Amazônia 128

Prevendo o futuro da Terra Manguezais Costeiros do Brasil Guia para preservar a Biodiversidade

DO CONHECIMENTO À AÇÃO: “10 MUST KNOWS” COMO GUIA PARA PRESERVAR A BIODIVERSIDADE

Já estamos ultrapassando os limites planetários, tanto em termos de aquecimento global como de perda de biodiversidade. São necessárias respostas conjuntas para combater estas crises. Sabemos que a preservação da biodiversidade pode contribuir significativamente para a mitigação das alterações climáticas, por exemplo, através de florestas com biodiversidade e turfeiras re-humedecidas que podem atuam como sumidouros de carbono. Somente focando em medidas para proteger... 22

ADAPTAÇÃO HUMANA A DIVERSOS BIOMAS NOS ÚLTIMOS 3 MILHÕES DE ANOS

Para investigar o papel da vegetação e da diversidade do ecossistema na adaptação e migração dos hominídeos, os autores identificaram as preferências de habitat humano ao longo do tempo usando uma simulação transitória de modelo de bioma do sistema terrestre de 3 milhões de anos e um extenso banco de dados arqueológico e de fósseis de hominídeos. A análise deles mostra que os primeiros hominídeos africanos viviam predominantemente em ambientes...

ANTIGOS MANTOS DE GELO DA ANTÁRTIDA PREVEEM O FUTURO DINÂMICO DA TERRA

Há dezenove milhões de anos, durante uma época conhecida como início do Mioceno, enormes mantos de gelo na Antártica cresceram e recuaram rápida e repetidamente. O Mioceno é amplamente considerado um análogo potencial para o clima da Terra no próximo século, caso a humanidade permaneça na sua atual trajetória de emissões de carbono. Identificar como e por que os principais mantos de gelo da Antártica se comportaram da maneira que agiam no início...

ALIMENTOS QUE PODERÃO SALVAR A HUMANIDADE EM CASO DE GUERRA NUCLEAR

Com a guerra a expandir- -se no Médio Oriente, a invasão da Ucrânia pela Rússia ainda em curso e a China a ameaçar invadir Taiwan , há gerações que o mundo não tem estado mais próximo da beira de uma guerra nuclear. Os investigadores começaram a soar o alarme mais uma vez sobre os riscos de um inverno nuclear: imagine uma Terra escondida do Sol por até 165 milhões de toneladas de fuligem e congelando 16 graus Fahrenheit abaixo das temperaturas médias globais. A guerra nuclear total poderia reduzir as colheitas em todo o mundo, reduzindo...

COMO AS CARACTERÍSTICAS DOS ANIMAIS MOLDARAM A JORNADA DAS ESPÉCIES EM TODO O MUNDO

Foi tão poderoso que fez com que 5 milhões de toneladas de detritos fossem levados para o Pacífico – 1,5 milhões de toneladas permaneceram à tona e começaram a flutuar com as correntes. Um ano depois, e a meio mundo de distância, destroços começaram a chegar à costa oeste da América do Norte. Mais de 280 espécies costeiras japonesas, como mexilhões, cracas e até algumas espécies de peixes, pegaram carona nos escombros e fizeram uma viagem incrível através do oceano. Essas espécies ainda estavam vivas...

“SECAS ENERGÉTICAS”

Foi divulgado recentemente um novo estudo que fornece a primeira avaliação empírica sobre os serviços ecossistêmicos - benefícios fundamentais para a sociedade gerados pelos ecossistemas - dos manguezais brasileiros. Intitulado “Flow of mangrove ecosystem services to coastal communities in the Brazilian Amazon” (“Fluxo de serviços ecossistêmicos de manguezais para comunidades costeiras na Amazônia brasileira”, em português), o estudo publicado pela Frontiers in Environmental Science, de coautoria dos exploradores da National Geographic Margaret Awuor Owuor e Angelo Bernardino, traz evidências sobre o essencial valor ambiental, social, econômico...

[11] Visão holística do ciclo químico da Terra esclarece como o planeta permanece habitável [15] Priorizar a terra para evitar a perda de espécies poderia reduzir o risco de extinção de espécies duas vezes mais eficientemente [18] Astrônomos revelam uma nova ligação entre a água e a formação do planeta [26] A água superficial mergulha profundamente e transforma a camada externa do núcleo da Terra [28]Branqueamento em massa de corais sem precedente, em 2024 [38] O aumento da diferença de temperatura entre o dia e a noite pode afetar toda a Vida na Terra [49] Só o permafrost retém os rios do Ártico – e muito carbono [56] Impacto futuro das mudanças climáticas nos pântanos costeiros [59] A ameaça oculta do aumento das águas subterrâneas costeiras [62] As alterações climáticas podem colocar em risco as maiores reservas de água potável do planeta [64] O Ártico poderá ficar praticamente livre de gelo em apenas 10 anos – e isso significa que intensas ondas de calor assolarão a Terra [66] Os rios do Ártico enfrentam a aceleração do ciclo da água, o degelo do permafrost e grandes mudanças com o aquecimento do clima – seus efeitos trarão consequências globais

EXPEDIENTE

PUBLICAÇÃO

Editora Círios SS LTDA

ISSN 1677-7158

CNPJ 03.890.275/0001-36

Rua Timbiras, 1572-A

Fone: (91) 3083-0973

Fone/Fax: (91) 3223-0799

Cel: (91) 9985-7000

CEP: 66033-800

Belém-Pará-Brasil

DIRETOR

Rodrigo Barbosa Hühn pauta@revistaamazonia.com.br

PRODUTOR E EDITOR

Ronaldo Gilberto Hühn amazonia@revistaamazonia.com.br

COMERCIAL

Alberto Rocha, Rodrigo B. Hühn comercial@revistaamazonia.com.br

ARTICULISTAS/COLABORADORES

Ambarish Karmalkar, Earth Future, Escola de Exploração da Terra e do Espaço, Dartmouth College, Florian Ulrich Jehn, Instituto Internacional de Análise de Sistemas Aplicados, Jorge Alvarenga, Kirsten Thonicke, Louise Lerner, Michael A. Rawlins, National Geographic, Ronaldo G. Hühn, SarahSophie Wei, Shellie Habel, Universidade do Colorado, Universidade de Chicago, Universidade de Queensland, Universidade de Lisboa, Universidade de Manchester, Universidade de Tecnologia Chalmers, Universidade de Tulane, Universidade de Wisconsin-Madison, Universidade Yonsei;

FOTOGRAFIAS

Academia Chinesa de Ciências, Alfred-Wegener-Institut, Ana Sofia Reboleira, Anais da Academia Nacional de Ciências (2024), Boletim NOAA Ártico, Brandt Meixell/USGS, CC POR 4.0 Pixabay/CC0 Domínio Público, Coralie MeuriceGBMqhvHuuu4-unsplash, Cortesia do PNUMA/GRID-Arendal, Dan Shim/ ASU, Dominguez e outros (2019), Elke Zeller, Earth Future, ESO, Fundação da Grande Barreira de Corais, GRID-Arendal/Nunataryuk , CC BY-ND, Guandong Li/Universidade de Tulane, IANS, Instituto de Ciências Básicas, Instituto Internacional de Análise de Sistemas Aplicados, Instituto de Tecnologia da Califórnia, Jesse Allen/Observatório da Terra da NASA, Julian Thomson/GNS Science, Lon Abbott e Terri Cook, Lorenzo Alvarez-Filip, Merino et al. (2019), Mulu Fratkin, Nature, Nature Communications, Nature ecology & evolution, Nature Reviews Earth & Environment, Nasa, NASA/JPL-Caltech/Charles Miller, Nennieinszweidrei/Pixabay, One Earth, PHIS, Pixabay/CC0 Domínio Público,, PNAS, Projeto: https://bit.ly/3uwbyn8, Projeto Hawai’i Sea Grant King Tides, Rede Leibniz sobre Biodiversidade, Rosa Pereira, Scientific Reports, SN Pattenden, Universidade de Bolonha, Universidade de Chicago, Universidade de Manchester, Universidade de Swansea, Universidade de Tecnologia Chalmers, Universidade de Wisconsin-Madison, Universidade do Havaí em Manoa, Universidade Estadual do Arizona, Universidade do Colorado, Universidade Hohai, Universidade Rice, Universidade Yonsei, Unsplash, Unsplash/CC0 Domínio Público, Ziqian Zhong;

EDITORAÇÃO ELETRÔNICA

Editora Círios SS LTDA

DESKTOP

Rodolph Pyle

NOSSA CAPA

Abarema filamentosa, da Mata Atlântica no Brasil. Avaliado como Vulnerável (à extinção) Foto: João Iganci, da Universidade Federal de Pelotas, no Relatório Situação Mundial das Plantas e Fungos 2020

Para receber edições da Revista Amazônia gratuitamente é só entrar no grupo

www.bit.ly/Amazonia-Assinatura ou aponte para o QR Code

Do conhecimento à ação: “10 Must Knows” como guia para preservar a Biodiversidade

Da biodiversidade ainda não descoberta às florestas resilientes e ao impacto do consumo de alimentos na natureza: 64 especialistas publicaram seus conhecimentos e recomendações na forma de "10 Must Knows da Ciência da Biodiversidade" para 2024. A Pesquisa Leibniz O novo relatório da Network Biodiversity fornece aos decisores políticos e à sociedade formas concretas de conservar eficazmente e utilizar de forma sustentável a biodiversidade a nível local, nacional e europeu e, assim, também mitigar as alterações climáticas. Com esta publicação, os investigadores contribuem com fatos científicos atuais para o debate sobre a Estratégia Nacional Alemã de Biodiversidade, que deverá ser adoptada antes da próxima Conferência das Nações Unidas sobre Biodiversidade, no Outono de 2024.

Já estamos ultrapassando os limites planetários, tanto em termos de aquecimento global como de perda de biodiversidade. São necessárias respostas conjuntas para combater estas crises. Sabemos que a preservação da biodiversidade pode contribuir significativamente para a mitigação das alterações climáticas, por exemplo, através de florestas com biodiversidade e turfeiras re-humedecidas que podem atuam como sumidouros de carbono. Somente focando em medidas para proteger a biodiversidade poderemos ter sucesso no enfrentamento de ambas as crises ao mesmo tempo", diz Kirsten Thonicke, autora principal e vice-chefe do Departamento de Pesquisa “Análise do Sistema Terrestre” no Instituto Potsdam para Impacto Climático Research (PIK), que coordena a rede de pesquisa.

