Pesquisadores usam erupção vulcânica como laboratório climático.

Pesquisadores usam erupção vulcânica como laboratório climático.
David Biello

Vestígios da erupção do monte Pinatubo, em 1991, ainda estão nos céus. Eles ajudam a decifrar o funcionamento do clima global.

O clima da Terra - componente crítico da regulação de calor do planeta - não pode ser reproduzido em laboratório. Para entender como ele funciona, portanto, os cientistas precisam confiar em "experimentos naturais", ou eventos naturais que podem ser usados como fontes de dados para pesquisa.

Alguns desses eventos tomam forma apocalíptica, como a erupção do Monte Pinatubo, nas Filipinas, em junho de 1991, que lançou 10 km³ de cinzas, gases e outros materiais a grande altitude. Ao pesquisar como essa erupção afetou o clima global - e determinar como rastrear suas marcas em outras formas de registro - os cientistas transformaram a catástrofe em instrumento para ampliar o conhecimento.

"O grande problema com o clima - e tentar estudá-lo - é que não se pode brincar com ele no laboratório", diz Joanna Futyan, climatologista da Universidade Columbia. "Tentamos usar esse evento abrupto como experimento natural: aconteceu algo extraordinário e pode-se observar como a atmosfera responde a isso".

Futyan e o físico John Harries, do Imperial College de Londres, analisaram como a umidade atmosférica, a temperatura e a energia radiante do planeta - diferença entre a energia do sol absorvida pela Terra e a irradiada de volta para o espaço - responderam à erupção.

O espectro dessa energia enviada de volta para o espaço a partir da superfície (medido via satélite) mudou nos últimos 30 anos como resultado do aquecimento global, mas a velocidade e a magnitude dessa mudança permanecem difíceis de ser medidas e se baseiam numa série de processos atmosféricos, como a quantidade de vapor d´água.

A resposta da atmosfera à erupção do Pinatubo revela que esse sistema reage rapidamente. Os aerossóis de sulfato expelidos pelo vulcão, que bloqueiam a luz solar, resfriaram o planeta em quatro meses. Em seis meses, o planeta irradiou 2,6 watts /m² menos calor para o espaço do que antes da erupção.

Como resultado, a umidade caiu, mas de forma lenta, e no fim de 1992 o clima atingiu mais uma vez o equilíbrio, escreveram os pesquisadores na Geophysical Research Letters de 2 de janeiro. "Pelas observações do Pinatubo, o fluxo líquido [de energia] voltou ao equilíbrio rapidamente", diz Futyan. O Pinatubo também deixou sua marca nas condições do tempo. Quando o vulcão entrou em erupção, ele enviou dióxido de enxofre para a atmosfera. Um certo comprimento de onda de luz ultravioleta transformou parte dos átomos de enxofre nessas moléculas num em um isótopo mais leve - a assinatura química de erupções estratosféricas como essa.

Ao cair de volta na superfície, o sulfato contendo essa proporção entre isótopos peculiar depositou-se em áreas desertas, como a camada de neve da Antártida. O químico Mark Thiemens, da Universidade da Califórnia em San Diego, e sua equipe escavaram 30 toneladas de neve em busca de um registro isotópico como esse, que já foi observado em camadas geológicas antigas da Terra.

Tanto o Pinatubo como seu predecessor - o Monte Agung, que entrou em erupção em 1963 - deixaram traços desse tipo na neve, enquanto erupções de menor altitude geraram marcas diferentes, revelam Thiemens e sua equipe na revista Science de 5 de janeiro.

A compreensão da química resultante de vários tipos de erupção tornará possível extrapolar o registro vulcânico e sua influência sobre o clima para tempos passados. Os efeitos de erupções catastróficas como a do Pinatubo podem ser transitórios, mas fornecem uma imagem de como o clima pode responder a outros constrangimentos, como as emissões humanas dos gases do efeito estufa.

Eles também ajudam a avaliar como esse complexo sistema pode reagir a tentativas humanas de reparar conseqüências catastróficas de uma mudança climática como essa - como injetar aerossóis de sulfato nos céus, como proposto pelo químico e Prêmio Nobel Paul Crutzen. "É uma maneira quantitativa de ver quão sensível a estratosfera é às perturbações", observa Thiemens. "A natureza faz alguns dos experimentos para você."