

Finalmente, os autores não encontram evidências de a duração do dia ter um impacto significativo na dinâmica do clima. Já o aumento do fluxo radiativo solar por unidade de área, sem outras variantes, implica em traços gerais um aumento da temperatura média à superfície de 5°C e uma diminuição da fração de água congelada em 3%.

Estudos desta natureza, para além de permitirem aprofundar a nossa compreensão acerca do sistema Terra a escalas de tempo longas, permitem ainda compreender como planetas semelhantes à Terra podem evoluir, o que fornece informação crucial acerca de potenciais exoplanetas e em que condições estes podem albergar vida. Este trabalho realça ainda a relevância da distribuição de massas continentais, da topografia média e da intensidade da radiação solar no sistema climático.

Exemplo de uma simulação referente ao supercontinente Amásia
Exemplo de uma simulação referente ao supercontinente Amásia
Imagem cedida pelos autores

Ana Pires, comunicadora de ciência do IDL Ciências ULisboa
info.ciencias@ciencias.ulisboa.pt
Pontos de interrogação

 Vladimir Konotop, professor da Ciências ULisboa, participou num estudo publicado este mês na Nature Photonics - “Observação da Localização da Luz em Quasicristais Fotónicos” -, em colaboração com investigadores da Universidade Jiao Tong de Xangai (China) e da Academia de Ciências Russa  (Rússia).

Aluna a fazer uma apresentação numa sala de aula

Inês Sofia Cruz Dias e Ana Carolina Preto Oliveira, estudantes da Ciências ULisboa, apresentaram os seus relatórios da disciplina Voluntariado Curricular, 1.º semestre, no passado dia 22 de janeiro. Sensibilizar os estudantes para as temáticas da solidariedade, tolerância, compromisso, justiça e responsabilidade social e proporcionar-lhes oportunidades para o desenvolvimento de competências transversais são alguns dos objetivos do Voluntariado Curricular.

Cristina Simões, Fernando Antunes, José Pereira-Leal, Jorge Maia Alves, Andreia Valente, Hugo Ferreira, Rui Ferreira e Pedro Almeida

Os projetos Lusoturf e TAMUK são os vencedores da 1.ª edição do Concurso de Projetos de Inovação Científica, uma iniciativa promovida pela Ciências ULisboa e FCiências.ID, com o apoio do Tec Labs.

Membro da FLAD, Marcelo Rebelo de Sousa e José Ricardo Paula

José Ricardo Paula, investigador da Ciências ULisboa, vencedor do FLAD Science Award Atlantic 2023, teve a honra de receber o prémio pelas mãos do Presidente da República, Marcelo Rebelo de Sousa. Para o diretor da Ciências ULisboa, Luís Carriço, este prémio é um reconhecimento do mérito e da excelência da investigação que se faz na faculdade: “Estou muito orgulhoso, mas não estou surpreendido. O trabalho que o José Ricardo Paula desenvolveu é brilhante e o próprio Presidente da República fez questão de referir isso. O nosso investigador está de parabéns, bem como a faculdade”.

Ana Sofia Reboleira

O projeto “Barrocal-Cave: Conservation, monitoring and restoration assessment of the world-class cave biodiversity hotspot in Portugal foi distinguido com o 2.º lugar do Prémio Fundação Belmiro de Azevedo 2023. Ana Sofia Reboleira é a investigadora responsável por este projeto, que tem como instituição proponente a FCiências.ID.

Fotografia de Henrique Leitão

O Papa nomeou a 10 de janeiro o cientista Henrique Leitão como membro do Comité Pontifício de Ciências Históricas, informou o Vaticano. A Agência Ecclesia refere que o novo membro deste comité colaborou com o Secretariado Nacional dos Bens Culturais da Igreja, enquanto coautor do ‘Clavis Bibliothecarum‘ (2016), um levantamento de catálogos e inventários de bibliotecas da Igreja Católica em Portugal.

Fotografia de Beatriz Amorim

Beatriz Amorim foi premiada com uma bolsa Marie Sklodowska-Curie, uma iniciativa da Agência Internacional de Energia Atómica (AIEA, sigla em inglês). A estudante do último ano de mestrado em Engenharia Física, na Ciências ULisboa, participa a partir de 15 de janeiro e durante seis meses, num projeto inovador na Alemanha, no âmbito do Programa GET_INvolved do FAIR.