Formas concretas de conservar eficazmente e utilizar de forma sustentável a biodiversidade a nível local, nacional e europeu e, assim, também mitigar as alterações climáticas

Fotos: Coralie Meurice-GBMqhvHuuu4-unsplash, Nature, Nennieinszweidrei/Pixabay, Rede Leibniz sobre Biodiversidade, SN Pattenden, Unsplash

Após a grande resposta aos "10 Must Knows da Ciência da Biodiversidade", publicado pela primeira vez em 2022, cientistas de um total de 52 instituições de investigação alemãs e internacionais contribuíram agora com os seus conhecimentos das ciências ambientais, da vida, espaciais, sociais, humanas e económicas para a nova versão. "Nossas recomendações resumem a pesquisa disponível hoje para os tomadores de decisão. O Must Knows tem como objetivo fornecer orientação sobre como implementar as metas de biodiversidade acordadas globalmente no contexto alemão", diz a autora Sibylle Schroer do Instituto Leibniz de Ecologia de Água Doce e Interior. Pescas (IGB). "Isto inclui também a consciência de que até agora só compreendemos uma parte relativamente pequena da biodiversidade. Reconhecer este facto é um passo crucial em direção a políticas ambientais mais sustentáveis. Estas políticas devem centrar-se na gestão de habitats baseada nos ecossistemas - e, portanto, nas funções e interações entre espécies e habitats, em vez de apenas espécies e habitats individuais." Conhecimento concentrado sobre biodiversidade de 64 especialistas em todas as disciplinas

Para implementar as 23 metas globais de biodiversidade acordadas pelos estados membros das Nações Unidas na Conferência da ONU sobre Biodiversidade

em Dezembro de 2022 (COP 15), a Estratégia Nacional Alemã de Biodiversidade 2030 está atualmente a ser desenvolvida.

A estratégia visa preservar e proteger a biodiversidade na Alemanha. Com o objetivo de fornecer dados atualizados da comunidade científica, a primeira versão dos “10 Must Knows” de 2022 foi ampliada para incluir inúmeros aspectos e atualizada com a ajuda da literatura atual. O novo relatório aborda, entre outras coisas, como o impacto do consumo de alimentos na biodiversidade pode ser reduzido em termos concretos: "Compreender e utilizar a biodiversidade como um fator de produção crucial pode ajudar a estabilizar os rendimentos, aumentar a resiliência agrícola e transformar-nos a todos em gestores da biodiversidade". , quer sejamos produtores ou consumidores", afirma o autor Jens Freitag, do Instituto Leibniz de Genética Vegetal e Pesquisa de Plantas Cultivadas (IPK).

Os autores oferecem sugestões práticas aos decisores políticos e fornecem aos cidadãos opções específicas para agir na sociedade.

A Iniciativa de Pesquisa BMBF para a Conservação da Biodiversidade (FEdA) e o Centro Alemão de Pesquisa Integrativa da Biodiversidade (iDiv) Halle-Jena-Leipzig colaboraram no projeto. Os “10 Must Knows” foram comentados por especialistas da política, administração, ciência e associações antes da publicação.

A biodiversidade é a base da saúde e de um ambiente estável

A conservação da biodiversidade e a política de saúde devem estar interligadas entre sectores porque um ambiente natural intacto também promove a saúde física e mental

A dramática perda de biodiversidade, desde o genético ao nível do ecossistema, representa um dos maiores desafios do nosso tempo

1. Alcançar juntos a proteção do clima e da biodiversidade

2. Permitindo uma vida saudável em um planeta saudável3,

3. Considerando a biodiversidade não descoberta

4. Ligando a diversidade linguística, cultural e biológica

5. Harmonizando o uso diversificado dos ecossistemas florestais e a conservação da biodiversidade

6. Transformando os sistemas agrícolas e alimentares

7. Protegendo terras e recursos

8. Liberando mudanças transformadoras por meio da colaboração internacional e da Educação para o Desenvolvimento Sustentável

9. Garantir o acesso gratuito e a utilização aberta de dados relacionados com a biodiversidade

10. Reduzir os impactos na biodiversidade decorrentes do consumo de alimentos

Os "10 Conhecimentos Imperdíveis da Ciência da Biodiversidade 2024" são:

Citações de cientistas que contribuíram para o "10 Must Knows from Biodiversity Science":

Um planeta saudável é fundamental para a nossa saúde humana. A conservação da biodiversidade e a política de saúde devem estar interligadas entre sectores porque um ambiente natural intacto também promove a saúde física e mental. Precisamos de um plano de ação global conjunto para a biodiversidade e a saúde. Localmente, as cidades e os municípios devem trabalhar ativamente para proteger e restaurar a natureza, incluindo a natureza urbana, uma vez que esta tem um impacto positivo na saúde e no bem-estar social.

– Aletta Bonn, Centro Helmholtz de Pesquisa Ambiental (UFZ) Universidade Friedrich Schiller Jena e Centro Alemão de Pesquisa Integrativa em Biodiversidade (iDiv) Halle-Jena-Leipzig

Os acordos nacionais e internacionais sobre a proteção da biodiversidade exigem números concretos para implementar, avaliar e recompensar medidas de conservação. Esses números só podem ser fornecidos pela investigação se os dados relacionados com a biodiversidade, tais como informações sobre sequências digitais, forem livremente acessíveis e utilizáveis abertamente, bem como normalizados e arquivados de forma sustentável através das fronteiras nacionais. – Christiane Hassenrück, IÖR

Informações que são um bom presságio para o futuro da biodiversidade

Devemos adaptar as nossas práticas de gestão e planeamento espacial de uma forma que concilie a utilização diversificada dos ecossistemas florestais com a conservação da biodiversidade. Isto permitir-nos-á combater os crescentes impactos negativos das alterações climáticas nas florestas, ao mesmo tempo que resolveremos os compromissos entre objetivos políticos concorrentes relacionados com as florestas.

– Mats Nieberg, PIK e Instituto Florestal Europeu (EFI)

A diversidade de florestas e estruturas florestais é a base para uma gestão florestal sustentável e é de importância central para garantir o fornecimento de serviços ecossistémicos florestais no contexto das alterações climáticas. – Christopher PO Reyer, PIK

Atualmente, cerca de 60 hectares de novas áreas de assentamento e transporte são alocados na Alemanha todos os dias.

Estratégia visa preservar e proteger a biodiversidade

Estratégia visa preservar e proteger a biodiversidade

A selva exuberante em contraste com selva de pedra da Metrópole da Amazônia

Isto significa que as metas de poupança de terras do governo alemão estão a tornar-se uma perspectiva distante. Os solos já não conseguem desempenhar as suas funções básicas, os seus serviços ecossistémicos estão a perder-se e os habitats estão a desaparecer. A protecção, o desenvolvimento e a restauração da biodiversidade devem receber uma consideração central a todos os níveis políticos e de planeamento. Isto aplica-se a projetos internacionais, bem como ao planeamento regional e municipal.

– Barbara Warner, Academia para o Desenvolvimento Territorial da Associação Leibniz (ARL)

O planeamento espacial e paisagístico pode fornecer conceitos valiosos para uma proteção e restauração mais amplas de habitats para plantas e animais. Estes conceitos devem ser implementados de forma consistente e apoiados por recursos financeiros. Deve ser dada maior prioridade à proteção da biodiversidade e ao desenvolvimento de habitats nas decisões de ordenamento do território relativas à utilização dos solos.

– Wolfgang

Wende, Instituto Leibniz de Desenvolvimento Ecológico Urbano e Regional

Travar a perda de biodiversidade exige medidas abrangentes e rápidas que envolvam vários sectores económicos e ambientais, abordadas com grande vigor.

– Bernd Hansjürgens, Centro Helmholtz de Pesquisa Ambiental (UFZ)

A verdadeira riqueza da Terra reside na sua imensurável diversidade biológica. Mas parece que nós, humanos, somos demasiado temperamentais e míopes para lidar com este tesouro com cuidado. Muitos conhecem melhor o mercado de ações do que o portfólio de espécies que a natureza nos oferece. É tempo de fazer da educação sobre biodiversidade um objetivo para todos nós – para um mundo de amanhã amigo da biodiversidade.

– Christoph Scherber, Instituto Leibniz para a Análise de Mudanças na Biodiversidade (LIB)

A conservação da biodiversidade é uma alavanca poderosa para alcançar os 17 Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) da Agenda 2030

Dar maior prioridade à proteção da biodiversidade e ao desenvolvimento de habitats

Soluções de alto valor natural e baseadas na Natureza

A Terra permaneceu habitável durante milhares de milhões de anos graças a uma complexa interação química entre o oceano, a atmosfera e a terra. Acima, a atmosfera é visível como uma casca fina da Estação Espacial Internacional. Foto cortesia da NASA

Visão holística do ciclo químico da Terra esclarece como o planeta permanece habitável

O equilíbrio e o desequilíbrio nos ciclos biogeoquímicos refletem a operação de conjuntos fechados, de troca e abertos

por *Louise

Universidade

Lerner,

de Chicago Fotos: CC POR 4.0 Pixabay/CC0 Domínio Público, Cortesia do PNUMA/GRID-Arendal, Instituto de Tecnologia da Califórnia, Merino et al. (2019), PNAS, Nasa, Universidade de Chicago, Universidade Rice

As reações biogeoquímicas modulam a composição química dos oceanos e da atmosfera, fornecendo feedbacks que sustentam a habitabilidade planetária ao longo do tempo geológico. Aqui, avaliamos matematicamente um conjunto de processos biogeoquímicos para identificar combinações de reações que estabilizam o dióxido de carbono atmosférico, equilibrando fluxos de espécies químicas entre o oceano, a atmosfera e a geosfera. Ao contrário dos esforços de modelagem anteriores, esta abordagem não prescreve relações funcionais entre as taxas de processos biogeoquímicos e as condições ambientais. Nossa estrutura agnóstica gera três tipos de combinações de reações estáveis: conjuntos fechados, onde fontes e sumidouros se cancelam mutuamente para todos os reservatórios

A Vida e a Terra têm co-evoluído numa dança contínua

As reações biogeoquímicas modulam a composição química dos oceanos e da atmosfera, fornecendo feedbacks que sustentam a habitabilidade planetária ao longo do tempo geológico. Aqui, avaliamos matematicamente um conjunto de processos biogeoquímicos para identificar combinações de reações que estabilizam o dióxido de carbono atmosférico, equilibrando fluxos de espécies químicas entre o oceano, a atmosfera e a geosfera. Ao contrário dos esforços de modelagem anteriores, esta abordagem não prescreve relações funcionais entre as taxas de processos biogeoquímicos e as condições ambientais. Nossa estrutura agnóstica gera três tipos de combinações de reações estáveis: conjuntos fechados, onde fontes e sumidouros se cancelam mutuamente para todos os reservatórios químicos; conjuntos de trocas,

químicos; conjuntos de trocas, onde as condições oceano-atmosfera constantes são mantidas através do crescimento ou destruição de reservatórios crustais; e conjuntos abertos, onde o equilíbrio na alcalinidade e nos fluxos de carbono é acomodado por mudanças em outros componentes químicos da água do mar ou da atmosfera. Esses três modos de operação têm escalas de tempo características diferentes e podem deixar evidências distintas no registro rochoso. Para fornecer um exemplo prático deste quadro teórico, aplicámos o modelo para reformular hipóteses existentes para as alterações climáticas do Cenozóico com base em feedbacks ou mecanismos de forçamento partilhados. No geral, este trabalho fornece uma estrutura conceitual sistemática e simplificada para a compreensão da função e evolução dos ciclos biogeoquímicos globais.

onde as condições oceano-atmosfera constantes são mantidas através do crescimento ou destruição de reservatórios crustais; e conjuntos abertos, onde o equilíbrio na alcalinidade e nos fluxos de carbono é acomodado por mudanças em outros componentes químicos da água do mar ou da atmosfera. Esses três modos de operação têm escalas de tempo características diferentes e podem deixar evidências distintas no registro rochoso. Para fornecer um exemplo prático deste quadro teórico, aplicámos o modelo para reformular hipóteses existentes para as alterações climáticas do Cenozóico com base em feedbacks ou mecanismos de forçamento partilhados. No geral, este trabalho fornece uma estrutura conceitual sistemática e simplificada para a compreensão da função e evolução dos ciclos biogeoquímicos globais.

As reações biogeoquímicas modulam a composição química dos oceanos e da atmosfera, fornecendo feedbacks que sustentam a habitabilidade planetária ao longo do tempo geológico. Aqui, avaliamos matematicamente um conjunto de processos biogeoquímicos para identificar combinações de reações que estabilizam o dióxido de carbono atmosférico, equilibrando fluxos de espécies químicas entre o oceano, a atmosfera e a geosfera. Ao contrário dos esforços de modelagem anteriores, esta abordagem não prescreve relações funcionais entre as taxas de processos biogeoquímicos e as condições ambientais. Nossa estrutura agnóstica gera três tipos de combinações de reações estáveis: conjuntos fechados, onde fontes e sumidouros se cancelam mutuamente para todos os reservatórios químicos; conjuntos de trocas, onde

as condições oceano-atmosfera constantes são mantidas através do crescimento ou destruição de reservatórios crustais; e conjuntos abertos, onde o equilíbrio na alcalinidade e nos fluxos de carbono é acomodado por mudanças em outros componentes químicos da água do mar ou da atmosfera. Esses três modos de operação têm escalas de tempo características diferentes e podem deixar evidências distintas no registro rochoso. Para fornecer um exemplo prático deste quadro teórico, aplicámos o modelo para reformular hipóteses existentes para as alterações climáticas do Cenozóico com base em feedbacks ou mecanismos de forçamento partilhados. No geral, este trabalho fornece uma estrutura conceitual sistemática e simplificada para a compreensão da função e evolução dos ciclos biogeoquímicos globais.

Todos sabemos que a Terra é especial, mas podemos não avaliar totalmente o quão boa é a nossa neste planeta. Ao contrário dos seus vizinhos planetários, a Terra permaneceu habitável durante milhares de milhões de anos graças a uma dança complicada e em constante mudança de elementos.

Um estudo realizado por investigadores da Universidade de Chicago, da Universidade Rice e do Instituto de Tecnologia da Califórnia lança uma nova luz sobre o delicado equilíbrio dos ciclos biogeoquímicos que mantêm a Terra temperada, hidratada e próspera.

A ciclagem de elementos entre os oceanos, a atmosfera e a terra desempenha um papel na manutenção da estabilidade do clima, mas é tão complexa que os cientistas normalmente isolam partes do todo para tentar compreender melhor como funcionam. No entanto, um novo estudo, publicado recentemente no Proceedings of the National Academy of Sciences, oferece uma abordagem diferente.

Em vez disso, os investigadores oferecem um ponto de vista amplo e simplificado, utilizando um novo conjunto de ferramentas matemáticas para iluminar as relações entre os diferentes ciclos químicos que antes eram difíceis de detectar. “Nossa abordagem fornece uma nova maneira de identificar os blocos fundamentais de estabilidade nos componentes químicos do clima da Terra - as formas subjacentes pelas quais o clima pode ser estabilizado ao longo do tempo geológico devido ao movimento de elementos através do oceano, atmos-

O

fera e rocha reservatórios”, disse Preston Cosslett Kemeny, pós-doutorado da UChicago TC Chamberlain e primeiro autor do artigo.

“Esta é uma maneira elegante e simplificada de pensar sobre um problema enorme, que organiza muitas pesquisas anteriores sobre ciclos elementares em pacotes de reações químicas que podem ser equilibradas e compreendidas”, disse UChicago Asst. Prof. Clara Blättler, autora sênior do artigo.

Ciclos e clima

Muitas vezes tomamos como certo que o planeta Terra sustentou vida complexa durante centenas de milhões de anos. Mas esta estabilidade não estava certamente garantida – basta olhar ao lado para Marte e Vénus, que se formaram aproximadamente a partir dos mesmos materiais que a Terra, mas que actualmente nem sequer suportam água líquida. Qual é o segredo da Terra?

Um aspecto fundamental é o ciclo químico. Elementos como carbono, enxofre e cálcio movem-se entre a terra, o oceano e a atmosfera de maneiras que mantiveram as condições na superfície da Terra relativamente estáveis ao longo de centenas de milhões de anos.

Por exemplo, os cientistas pensam que as temperaturas do planeta são parcialmente mantidas pela mudança gradual do carbono entre o oceano, a atmosfera e a terra.

Quando o dióxido de carbono se acumula na atmosfera e aquece a superfície, faz com que as rochas se quebrem mais rapidamente – movendo o carbono para o oceano e, subsequentemente, para as rochas no fundo do mar. Ao longo de milhões de anos, o planeta esfria gradualmente à medida que o carbono é sugado da atmosfera.

Nossa abordagem fornece uma nova maneira de identificar os blocos fundamentais de estabilidade nos componentes químicos do clima da Terra

carbono circula através dos processos terrestres e dos oceanos. As adições humanas de carbono (vermelho) são relativamente pequenas, mas não são compensadas pela absorção natural, pelo que podem ter grandes impactos no clima e no equilíbrio de carbono

Desembaraçar esses ciclos tem sido um trabalho de décadas. É um desafio porque os ciclos duram milhões de anos, estão em constante mudança, ocorrem em todo o globo e interagem entre si constantemente. É tão complexo que os cientistas muitas vezes examinam apenas partes do quadro completo – normalmente considerando um número limitado de ciclos de elementos ou um pequeno subconjunto de suas interações. Mas quando faltam peças do puzzle, os investigadores têm de fazer suposições para preencher as lacunas. Kemeny questionou-se se trabalhar desta forma poderia tender a obscurecer o quadro geral de como as interações biogeoquímicas dão origem à estabilidade planetária.

Ele, juntamente com Blättler, Mark Torres, da Rice University, e Woodward Fischer, da Caltech, deram um passo atrás. Eles realizaram uma análise matemática na qual consideraram uma ampla gama de reações químicas que compreendem os principais ciclos químicos, mas não especificaram como ou quanto os ciclos interagiam entre si.

O resultado é uma estrutura que identifica todas as combinações principais e secundárias de reações que equilibram o ciclo do carbono da Terra e as suas relações entre si – algo que estava faltando no campo. Visto desta forma, o clima da Terra pode ser representado por um conjunto de equações químicas interligadas que devem equilibrar-se ao longo de determinados períodos de tempo.

Os autores disseram que o seu trabalho é útil à medida que os cientistas continuam a estudar a história da Terra e

como o clima mudou ao longo do tempo. “Por exemplo, digamos que você está considerando uma hipótese sobre por que o clima mudou no passado – como o grande resfriamento dos últimos 65 milhões de anos”, disse Kemeny. “Você pode pegar essa estrutura e usá-la para dizer, bem, se o processo X aumentou ou diminuiu, então ele também deveria ter causado a ocorrência de Y, ou precisaria ser equilibrado por Z, e que você tem que levar em conta esses resultados - então, com essa previsão, podemos procurar evidências da operação conjunta de todo o sistema geoquímico”.

Outras relações entre os ciclos químicos podem tornar-se visíveis quando observadas numa visão panorâmica. “Por exemplo, esta análise identificou uma nova forma de equilibrar os fluxos de carbono no sistema oceano-atmosfera enquanto acumula oxigênio na atmosfera”, disse Kemeny.

Estudo realizado por pesquisadores da Universidade de Chicago, da Universidade Rice e do Instituto de Tecnologia da Califórnia lança nova luz sobre o delicado equilíbrio dos ciclos biogeoquímicos que mantêm a Terra temperada, hidratada e próspera.

“Esperamos que seja uma bela maneira de ajudar a compreender todas as substâncias químicas envolvidas em tornar a Terra um lugar seguro para a evolução da vida”, disse Blättler

Um arco natural produzido pela erosão de rochas diferenciadas em Jebel Kharaz (Jordânia)

Priorizar a terra para evitar a perda de espécies poderia reduzir o risco de extinção de espécies duas vezes mais eficientemente

No meio de um aumento alarmante na destruição global de habitats e na extinção de espécies, uma nova investigação realizada por uma equipa internacional de cientistas propõe uma nova abordagem global para a escolha de terras protegidas que poderia reduzir o risco de extinção de espécies duas vezes mais eficientemente do que os métodos atuais.

A proteção dos principais ecossistemas e habitats é amplamente aceite como uma das ações mais importantes para combater a extinção de espécies . No entanto, surge um ponto de discórdia quando se tenta calcular o valor ecológico e decidir quais as áreas que são priorizadas para proteção em primeiro lugar, para proporcionar o máximo benefício ao maior número de espécies em risco. O estudo argumenta que as atuais práticas de priorização de terras são insuficientes, excluindo dados localizados fundamentais para a compreensão de como uma espécie interage com os habitats na sua distribuição global.

“A extinção global de uma espécie começa localmente, ocorrendo uma população de cada vez, e as populações individuais podem ser mais ou menos resilientes dependendo de fatores regionais como o uso da terra ou a intensidade da gestão”, explica o autor principal Nicholas Wolff, Diretor de Ciência Climática no The Conservação da Natureza (TNC). “Precisamos de um modelo de priorização que reflita os princípios fundamentais da ecologia”.

O zoneamento resulta da priorização de habitat para minimizar a extinção de mamíferos ameaçados

(A) Classificação percentual de zonação. O habitat com uma classificação mais elevada é mais importante para a persistência dos mamíferos.

(B) Riqueza de espécies a partir de dados de distribuição de mamíferos utilizados na análise de zonação. As regiões cinzentas estão fora da área de distribuição de espécies de mamíferos ameaçadas (ocorrência zero).

por *Instituto Internacional de Análise de Sistemas Aplicados Fotos: Instituto Internacional de Análise de Sistemas Aplicados, One Earth

O tamanho de cada bolha representa o km 2 de habitat de alta prioridade para cada país (N = 143 países). Mostrados em vermelho e rotulados, estão os sete países que capturam cumulativamente mais de 50% (51,6%) do habitat global de alta prioridade. Rotulados em itálico estão países adicionais que têm mais de 75% das suas terras e

A coligação de investigadores procurou provar que havia uma abordagem melhor e mais eficaz que os governos e profissionais que alocam terras para conservação poderiam utilizar no futuro. Em vez de determinar a priorização de terras com base apenas na distribuição e riqueza das espécies – como tem sido historicamente o caso – o estudo modelou o que aconteceria se os conservacionistas também incorporassem informações ao nível da população, tais como as taxas de crescimento e as necessidades de habitat de cada população individual de uma espécie . , com foco em espécies de mamíferos terrestres. Os resultados foram reveladores.

pelo menos 1.000 km 2 cobertos por

ridade. A linha pontilhada representa a proteção

alta prio

do país (31,0%) de habitat de alta prioridade. Observe que a reamostragem das distribuições populacionais de 300 m a 5 km introduziu um viés positivo de aproximadamente 8% nas pegadas das espécies (km 2).

habitat de

-

média

Gráfico de dispersão mostrando a porcentagem de habitat de alta prioridade (10% principais) e a porcentagem protegida por país

Nicholas Wolff, Diretor da TNC

Persistência de populações de mamíferos ameaçadas usando priorização de zonação baseada em população versus espécie

Resultados de zoneamento mostrando a porcentagem de todas as populações que são viáveis à medida que a área protegida aumenta. Os resultados são mostrados para a análise em nível populacional usada neste estudo (azul) e uma análise mais típica em nível de espécie (vermelho), onde nenhum dado sobre populações é usado para informar a priorização. A linha vertical pontilhada marca as 10% das soluções mais bem classificadas usadas para resumir os resultados. n = 70.492 populações individuais. Uma população foi considerada viável quando tinha pelo menos 75% de probabilidade de persistir. Os resultados foram semelhantes quando foram utilizados 50% e 90% de probabilidade de limiares persistentes

“Descobrimos que 80% dos ‘habitats prioritários para a persistência’ do planeta – em outras palavras, as áreas das quais os mamíferos ameaçados de extinção mais dependem para sua sobrevivência – não estão atualmente protegidos e apenas 7,9% estão estritamente protegidos”, observa o estudo co-autor Piero Visconti, que lidera o Grupo de Pesquisa em Biodiversidade, Ecologia e Conservação do Programa de Biodiversidade e Recursos Naturais da IIASA.