Henrique de Gouveia e Melo e Henrique Leitão

“As três últimas décadas foram excecionais para os estudos de História Marítima, da Ciência Náutica, da Cosmografia e da Cartografia portuguesas”, diz Henrique Leitão, investigador da Ciências ULisboa, a propósito da atribuição do Prémio Academia de Marinha 2023, ocorrido no passado dia 9 de janeiro, durante a Sessão Solene de Abertura do Ano Académico de 2024.

Membros da expedição em frente do RV Pelagia

A Ciências ULisboa destacou no passado mês de dezembro - na EurekAlert - uma história sobre um estudo, que relata evidências sem precedentes de respostas ecológicas do fitoplâncton calcificante à deposição de nutrientes fornecidos pela poeira do Sara. O trabalho publicado na Frontiers in Marine Science tem como primeira autora Catarina Guerreiro, micropaleontóloga e investigadora em bio geociências marinhas na Ciências ULisboa.

Cientista em gruta

Um estudo publicado na Scientific Reports e coordenado por Ana Sofia Reboleira, professora no Departamento de Biologia Animal da Ciências ULisboa e investigadora no Centro de Ecologia, Evolução e Alterações Ambientais (cE3c), analisou mais de 100000 medições de temperaturas em grutas localizadas em diversas zonas climáticas, desde as tropicais às subárticas, passando por Portugal continental e ilhas.

Identidade gráfica da crónica com imagem de Andreia Sofia Teixeira

A crónica da autoria da Comissão de Imagem do Departamento de Informática da Ciências ULisboa visa realçar a investigação feita pelos docentes e investigadores deste departamento. A segunda crónica dá a conhecer Andreia Sofia Teixeira.

Pessoas junto ao edifício do MARE, na Ciências ULisboa

Com o intuito de colaborar no desenvolvimento de um parque eólico offshore flutuante ao largo da Figueira da Foz, o MARE e a IberBlue Wind (IBW) assinaram a 5 de dezembro passado um protocolo que estabelece os moldes da parceria futura. A colaboração da IBW com o MARE irá permitir estudar os eventuais impactos da instalação da infraestrutura nos ecossistemas marinhos da área de implementação, e propor soluções que mitiguem os eventuais impactos negativos na componente ecológica e na atividade da pesca.

A Ciências ULisboa foi palco do mais recente workshop da International Atomic Energy Agency (IAEA). O “Regional Workshop on Nuclear and Radiation Education - Strategies and Approaches to Enhance Capacity Building in Nuclear Education and Training” realizou-se entre os dias 4 e 7 de dezembro e contou com a presença de 37 representantes de 25 países europeus e asiáticos, assim como de especialistas internacionais e delegados da IAEA.

Ricardo Trigo e membros da ULisboa e CGD

Ricardo Trigo é professor no Departamento de Engenharia Geográfica, Geofísica e Energia e investigador no Instituto Dom Luiz, no RG1 – Climate change, atmosphere-land-ocean processes and extremes. Este ano foi distinguido, pela segunda vez, pela ULisboa e Caixa Geral da Depósitos (CGD) com um prémio científico, na área das Ciências da Terra e Geofísica. O primeiro prémio científico atribuído pela ULisboa e pela CGD ao cientista ocorreu em 2017. Leia a entrevista com o cientista e saiba o que pensa sobre esta distinção e em que consiste a sua investigação.

salão nobre da Reitoria da ULisboa

Na edição de 2023 dos Prémios Científicos ULisboa / Caixa Geral de Depósitos (CGD) foram atribuídos 20 prémios e 20 menções honrosas a professores e investigadores da Universidade. Os cientistas da Ciências ULisboa alvo desta distinção foram Alysson Bessani, Ricardo Trigo e Vladimir Konotop, com prémios no valor de 6.500€; e Carla Silva, Jaime Coelho, José P. Granadeiro e Rita Margarida Tavares, com menções honrosas.

Rita Margarida Cardoso e membros da ULisboa e CGD

Rita Margarida Cardoso é investigadora no Departamento de Engenharia Geográfica, Geofísica e Energia e investigadora no Instituto Dom Luiz (IDL), no RG1 – Climate change, atmosphere-land-ocean processes and extremes. Este ano foi distinguido pela ULisboa e pela Caixa Geral da Depósitos (CGD) com uma menção honrosa, na área das Ciências da Terra e Geofísica. Leia a entrevista com a cientista e saiba o que pensa sobre esta distinção e em que consiste a sua investigação.

Vladimir Konotop e membros da ULisboa e da CGD

Vladimir Konotop é professor no Departamento de Física e investigador no Centro de Física Teórica e computacional da Ciências ULisboa. Este ano foi distinguido pela segunda vez, pela ULisboa e pela Caixa Geral da Depósitos (CGD) com um prémio científico, na área de Física e Materiais. O primeiro prémio científico atribuído pela ULisboa e pela CGD ao cientista ocorreu em 2017. Leia a entrevista com o cientista e saiba o que pensa sobre esta distinção e em que consiste a sua investigação.