“Até onde sabemos, este é o primeiro estudo em que as áreas prioritárias identificadas maximizam não apenas a representação da biodiversidade global, mas também a persistência nesta escala espacial e detalhe”, acrescenta Heini Kujala, coautora e investigadora universitária do Museu Finlandês de História Natural. “Esperamos que as descobertas encorajem a inovação nas estratégias de conservação em todo o mundo e contribuam para a luta global contra as taxas aceleradas de extinção”.

O estudo, publicado na One Earth, identificou uma série de habitats onde o reforço das proteções de conservação existentes tem o potencial de provocar uma redução significativa no risco de extinção global para um maior número de espécies. Notavelmente, os resultados mostram que apenas sete países – Austrália, Brasil, China, Indonésia, Madagáscar, México e Papua Nova Guiné – contêm mais de metade dos habitats prioritários sobreviventes da Terra para a persistência de espécies, proporcionando um amplo potencial para testar a nova abordagem proposta por este relatório . estudar.

Os resultados já estão sendo utilizados na TNC, a maior ONG de conservação da biodiversidade do mundo, ajudando a identificar “Ecossistemas de Última Chance”, priorizando áreas focais de conservação e informando a estratégia em toda a organização.

São mostradas as áreas de alta prioridade (classificação dos 10% da Zonação) quando a ameaça de conversão de habitat é excluída (azul) versus incluída

(vermelho) na priorização. Aproximadamente metade do total de áreas prioritárias se sobrepõe (verde) em ambas as priorizações

Distribuição global de habitat de alta prioridade para minimizar a ameaça de extinção de mamíferos

Astrônomos revelam uma nova ligação entre a água e a formação do planeta

Os investigadores encontraram vapor de água no disco em torno de uma estrela jovem, exatamente onde os planetas podem estar se formando.

Aágua é um ingrediente chave para a vida na Terra e se pensa que desempenha um papel significativo na formação do planeta, mas, até agora, os astrônomos nunca foram capazes de mapear como a água é distribuída num disco estável e frio - o tipo de disco que oferece as condições mais favoráveis para a formação de planetas em torno de estrelas. Pela primeira vez, os astrônomos pesaram a quantidade de vapor de água em torno de uma estrela típica em formação de planetas. As novas descobertas foram possí-

veis graças ao Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) – uma coleção de telescópios no deserto chileno do Atacama. O Jodrell Bank Centre for Astrophysics da Universidade de Manchester acolhe o UK ALMA Regional Centre Node (UK ARC), que apoia os astrónomos do Reino Unido que utilizam o ALMA.

A Dra. Anita Richards, pesquisadora visitante sênior da Universidade de Manchester e anteriormente membro do ARC do Reino Unido, desempenhou um papel fundamental no grupo que verificou o funcionamento do sistema

receptor da ‘Banda 5’, que foi essencial para o ALMA produzir a imagem detalhada. da água. Dr Richards disse: “Medir diretamente a quantidade de vapor de água onde os planetas estão se formando nos leva um passo mais perto de entender como poderia ser fácil criar mundos com oceanos – quanta água está ligada às rochas aglomeradas, ou é maioritariamente adicionada mais tarde”. para um planeta quase totalmente formado? Este tipo de observação necessita das condições mais secas possíveis e só poderia ser feita com tanto detalhe utilizando a rede ALMA no Chile.”

Telescópios no deserto chileno do Atacama

por *Universidade de Manchester

Fotos: ESO, Nature, PHIS, Universidade de Bolonha, Universidade de Manchester

a , Esquerda, imagem contínua de 1,7 mm de HL Tau. Centro, mapa integrado de intensidade da linha de água dos 183 GHz. À direita, mapa de velocidade ponderada por intensidade da linha de água de 183 GHz após recorte de 4 σ em canais individuais, onde a rotação do disco é claramente detectada. b , O mesmo que a , para o contínuo de 0,94 mm e a linha de água de 325 GHz. O mapa de velocidade ponderado por intensidade, neste caso, é calculado após recorte de 3 σ . c , à esquerda e ao centro, igual a a , para o contínuo de 0,94 mm e a linha de água de 321 GHz. Nenhum mapa do mo-

mento 1 é mostrado devido ao baixo SNR. À direita, zoom de intensidade contínua, com [4,5,6,7,8] σ contornos do mapa de momento 0 da linha de 321 GHz, com feixe σ = 13,3 mJy −1 km s −1 . Os rms associados aos mapas de intensidade integrados das linhas de 183 e 325 GHz são, respectivamente, 28,2 e 46,3 mJy feixe −1 km s −1 . Intensidade de brilho (K). Intensidade integrada (K km s −1 ). Velocidade ponderada pela intensidade ao longo da linha de visão (km s −1 ). Distância do centro de fase na Ascensão Reta (Delta RA). Distância do mesmo centro em Declinação (Delta Dec).

Mapas de intensidade contínua e momento de vapor d’água

Espectros da linha de água a , Espectro da linha de água de 183 GHz extraído sobre um círculo com raio de 0,7” centrado no pico do contínuo. b , Espectro da linha de água de 325 GHz extraído sobre a mesma área, destacando a versão espelhada (invertida) do espectro com a linha tracejada-pontilhada. c , Espectro da linha de água de 321 GHz extraído sobre um círculo com raio de 0,06” centrado no pico do contínuo. A faixa de velocidade no eixo x é diferente em c . A linha tracejada cinza em todos os painéis mostra a velocidade sistêmica (Vsys) de 7,1 km s −1 . No canto superior esquerdo de cada painel, 2 barras de escala σ são relatadas para referência.

As observações, publicadas hoje na revista Nature Astronomy, revelam pelo menos três vezes mais água do que em todos os oceanos da Terra no disco interno da jovem estrela semelhante ao Sol HL Tauri, localizada a 450 anos-luz de distância da Terra, na constelação Touro.

Stefano Facchini, astrônomo da Universidade de Milão, Itália, que liderou o estudo, disse: “ Nunca imaginei que poderíamos capturar uma imagem de oceanos de vapor d’água na mesma região onde um planeta provavelmente está se formando ”.

O coautor Leonardo Testi, astrônomo da Universidade de Bolonha, Itália, acrescentou: “ É realmente notável que possamos não apenas detectar, mas também capturar imagens detalhadas e resolver espacialmente o vapor de água a uma distância de 450 anos-luz de nós”.

Estas observações com o ALMA, que mostram detalhes tão pequenos como um fio de cabelo humano a um quilómetro de distância, permitem aos astrónomos determinar a distribuição da água em diferentes regiões do disco.

Uma quantidade significativa de água foi encontrada na região onde existe uma lacuna conhecida no disco HL Tauri – um local onde um planeta poderia potencialmente estar se formando. As lacunas radiais são escavadas em discos ricos em gás e poeira, orbitando corpos

a , a , Diagrama rotacional das três linhas de água, com fluxos de linha extraídos como no texto. O ajuste não leva a uma solução única, indicando que a suposição de temperatura uniforme é inadequada. b , Distribuição posterior do ajuste do diagrama rotacional. As linhas tracejadas indicam os percentis 16, 50 e 84 das distribuições posteriores marginalizadas.

jovens semelhantes a planetas à medida que recolhem material e crescem. Isto sugere que este vapor de água pode afetar a composição química dos planetas que se formam nessas regiões.

Mas observar a água com um telescópio terrestre não é tarefa fácil, já que o abundante vapor de água na atmosfera

a , a , Diagrama rotacional das três linhas de água, com fluxos de linha extraídos como no texto. O ajuste não leva a uma solução única, indicando que a suposição de temperatura uniforme é inadequada. b , Distribuição posterior do ajuste do diagrama rotacional. As linhas tracejadas indicam os percentis 16, 50 e 84 das distribuições posteriores marginalizadas.

da Terra degrada os sinais astronômicos.

O ALMA , operado pelo Observatório Europeu do Sul (ESO), juntamente com os seus parceiros internacionais, situa-se a cerca de 5000 metros de altitude e é construído num ambiente alto e seco especificamente para minimizar esta degradação, proporcionando condições de observação excepcionais. Até à data, o ALMA é a única instalação capaz de mapear a distribuição de água num disco frio de formação planetária.

Os grãos de poeira que constituem um disco são as sementes da formação planetária, colidindo e aglomerando-se em corpos cada vez maiores que orbitam a estrela. Os astrónomos acreditam que onde está frio o suficiente para a água congelar nas partículas de poeira, as coisas unem-se de forma mais eficiente – um local ideal para a formação de planetas.

Os membros do ARC do Reino Unido estão contribuindo para uma grande atualização do ALMA, que, com o Extremely Large Telescope ( ELT ) do ESO também a entrar em funcionamento dentro de uma década, fornecerá imagens ainda mais claras da formação planetária e do papel que a água desempenha nele. Em particular , o METIS , o gerador de imagens e espectrógrafo de infravermelho médio do ELT, proporcionará aos astrónomos vistas incomparáveis das regiões interiores dos discos de formação planetária, onde planetas como a Terra se formam.

Numa parte remota dos Andes chilenos, vista aérea do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA)

Diagrama rotacional

Adaptação humana a diversos biomas nos últimos 3 milhões de anos

Para investigar o papel da vegetação e da diversidade do ecossistema na adaptação e migração dos hominídeos, os autores identificaram as preferências de habitat humano ao longo do tempo usando uma simulação transitória de modelo de bioma do sistema terrestre de 3 milhões de anos e um extenso banco de dados arqueológico e de fósseis de hominídeos. A análise deles mostra que os primeiros hominídeos africanos viviam predominantemente em ambientes abertos, como pastagens e matagais secos. Migrando para a Eurásia, os hominídeos se adaptaram a uma gama mais ampla de biomas ao longo do tempo. Ao vincular a localização e a idade dos locais de hominídeos com os biomas regionais simulados correspondentes, também foi descoberto que os nossos ancestrais selecionaram ativamente ambientes espacialmente diversos. Os resultados quantitativos levam a uma nova hipótese de diversidade: as espécies Homo, em particular o Homo sapiens, foram especialmente equipados para se adaptarem aos mosaicos paisagísticos.

Uma equipe internacional descobriu que as primeiras espécies humanas se adaptaram a paisagens de mosaico e diversos recursos alimentares, o que teria aumentado a resiliência de nosso ancestral às mudanças climáticas anteriores.

Nosso gênero Homo evoluiu nos últimos 3 milhões de anos – um período de crescentes flutuações climáticas quentes/ frias. Como as primeiras espécies humanas se adaptaram à intensificação dos extremos climáticos, eras glaciais e mudanças em larga escala nas paisagens e na vegetação permanece indefinido.

Nossos ancestrais se ajustaram às mudanças ambientais locais ao longo do tempo ou buscaram ambientes mais estáveis com diversos recursos alimentares? Nossa evolução humana foi mais influenciada por mudanças temporais no clima ou pelo caráter espacial do ambiente?

Fotos: Elke Zeller. Este trabalho inclui imagens adaptadas de HCRP-UR501 e Sangiran 17 de Gerbil, Bodo de Ryan Somma e Daka Homo de Cretan usadas sob CC BY 3.0 e DNH-134 de Herries, AIR et al. Ciência 2020, Instituto de Ciências Básicas

Ilustração artística de hominídeos chegando em uma paisagem de mosaico de vários biomas. Esses ambientes eram muito preferidos pelos primeiros humanos, de acordo com um novo estudo publicado na revista Science por uma equipe de cientistas da Coreia do Sul e da Itália (Copyright, IBS Center for Climate Physics)

Para testar quantitativamente essas hipóteses fundamentais sobre a evolução e adaptação humana, a equipe de pesquisa usou uma compilação de mais de três mil espécimes fósseis humanos bem datados e sítios arqueológicos , representando seis espécies humanas diferentes, em combinação com simulações realistas de modelos de clima e vegetação, cobrindo últimos 3 milhões de anos.

Os cientistas concentraram suas análises em biomas – regiões geográficas caracterizadas por climas, plantas e comunidades animais semelhantes (por exemplo, savana, floresta tropical ou tundra).

“Para os sítios arqueológicos e antropológicos e as idades correspondentes, extraímos os tipos de biomas locais de nosso modelo de vegetação baseado no clima.

Isso revelou quais biomas eram favorecidos pelas espécies extintas de hominídeos H. ergaster, H. habilis, H. erectus, H. heidelbergensis e H. neanderthalensis e por nossos ancestrais diretos - H. sapiens”, disse Elke Zeller, Ph.D. estudante do IBS Center for Climate Physics na Pusan National University, Coréia do Sul, e principal autor do estudo.

De acordo com a análise, os cientistas descobriram que os primeiros grupos

africanos preferiam viver em ambientes abertos, como pastagens e matagais secos. Migrando para a Eurásia há cerca de 1,8 milhão de anos, os hominídeos, como H. erectus e posteriormente H. heidelbergensis e H. neanderthalensis desenvolveram maior tolerância a outros biomas ao longo do tempo, incluindo florestas temperadas e boreais . “Para sobreviver como habitantes da floresta, esses grupos desenvolveram ferramentas de pedra mais avançadas e provavelmente também habilidades sociais “, disse o professor Pasquale Raia, da Università di Napoli Federico II, Itália, co-autor do estudo.

Localização das espécies de hominídeos. Sítios antropológicos e arqueológicos utilizados neste estudo, correspondente a H. habilis (A), H. ergaster (B), H. erectus (C), H. heidelbergensis (D), H. neanderthalensis (E) e H. sapiens (F). As estimativas de idade em ka (1000 anos atrás) são indicadas em sombreamento colorido

Linha do tempo da evolução e adaptação dos hominídeos a vários tipos de vegetação. Segundo o novo estudo da Science , a adaptação desempenhou um papel fundamental na expansão geográfica do nosso gênero Homo

Preferências de bioma por espécies de hominídeos. As preferências de bioma foram calculadas tomando uma média ponderada por idade das ocorrências do bioma no ponto da grade mais próximo do espécime de hominídeo: H. habilis (A), H. ergaster (B), H. erectus (C), H. heidelbergensis (D), H. neanderthalensis (E) e H. sapiens (F). Fóssil ocorrências com atribuições de espécies incertas são incluídas em seus respectivos agrupamentos de espécies. O número nas preferências de bioma representa megabiomas: 1, Floresta tropical; 2, Floresta temperada quente; 3, Floresta temperada; 4, Floresta boreal; 5, Savana e floresta seca; 6, Pastagens e matagais secos; 7, Deserto; 8, tundra seca; 9, Tundra; 10, Estéril; 11, Gelo. As abreviações na barra de cores são as seguintes: trop, tropical; temp, temperado; dezembro, decíduo; para, floresta

Preferências do bioma hominídeo por continente. Preferências de bioma para espécimes de hominídeos encontrados em África (A), Europa (B) e Ásia (C) e correspondentes preferências de bioma ao longo do tempo (D a F). Os continentes são definidos por fronteiras geopolíticas e as preferências de bioma foram calculadas tomando uma média ponderada por idade da ocorrência do bioma no ponto da grade mais próximo do espécime. As preferências de bioma ao longo do tempo foram calculadas tomando a média ponderada por idade, empilhando-a para todos os fósseis em cada ponto de tempo e normalizando os valores empilhados para 1. Os pontos acima das preferências do bioma ao longo do tempo representam as idades médias das descobertas.

Eventualmente, o H. sapiens surgiu há cerca de 200.000 anos na África, tornando-se rapidamente o mestre de todos os ofícios. Móveis, flexíveis e competitivos, nossos ancestrais diretos, ao contrário de qualquer outra espécie anterior, sobreviveram em ambientes hostis como desertos e tundras.

Ao analisar melhor as características preferenciais da paisagem, os cientistas descobriram um agrupamento significativo de locais de ocupação humana precoce em regiões com maior diversidade de biomas. “O que isso significa é que nossos ancestrais humanos gostavam de paisagens em mosaico, com uma grande variedade de recursos vegetais e animais nas proximidades”, disse

o professor Axel Timmermann, co-autor do estudo e diretor do IBS Center for Climate Física na Coreia do Sul.

Os resultados indicam que a diversidade dos ecossistemas desempenhou um papel fundamental na evolução humana. Os autores demonstraram essa preferência por paisagens de mosaico pela primeira vez em escalas continentais e propõem uma nova hipótese de seleção de diversidade: as espécies de Homo, e H. sapiens, em particular, foram equipadas de maneira única para explorar biomas heterogêneos.

“Nossa análise mostra a importância crucial da paisagem e da diversidade vegetal como elemento seletivo para os seres humanos e como potencial

condutor de desenvolvimentos socioculturais”, acrescenta Elke Zeller. Elucidando como as mudanças na vegetação moldaram o sustento humano, o novo estudo da Science oferece uma visão sem precedentes da pré-história humana e das estratégias de sobrevivência. As simulações de modelos de clima e vegetação, que abrangem a história da Terra nos últimos 3 milhões de anos, foram realizadas em um dos supercomputadores científicos mais rápidos da Coréia do Sul, chamado Aleph.

“A supercomputação agora está emergindo como uma ferramenta chave na biologia evolutiva e na antropologia”, disse Axel Timmermann.

A água superficial mergulha profundamente e transforma a camada externa do núcleo da Terra

Quando a água encontra o ferro na fronteira núcleo-manto da Terra. Há algumas décadas, sismólogos que estudam as profundezas do planeta identificaram uma camada fina, com pouco mais de algumas centenas de quilómetros de espessura. A origem desta camada, conhecida como camada E prime, tem sido um mistério – até agora

Uma equipe internacional de pesquisadores, incluindo os cientistas Dan Shim, Taehyun Kim e Jose ph O’Rourke da Universidade Estadual do Arizona, da Es cola de Exploração da Terra e do Espaço, revelou que a água da superfície da Terra pode penetrar profundamente no planeta, alterando a composição do região mais externa do núcleo líquido metálico e criando uma camada fina e distinta. Ilustração de cristais de sílica saindo do metal líquido do núcleo externo da Terra devido a uma reação

química induzida pela água. Sua pesquisa foi publicada recentemente na Nature Geoscience.

A pesquisa indica que ao longo de bilhões de anos, a água superficial foi transportada para as profundezas da Terra por placas tectônicas descendentes ou subduzidas. Ao atingir o limite núcleo-manto, cerca de 2.800 milhas abaixo da superfície, esta água desencadeia uma profunda interação química, alterando a estrutura do núcleo.

Juntamente com Yong Jae Lee, da Universidade Yonsei, na Coreia do Sul, Shim e a sua equipe demonstraram, através de experiências de alta pressão, que a água subduzida reage quimicamente com os materiais do núcleo. Esta reação forma uma camada rica em hidrogênio e pobre em silício, alterando a região superior do núcleo externo em uma estrutura semelhante a um filme. Além disso, a reação gera cristais de sílica que sobem e se integram ao manto. Prevê-se que esta camada metálica líquida modificada seja menos densa, com velocidades sísmicas reduzidas, em alinhamento com características anômalas mapeadas por sismólogos.

“Durante anos, acreditou-se que a troca de material entre o núcleo e o manto da Terra era pequena.

Fotos: Dan Shim/ASU, Escola de Exploração da Terra e do Espaço, Universidade Estadual do Arizona, Universidade Yonsei

Ilustração do interior da Terra revelando água em subducção e uma pluma ascendente de magma.

Na interface onde a água em subducção encontra o núcleo, ocorre uma troca química para formar uma camada rica em hidrogênio no núcleo externo superior e sílica densa na parte inferior do manto

Ilustração de cristais de sílica saindo do metal líquido do núcleo externo da Terra devido a uma reação química induzida pela água

Reduzir simultaneamente as emissões de ozônio de baixo nível e outros poluentes climáticos de vida curta, bem como o dióxido de carbono de vida longa, poderia reduzir a taxa de aquecimento global pela metade até 2050, mostra um novo estudo

Quando a água encontra o ferro na fronteira núcleo-manto da Terra

Minerais hidratados na crosta subductada podem transportar grandes quantidades de água para o manto profundo da Terra. Nossos experimentos de laboratório revelaram a surpreendente química induzida pela pressão que, quando a água encontra o ferro na fronteira núcleo-manto, eles reagem para formar uma camada intermediária com uma forma de ferro extremamente rica em oxigênio, o dióxido de ferro, junto

No entanto, as nossas recentes experiências com alta pressão revelam uma história diferente. Descobrimos que quando a água atinge o limite núcleo-manto, ela reage com o silício no núcleo, formando sílica”, disse Shim. “Esta descoberta, juntamente com a nossa observação anterior de diamantes formados a partir da reação da água com o carbono no ferro líquido sob extrema pressão, aponta para uma interação núcleo-manto muito mais dinâmica, sugerindo uma troca substancial de material”.