Alysson Bessani e membros da ULisboa e CGD

Alysson Bessani é professor no Departamento de Informática e investigador no LASIGE Computer Science and Engineering Research Centre da Ciências ULisboa. Este ano foi distinguido pela ULisboa e pela Caixa Geral da Depósitos (CGD) com um prémio científico, na área das Ciências da Computação e Engenharia Informática. Leia a entrevista com o cientista e saiba o que pensa sobre esta distinção e em que consiste a sua investigação.

Luís Carriço e memebros da ULisboa e CGD

José P. Granadeiro é professor no Departamento de Biologia Animal e investigador no grupo de investigação Biologia da Adaptação e Processos Ecológicos do Centro de Estudos do Ambiente e do Mar (CESAM). Este ano foi distinguido pela ULisboa e pela Caixa Geral da Depósitos (CGD) com uma menção honrosa, na área de Biologia, Engenharia Biológica, Bioquímica e Biotecnologia. Leia a entrevista com o cientista e saiba o que pensa sobre esta distinção e em que consiste a sua investigação.

Imagem gráfica da rubrica com fotografia de André Rodrigues

A crónica da autoria da Comissão de Imagem do Departamento de Informática da Ciências ULisboa visa realçar a investigação feita pelos docentes e investigadores deste departamento. A primeira dá a conhecer André Rodrigues.

Carla Silva com membros da ULisboa e da CGD

Carla Silva é professora no Departamento de Engenharia Geográfica, Geofísica e Energia e investigadora no Instituto Dom Luiz, no RG5 – Energy Transition. Este ano foi distinguida pela ULisboa e pela Caixa Geral da Depósitos com uma menção honrosa, na área de Engenharia do Ambiente e Energia. Leia a entrevista com a cientista e saiba o que pensa sobre esta distinção e em que consiste a sua investigação.

José Ricardo Paula

José Ricardo Paula, investigador auxiliar júnior no Departamento de Biologia Animal da Ciências ULisboa e no Centro de Ciências do Mar e do Ambiente (MARE), é o vencedor da 4.ª edição do FLAD Science Award Atlantic, atribuído pela Fundação Luso-Americana para o Desenvolvimento (FLAD). De acordo com o comunicado de imprensa emitido pela FLAD, “José Ricardo Paula irá receber 300 mil euros de financiamento, em três anos, para desenvolver uma ideia inovadora, nomeadamente, o projeto ‘ATLANTICDIVERSA’, que pretende contribuir para compreender o papel dos mutualismos de limpeza na conservação da Biodiversidade do Atlântico, com recurso a tecnologias emergentes, como a Inteligência Artificial”.

Movimento de partículas ativas em meios desordenados

Sabia que quando um conjunto de robots ou bactérias se move num espaço onde há vários objetos livres, esses robots ou bactérias desviam esses objetos para poderem passar? Um grupo de investigadores da Ciências ULisboa e das universidades de College of London (Reino Unido) e de Gothenburg (Suécia) conseguiu mostrar que o rasto deixado por esse movimento contribui para a formação de grupos, funcionando como um mecanismo efetivo de comunicação entre eles.

Fotografia de Catarina Frazão Santos

Catarina Frazão Santos, investigadora no DBA Ciências ULisboa e no MARE, em entrevista ao canal YouTube da Faculdade, a propósito da distinção do ERC, com uma bolsa de arranque, no valor de quase 1,5 milhões de euros, dá a conhecer a sua pessoa, os objetivos e expetativas do projeto PLAnT, refletindo também sobre o contributo da Faculdade para o seu percurso profissional e a importância da sua área de investigação.

Identidade gráfica do café ciências da exposição cem medidas

“Cem Meias Medidas: desenhos e gravuras de Inez Wijnhorst” está patente ao público na Galeria Ciências até fevereiro de 2024. O curador da exposição - Pedro  Freitas - escreve uma crónica sobre esta mostra inaugurada a 21 de novembro. A 12 de dezembro, pelas 17h00, na Galeria Ciências, o curador e a autora participam numa mesa-redonda, que conta ainda com a participação do cientista Henrique Leitão. Os três pretendem explorar a exposição através dos seguintes pontos de vista: o da criação e da intenção dos desenhos, o do seu conteúdo matemático e físico, e o das suas eventuais interações com a história da ciência.

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