Esta descoberta avança a nossa compreensão dos processos internos da Terra, sugerindo um ciclo global da água mais extenso do que o anteriormente

com o hidreto de ferro. O hidrogênio na camada escapará com o aquecimento adicional e subirá para a crosta, sustentando o ciclo da água. Com a água fornecida pelas placas de subducção encontrando a fonte quase inesgotável de ferro no núcleo, uma camada rica em oxigénio acumular-se-ia e engrossaria, levando a importantes consequências globais no nosso planeta.oxigênio e hidrogênio nas profundezas da Terra

reconhecido. A “película” alterada do núcleo tem implicações profundas para os ciclos geoquímicos que conectam o ciclo das águas superficiais com o núcleo metálico profundo.

Este estudo foi conduzido por uma equipe internacional de geocientistas usando técnicas experimentais avançadas na Advanced Photon Source do Argonne National Lab e PETRA III da Deutsches Elektronen-Synchrotron na Alemanha para replicar as condições extremas na fronteira núcleo-manto.

Os membros da equipe e suas principais funções na ASU são Kim, que iniciou este projeto como estudante visitante de doutorado e agora é pes-

quisador de pós-doutorado na Escola de Exploração Terrestre e Espacial; Shim, professor da Escola de Exploração Terrestre e Espacial, que liderou o trabalho experimental de alta pressão; e O’Rourke, professor assistente da Escola de Exploração Terrestre e Espacial, que realizou simulações computacionais para compreender a formação e persistência da camada fina alterada do núcleo. Lee liderou a equipe de pesquisa da Universidade Yonsei, junto com os principais cientistas Vitali Prakapenka e Stella Chariton da Advanced Photon Source e Rachel Husband, Nico Giordano e Hanns-Peter Liermann da Deutsches Elektronen-Synchrotron.

Branqueamento em massa de corais sem precedente, em 2024

2023 é o primeiro ano de pares potenciais de anos de El Niño e desde 1997, cada ocorrência desses pares levou à mortalidade em massa de corais

As temperaturas recorde da terra e do mar, impulsionadas pela degradação climática, irão provavelmente causar “branqueamento e mortalidade em massa de corais sem precedentes” ao longo de 2024, de acordo com um cientista pioneiro dos corais.

O impacto das alterações climáticas nos recifes de coral atingiu “território desconhecido”, disse o professor Ove Hoegh-Guldberg, da Universidade de

Queensland, Austrália, levantando preocupações de que poderíamos estar num “ponto de viragem”.

A parte superior do oceano está sofrendo mudanças incomparáveis nas condições, nos ecossistemas e nas comunidades que remontam à década de 1980, quando surgiu pela primeira vez o branqueamento em massa dos corais. Num artigo publicado na revista Science , investigadores dos EUA e da Austrália afirmam que dados históricos

sobre as temperaturas da superfície do mar, ao longo de quatro décadas, sugerem que as ondas de calor marinhas extremas deste ano podem ser um precursor de um evento de branqueamento em massa e mortalidade de corais em todo o Indo-Pacífico. em 2024-25. O branqueamento em massa de corais ocorre quando corais delicados ficam estressados devido a fatores como o calor, fazendo com que percam suas algas microbianas marrons,

Um coral estrela não branqueado (meio) entre pares que foram branqueados – Oostpunt foto de novembro de 2023. Nos recifes de coral ao redor de Curaçao = Foto: Mark JA Vermeij

Fotos: Fundação da Grande Barreira de Corais, Lorenzo Alvarez-Filip, Universidade de Queensland, Unsplash

tornando-os brancos. Em baixos níveis de estresse, as algas podem retornar aos corais em poucos meses. Mas muitas áreas de recifes das Caraíbas registaram recentemente temperaturas do mar historicamente elevadas, que começaram um ou dois meses antes e duraram mais do que o habitual.

Crucialmente, 2023 é o primeiro ano de um par potencial de anos de El Niño, com a temperatura média global do mar na superfície mais quente já registrada, de fevereiro a julho. Desde 1997, cada instância destes pares de El Niño levou a um evento global de branqueamento de corais em massa.

Hoegh-Guldberg, cujo trabalho ajudou a moldar a compreensão mundial dos riscos para os ecossistemas mais ricos do oceano, disse: “A probabilidade é que, algures nos próximos 12 a 24 meses, veremos o El Niño combinar-se com o aquecimento das temperaturas do mar e ter um impacto muito grande.

“Estamos literalmente em um território desconhecido, sobre o qual sabemos muito pouco e ao qual não sabemos como responder, e acho que estamos perigosamente expostos”.

“Não sabemos as implicações de um tal aumento de temperatura”, disse o cientista, falando a partir do Dubai, onde participa na cimeira climática Cop28 . “Podemos ver tempestades ainda maiores do que as que temos visto. Estas são as temperaturas mais quentes de sempre em terra e no mar”.

Hoegh-Guldberg acrescentou: “Se for algo do tipo ‘verões infernais’, muitos de nós tememos que este possa ser um ponto de inflexão pelo qual já passamos, o que significa que não podemos voltar. Não sabemos as implicações de tal au-

Extensão do branqueamento nos diferentes tipos de comunidades de corais em Guam. A Exposição oriental mista de Acropora-Pocillopora, branqueamento da comunidade em encostas rasas em direção ao mar em 2013. B Branqueamento de matagal de Staghorn Acropora pulchra em uma planície de recife em 2016. C Branqueamento de Staghorn Acropora muricata no porto de Apra em 2017. D Leste

Os corais podem

mento de temperatura”.

O branqueamento em massa e a mortalidade dos corais no Indo-Pacífico, que causarão danos a longo prazo aos ecossistemas e aos milhões de pessoas nas regiões tropicais da Terra que deles dependem, poderão piorar a menos que as emissões de gases com efeito de estufa diminuam, disse ele.

As minúsculas algas marrons que vivem nos corais são muito sensíveis às mudanças de temperatura. “Assim como nós, como humanos, existe uma temperatura definida na qual nos sentimos bem. Mas então uma ou duas temperaturas acima disso e você está morto. Isto é em escala planetária. É um choque”.

começar a morrer dentro em breve com temperaturas mais altas, de acordo com Hoegh-Guldberg

Recifes de coral em perigo num ano recorde

A Terra viveu seu dia mais quente desde 1910 em julho de 2023, bem como seu mês mais quente para as temperaturas superiores do mar.

Hoegh-Guldberg disse: “O que sabemos, com base em 40 anos de história, é que existe uma ligação muito forte e estreita entre esta quantidade de energia no sistema e a violência das tempestades e os impactos nos sistemas biológicos. Isso está muito bem estabelecido”.

À medida que os recifes de coral branqueiam e morrem, os habitats dos quais dependem muitas espécies associadas aos recifes desaparecem, levando ao colapso do ecossistema. Isto poderia prejudicar até 25% da biodiversidade oceânica, dizem os investigadores.

Ove Hoegh-Guldberg: prevenir o branqueamento dos corais,

Ele exortou os decisores políticos e os líderes mundiais a “agirem mais rapidamente e com mais determinação do que nunca” para reduzir as emissões de gases com efeito de estufa e a “confiarem na ciência” para nos guiar.

“Este é um problema de engenharia com base científica”, disse Hoegh-Guldberg. “Precisamos definir os parâmetros. Precisamos definir a forma como o nosso planeta funciona e fazê-lo em tempo recorde. Porque temos recursos, podemos fazê-lo. Mas temos que ser inteligentes e envolver todos. E certifique-se de obter um sistema que resfrie o planeta por um tempo, ou pelo menos não aumente por um tempo”.

salvando-os para as gerações futuras

Ove Hoegh-Guldberg, pesquisador-chefe do Global Change Institute na Universidade de Queensland

Antigos mantos de gelo da Antártida preveem o futuro dinâmico da Terra

Variabilidade em escala milenar do manto de gelo da Antártica durante o início do Mioceno

Há dezenove milhões de anos, durante uma época conhecida como início do Mioceno, enormes mantos de gelo na Antártica cresceram e recuaram rápida e repetidamente. O Mioceno é amplamente considerado um análogo potencial para o clima da Terra no próximo século, caso a humanidade permaneça na sua atual trajetória de emissões de carbono.

Identificar como e por que os principais mantos de gelo da Antártica se comportaram da maneira que agiam no início do Mioceno poderia ajudar a compreender o comportamento dos mantos sob um clima mais quente. Juntas, as camadas de gelo retêm um volume de água equivalente a mais de 50 metros de subida do nível do mar e influenciam as correntes oceâ-

nicas que afetam as cadeias alimentares marinhas e os climas regionais. O seu destino tem consequências profundas para a vida em quase todos os lugares da Terra. Investigadores da Nova Zelândia e do

Wisconsin recapitulam a história da camada de gelo da Antártida ao longo da maior parte dos últimos 34 milhões de anos, começando quando a camada de gelo se formou pela primeira vez

Mantos de gelo da Antártica por *Universidade de Wisconsin-Madison

Fotos: Julian Thomson/GNS Science, Lon Abbott e Terri Cook, PNAS, Universidade de Wisconsin-Madison, Unsplash/CC0 Domínio Público

Embora as flutuações nas camadas de gelo da Antártica tenham, ao longo de milhões de anos, aumentado e diminuído em intervalos regulares ligados às oscilações naturais na jornada em órbita da Terra, pesquisadores da Universidade de Wisconsin-Madison e seus colaboradores em todo o mundo descobriram evidências de que As camadas de gelo da Antártica cresceram e encolheram com mais frequência durante a época do Mioceno do que se sabia anteriormente.

Esta nova evidência, publicada recentemente no Proceedings of the National Academy of Sciences , indica que entre cerca de 19,2 e 18,8 milhões de anos atrás, as camadas de gelo cresceram e recuaram múltiplas vezes ao longo de ciclos de apenas alguns milhares de anos. Isto é muito mais rápido do que pode ser explicado pelas mudanças periódicas na órbita e no eixo de rotação do planeta, conhecidas como ciclos de Milankovitch, que normalmente avançam lentamente, alterando o clima e as camadas de gelo da Terra ao longo de dezenas ou centenas de milhares de anos.

Em 1976, Hays, Imbrie e Shackleton 1 forneceram a primeira evidência clara de que as variações na órbita da Terra em torno do Sol alteram dramaticamente o clima do nosso planeta, um conceito conhecido como teoria de Milankovitch 2. Existem três tipos de variação: excentricidade, obliquidade e precessão 1 ,2. a, A excentricidade descreve a forma da órbita da Terra em torno do Sol e varia de quase um círculo a uma elipse, com

um período de cerca de 96.000 anos 6. b, Obliquidade é a inclinação do eixo de rotação da Terra em relação ao plano de sua órbita e oscila com um período de cerca de 41.000 anos 6,8. c, Tanto o eixo de rotação da Terra como o seu caminho orbital precessam (giram) ao longo do tempo - os efeitos combinados destes dois componentes e a excentricidade produzem um ciclo de aproximadamente 21.000 anos 6,7

Ciclos de Milankovitch

Locais de perfurações durante a expedição

Identificar como e por que os principais mantos de gelo da Antártica se comportaram da maneira que agiam no início do Mioceno poderia ajudar a compreender o comportamento dos mantos sob um clima mais quente. Um novo estudo oferece uma janela sem precedentes sobre o comportamento passado das camadas, e baseia-se num registo de sedimentos bem preservados do Projeto de Perfuração da Antártica, ou ANDRILL, retratado aqui

“Nossa observação desta rápida volatilidade dos mantos de gelo da Antártida levanta a interessante questão do que está causando isso”, diz Nick Sullivan, Ph.D. graduado que liderou a análise de sua pesquisa de dissertação.

O estudo oferece uma janela sem precedentes sobre o comportamento passado das camadas e baseia-se num registo de sedimentos bem preservados do Projeto de Perfuração da Antárctida, ou ANDRILL. O projeto foi uma colaboração científica internacional para reunir evidências de condições climáticas passadas através de sedimentos e rochas perfuradas centenas de metros abaixo do fundo do mar da Antártica.

Em 2006 e 2007, perfurações no Estreito McMurdo, na costa da Antártida, numa área influenciada por ambas as grandes camadas de gelo do continente, recuperaram registos detalhados de sedimentos do Mioceno, perto da camada de gelo .

“Pudemos ver claramente a influência dos ciclos climáticos de longo prazo na extensão do manto de gelo nos núcleos de rochas e sedimentos que recuperamos em 2007, mas as nossas observações iniciais não foram detalhadas o suficiente para detectar mudanças de curto prazo”, diz o co-autor Richard. Levy, professor da Victoria University of Wellington e principal cientista do GNS Science, um instituto público de pesquisa na Nova Zelândia.

A análise mais recente liderada por Sullivan permite agora aos cientistas “documentar as mudanças passadas nas camadas de gelo em escalas de tempo tão curtas como cinco séculos ou mais”, diz Stephen Meyers, professor de geociências da UW-Madison que trabalhou com Sullivan na sua análise.

Na verdade, Meyers chama-o de arquivo notável.

Isso ocorre porque contém pequenos pedaços de cascalho que caíram no fundo do mar à medida que os icebergs se afastavam das camadas de gelo após se separarem. A quantidade de cascalho nos sedimentos oceânicos registra mudanças no manto de gelo, como quando a borda de um manto de gelo se aproxima ou se afasta daquela parte específica do fundo do mar.

Ao testar evidências de ciclos de Milankovitch nos sedimentos, Sullivan encontrou variações na abundância de cascalho, sugerindo que as camadas de gelo próximas avançavam e recuavam em intervalos recorrentes de apenas 1.200 anos.

Não está claro o que desencadeou o avanço e o recuo das camadas de gelo nesses intervalos geologicamente frequentes, mas a equipe propõe várias causas potenciais com base em estudos anteriores de camadas de gelo.

Uma ideia sugere que as camadas de gelo, acumulando-se ao longo do tempo, tornaram-se mais íngremes e pesadas,

levando-as ao colapso. Outro propõe que, à medida que espessas camadas de gelo avançavam sobre terrenos acidentados, o calor da fricção ajudou a acelerá-las temporariamente.

“É provável que existam múltiplos mecanismos em funcionamento e interagindo entre si”, diz Sullivan, incluindo variações no clima local e no oceano.

Cientistas de todo o mundo estão a trabalhar para compreender melhor os muitos fatores para além da órbita da Terra que controlam o comportamento das camadas de gelo à medida que o planeta continua a aquecer.

O início do Mioceno não é perfeitamente análogo ao mundo de hoje, mas o novo estudo sugere que as camadas de gelo da Antártida poderão mudar rápida e inesperadamente nos próximos séculos se os níveis de dióxido de carbono e as temperaturas continuarem a subir devido às emissões antropogénicas de gases com efeito de estufa. “Há muito que se pensava que as camadas de gelo da Antártida permaneciam grandes e estáveis durante longos períodos de tempo. Mas quanto mais olhamos mais de perto, mais percebemos o quão sensíveis as camadas de gelo são às alterações ambientais”, diz Levy. “Esta visão é fundamental quando consideramos o ritmo a que precisamos de nos adaptar ao futuro aumento do nível do mar, impulsionado pelo derretimento e recuo das camadas de gelo do nosso planeta”.

Alimentos que poderão salvar a humanidade em caso de guerra nuclear

Cientistas estão tentando descobrir como cultivar anualmente 33,63 toneladas de algas em emergência para poder salvar 1,2 mil milhões de pessoas da fome durante um “inverno nuclear”

Com a guerra a expandir-se no Médio Oriente, a invasão da Ucrânia pela Rússia ainda em curso e a China a ameaçar invadir Taiwan , há gerações que o mundo não tem estado mais próximo da beira de uma guerra nuclear.

Os investigadores começaram a soar o alarme mais uma vez sobre os riscos de um inverno nuclear: imagine uma Terra escondida do Sol por até 165 milhões de toneladas de fuligem e congelando 16 graus Fahrenheit abaixo das temperaturas médias globais.

A guerra nuclear total poderia reduzir as colheitas em todo o mundo, reduzindo a produção global de calorias em 90%, de acordo com cientistas agrícolas e atmosféricos.

A guerra nuclear total pode reduzir a produção global de calorias em 90%, mas uma equipe internacional de investigadores encontrou uma resposta salgada e saborosa: vastas explorações de algas marinhas penduradas ao longo da superfície do oceano com cordas e bóias poderiam ajudar a salvar até 1,2 mil milhões de vidas

Mas uma equipe internacional de investigadores encontrou uma resposta salgada e saborosa: vastas explorações de algas marinhas, amarradas ao longo da superfície do oceano com cordas e boias, poderiam ajudar a salvar até 1,2 mil milhões de vidas.

A equipe estima que um rendimento médio vital de até 33,63 toneladas de algas secas ou algas marinhas poderia ser cultivado a cada ano – em apenas uma modesta área de superfície oceânica e com um orçamento razoável.

Se você usar as áreas mais produtivas, precisará de cerca de 416.000 quilômetros quadrados [160.619 milhas quadradas] de oceano’, disse o principal autor do estudo, o cientista ambiental

Dr. Florian Ulrich Jehn, cientista ambiental, principal autor do estudo e líder de ciência de dados da Aliança para Alimentar a Terra em Desastres

Fotos: Earth Future

Dr. Florian Ulrich Jehn, que praticamente o tamanho da Colômbia. Jehn, líder de ciência de dados da Aliança para Alimentar a Terra em Desastres, sediada no Colorado, colaborou com o Departamento de Ciências Oceânicas e Costeiras da Louisiana State University, um astrofísico alemão e cientistas do Texas e das Filipinas no projeto.

O custo econômico deste programa intensivo para manter milhares de milhões de pessoas alimentados durante um rigoroso inverno nuclear, disse o Dr. Jehn, seria inferior ao dos anteriores programas bem-sucedidos dos EUA. “Estimamos que a expansão provavelmente necessitaria de menos recursos do que isso e deveria, portanto, ser viável”, acrescentou, “mas este ainda é um trabalho em andamento”.

Um fator que, segundo Jehn, ainda é ambíguo, embora sua equipe ainda esteja analisando os números, é qual o preço real das algas marinhas em tal cenário.

O principal autor do estudo, o cientista ambiental Dr. Florian Ulrich Jehn, disse que seriam necessários cerca de 416.000 quilômetros quadrados ou 160.619 milhas quadradas de oceano “aproximadamente do tamanho da Colômbia” para o projeto

O inverno nuclear traria o ciclo para mais perto do equador, o que ajudaria no cultivo de algas. Locais globais dos agrupamentos do regime de crescimento de Gracilaria tikvahiae para um cenário de guerra nuclear de 150 Tg. As cores indicam os diferentes clusters. As áreas brancas indicam dados faltantes

Cheryl Harrison, que dirige o Laboratório de Modelagem Biofísica do Oceano do Estado da Louisiana, disse que a convecção vertical do oceano foi bem documentada durante os meses de inverno em altas latitudes, mas o inverno nuclear traria o ciclo para mais perto do equador, o que ajudaria no cultivo de algas.

O seu estudo, publicado recentemente na Earth’s Future , aproveitou modelos climáticos oceânicos das mudanças dramáticas que deverão ocorrer durante um verdadeiro inverno nuclear. “Quando a superfície do oceano esfria, a água fica mais densa, então afunda, impulsionando a circulação vertical”, disse a Dra. Cheryl Harrison.

O resultado seria uma agitação semelhante à de convecção que conduziria a água rica em nutrientes das profundezas do oceano até à superfície – fertilizando eficazmente as regiões necessárias para este enorme programa de agricultura aquática. “Isso é formalmente chamado de ‘convecção penetrativa’’, explicou o Dr. Harrison, ‘e é o inverso da convecção que acontece no fogão quando você ferve o macarrão, com água fria descendo em vez de água quente subindo, impulsionando a circulação vertical”.

Na foto, explorações agrícolas de Algas, na Austrália

A Dra. Cheryl Harrison, que dirige o Laboratório de Modelagem Biofísica do Oceano da Universidade Estadual da Louisiana , disse que este processo foi bem documentado durante os meses de inverno em altas latitudes, mas o inverno nuclear traria o ciclo para mais perto do equador. ‘Como está escuro e frio, esses nutrientes não são consumidos tão rapidamente pelo fitoplâncton, as algas que são a base da cadeia alimentar do oceano.’ Verduras oceânicas mais amigas do homem, como as algas marinhas, de acordo com o Dra. Harrison, ‘se dão bem nessas condições, o que as torna uma ótima fonte alternativa de alimento’.

No entanto, as pessoas não precisam de imaginar um futuro a colocar plantas marinhas salgadas e húmidas nos seus pratos em cada refeição, enfatizaram estes investigadores.

Como o iodo encontrado nas algas marinhas pode ser tóxico para os humanos em quantidades tão elevadas, as contribuições das algas para a cadeia alimentar seriam provavelmente mais indiretas.

No entanto, as pessoas não precisam de imaginar um futuro colocando plantas marinhas salgadas e húmidas nos seus pratos em cada refeição, enfatizaram estes investigadores. Apenas 15% dos alimentos consumidos atualmente pelos humanos seriam transformados em algas marinhas. Principalmente, seria redirecionado para ração animal e biocombustíveis

O inverno nuclear, permanece frio durante anos, por isso continua, agitando águas profundas e os nutrientes de lá, disse a Dra. Cheryl Harrison

As explorações de algas marinhas, estimam, substituiriam apenas 15% dos alimentos atualmente consumidos pelos seres humanos, mas seriam maioritariamente redireccionadas para a alimentação animal e a produção de biocombustíveis.

Os investigadores acreditam que até 50% da produção atual de biocombustíveis e 10% do gado e de outros alimentos necessários para os animais poderiam ser assegurados por este arquipélago de explorações de algas marinhas do tamanho da Colômbia.

O projeto também tem usos menos apocalípticos e no pior cenário, disse a Dra. Harrison, observando que também poderia servir como ajuda humanitária após interrupções mais prováveis na cadeia global de abastecimento de alimentos.

Tudo, desde o enorme impacto de um asteróide ou uma gigantesca erupção vulcânica até uma quebra de colheita regional ou uma seca local, poderia ser compensado com um programa semelhante de cultivo de algas marinhas.

“Ao longo da história, grandes erupções causaram fome tanto a nível regional como a nível global”, salientou a Dra. Harrison. ‘De qualquer forma, precisamos de um plano para nos alimentarmos nesses cenários repentinos de redução da luz solar.’

Conclusão

As algas marinhas têm um elevado potencial para serem um pilar importante da segurança alimentar global. Não só agora, mas também depois de uma guerra nuclear. Este estudo mostra que, especialmente no caso de uma guerra nuclear grave, existem grandes áreas oceânicas com elevadas taxas de crescimento. Em parte, estes também estão localizados em áreas onde a produção de algas marinhas é hoje viável, destacando áreas importantes para facilitar a produção de algas marinhas agora. Com preparação suficiente e utilizando as áreas mais produtivas disponíveis, as algas marinhas poderiam começar a produzir o equivalente a 45% da procura alimentar humana global após um período de expansão de apenas 9 meses.

O

Embora uma dieta pura de algas marinhas não seja possível, esta intervenção poderia ter um valor esperado de evitar até 1,2 mil milhões de mortes por

fome (15% da procura humana de alimentos vezes 8 mil milhões de pessoas). O principal obstáculo à produção de algas marinhas em quantidade suficiente para dar um contributo significativo para a segurança alimentar global é a velocidade a que a construção de novas explorações de algas marinhas pode ser ampliada. Portanto, os investimentos no aumento dessa capacidade poderiam ajudar a evitar uma fome global num cenário de redução abrupta da luz solar. Além disso, o sequestro global de carbono com algas marinhas tem uma procura de fatores de produção semelhante à escala aqui proposta para utilizar algas marinhas como alimento resiliente após uma guerra nuclear (DeAngelo et al., 2022 ). Isto significa que o cultivo de algas marinhas numa escala muito maior do que a atual poderia combater as alterações climáticas, ao mesmo tempo que tornaria o sistema alimentar muito mais resiliente em cenários de redução abrupta da luz solar.

O projeto também poderia servir como ajuda humanitária após interrupções mais prováveis na cadeia global de abastecimento de alimentos

cultivo de algas marinhas numa escala muito maior do que a atual poderia combater as alterações climáticas, ao mesmo tempo que tornaria o sistema alimentar muito mais resiliente em cenários de redução abrupta da luz solar

Meses com adequação mensal geral > 0,5 para o grupo de algas marinhas de temperatura quente. Cenário otimista de absorção de nutrientes. A linha preta a 200 milhas náuticas da costa é a ZEE

O aumento da diferença de temperatura entre o dia e a noite pode afetar toda a Vida na Terra

Pesquisadores da Universidade de Tecnologia Chalmers, na Suécia, descobriram uma mudança no que os cientistas já sabiam sobre a dinâmica do aquecimento global

Era amplamente aceite desde a década de 1950 que os aumentos da temperatura global não eram consistentes durante o dia e a noite, sendo observado um maior aquecimento noturno. No entanto, o estudo recente revela uma mudança na dinâmica: com um maior aquecimento diurno a ocorrer desde a década de 1990. Esta mudança significa que a diferença de temperatura entre o dia e a noite está aumentando, afetando potencialmente toda a vida na Terra.

O aumento da temperatura média global da superfície é uma das principais características das alterações climáticas induzidas pelo homem. No entanto, o aumento da temperatura não é uniforme ao longo do dia e da noite, e as temperaturas noturnas aumentaram a um ritmo mais rápido do que as temperaturas diurnas na segunda metade do século XX. Este padrão de aquecimento, com variações entre o dia e a noite, é denominado “aquecimento assimétrico” e pode ser devido tanto a atividades humanas como a fenómenos naturais.

Num novo estudo, publicado na Nature Communications, uma equipe internacional de investigadores investigou novamente o fenômeno do aquecimento assimétrico e descobriu que o padrão se inverteu. Entre 1961 e 2020, o aquecimento diurno global acelerou, enquanto a taxa de aquecimento da temperatura noturna é relativamente constante. Esta tendência invertida no aquecimento assimétrico levou a um aumento da diferença de temperatura entre o dia e a noite.

“Inicialmente, pretendíamos confirmar o fenômeno observado anteriormente de que o aquecimento noturno supera o aquecimento diurno. Para nossa surpresa, não só a tendência

de aquecimento assimétrico cessou, mas as nossas análises, baseadas em conjuntos de dados de última geração baseados em observações, indicam uma inversão completa deste padrão de aquecimento original ao longo das últimas três décadas”, afirma Ziqian Zhong, pesquisador de pós-doutorado na Chalmers.

“Uma explicação provável para esta mudança é um fenômeno denominado “aclaramento global”, que tem sido observado desde o final da década de 1980.

É o resultado de uma menor cobertura de nuvens, o que faz com que mais luz solar atinja a superfície da Terra, levando a temperaturas diurnas mais elevadas e, como resultado, a uma diferença maior entre as temperaturas diurnas e noturnas nas últimas décadas”, afirma Ziqian Zhong.

Existe atualmente uma incerteza significativa relativamente às razões subjacentes às mudanças na cobertura de nuvens. O “clareamento global” pode ser atribuído a uma interação complexa

por *Universidade de Tecnologia Chalmers

Fotos: Academia Chinesa de Ciências, Nature Communications, Universidade de Tecnologia Chalmers, Universidade Hohai, Ziqian Zhong

a , b Taxas de aquecimento médias ponderadas por área global derivadas dos conjuntos de dados CRU TS ( a ) e BEST ( b ) em T max (vermelho) e T min (azul). As tendências foram calculadas usando uma janela móvel de 30 anos entre 1961–2020. O eixo x mostra o ano central (arredondado para baixo) da janela móvel. A inserção mostra a fração de área sobre a terra (%) com taxas de aquecimento mais rápidas de T max do que de T min . c – f Distribuição espacial da tendência em DTR em CRU TS durante 1961–1990 ( c ) e 1991–2020 ( e ), e no BEST durante 1961–1990 ( d ) e 1991–2020 ( f )

entre atmosferas nubladas e sem nuvens, bem como ao efeito de pequenas partículas na atmosfera, conhecidas como aerossóis. Esses aerossóis podem ser derivados de processos naturais, como a pulverização marítima e os incêndios florestais, mas também de ati-

vidades humanas, como a queima de combustíveis fósseis, e podem ter um efeito profundo em muitos aspectos do meio ambiente.

Além dos efeitos do brilho global, os investigadores sugerem outra razão para a inversão do aquecimento assi-

métrico. O aumento dos eventos de seca regional e das ondas de calor sugere um potencial enfraquecimento do efeito de arrefecimento devido à evaporação na superfície da Terra, o que normalmente resultaria num aumento mais rápido das temperaturas diurnas.

Tendências na temperatura máxima diária (T max ), temperatura mínima diária (T min ) e faixa de temperatura diurna (DTR)

Os investigadores descobriram que a maior parte da terra, 81 por cento da área total, sofreu um maior aquecimento noturno entre 1961 e 1990. No entanto, no período subsequente, de 1991 a 2020, ocorreu uma mudança, com 70 por cento das áreas terrestres observadas. em vez disso, experimentando um maior aquecimento diurno.

A maior diferença de temperatura entre o dia e a noite pode afetar potencialmente o rendimento das colheitas, o crescimento das plantas, o bem-estar dos animais e a saúde humana.

Por exemplo, um aumento da diferença de temperatura entre o dia e a noite é reconhecido como um dos fatores de stress ambiental que pode levar ao aumento da frequência cardíaca e da pressão arterial, aumentando consequentemente a carga de trabalho cardíaco e a mortalidade e morbilidade das doenças cardiovasculares e respiratórias.

“Isto indica a necessidade de ajustar estratégias em diferentes áreas afetadas

As inserções na figura representam a porcentagem de locais mostrando uma tendência significativa de aumento (Inc; p < 0,05; vermelho) e diminuição significativa (Dec; p < 0,05; azul) no DTR Distribuição

espacial da tendência na faixa de temperatura diurna (DTR) no Resumo do Dia da Superfície Global (GSOD) durante 1991–2020

As contribuições da cobertura total de nuvens (CLD; magenta), profundidade óptica do aerossol (AOD; ciano) e umidade do solo (SM; amarelo) para as mudanças do DTR durante 1981–2020. A cor do compósito foi determinada pela contribuição relativa da magnitude dos coeficientes de regressão da crista. São mostradas apenas as células da grade com o resultado da regressão que passou no teste de significância ( p < 0,05) no conjunto de treinamento. O CLD veio do conjunto de dados de reanálise ECMWF de quinta geração (ERA5), o AOD veio da análise retrospectiva da era moderna para pesquisa e aplicações, versão 2 (MERRA-2), e SM veio do conjunto de dados Global Land Evaporation Amsterdam Model (GLEAM)

Comparações de tendências na cobertura total de nuvens e radiação solar entre dois períodos

Afetando toda a vida na Terra

a , b A distribuição espacial das tendências na cobertura total de nuvens durante 1961–1990 ( a ) e 1991–2020 ( b ). c , d A distribuição espacial das tendências da radiação solar durante 1961–1990 ( c ) e 1991–2020 ( d ). Os pontos pretos marcam as áreas onde as tendências são significativas no nível p < 0,05. A cobertura total de nuvens e a radiação solar foram provenientes do conjunto de dados de reanálise ECMWF de quinta geração (ERA5)

Composto ciano-magenta-amarelo (CMY) de sensibilidade à faixa de temperatura diurna (DTR)

pelas variações de temperatura entre o dia e a noite, como a agricultura, a saúde pública e a gestão florestal, para enfrentar os desafios colocados por estas alterações climáticas”, afirma Ziqian Zhong.

Certas espécies de árvores em áreas húmidas podem aumentar a sua capacidade de sequestro de carbono devido ao aumento da diferença de temperatura entre o dia e a noite. No entanto, o aumento da diferença de temperatura entre o dia e a noite pode ser desvantajoso para as árvores em regiões secas, uma vez que as temperaturas diurnas mais elevadas podem aumentar a evaporação, levando à deficiência de água no solo e a condições desfavoráveis ao crescimento das árvores.

“Na próxima investigação, iremos investigar mais aprofundamente os impactos desta tendência invertida no aquecimento assimétrico no crescimento das árvores e no ciclo do carbono”, diz Ziqian Zhong.

Mais sobre a pesquisa:

A investigação é apresentada num artigo: “ Reversed assimétrico aquecimento da temperatura sub-diurna so-

bre a terra durante as últimas décadas ”, publicado na Nature Communications.

Os pesquisadores envolvidos no estudo são Ziqian Zhong, Bin He, Hans W. Chen, Deliang Chen, Tianjun Zhou, Wenjie Dong, Cunde Xiao, Shang-ping Xie, Xiangzhou Song, Lanlan Guo, Ruiqiang Ding, Lixia Zhang, Ling Huang, Wenping Yuan, Xingming Hao, Duoying Ji e Xiang Zhao. Os pesquisadores atuam na Universidade de Tecnologia Chalmers, na Universidade de Gotemburgo, na Universidade Normal

de Pequim, na Universidade da Califórnia em San Diego, na Universidade Sun Yat-Sen, na Universidade Hohai, na Universidade de Pequim e na Academia Chinesa de Ciências.

Este trabalho foi apoiado pelo Terceiro Programa de Expedição Científica de Xinjiang e pelo Laboratório Estatal de Processos da Superfície Terrestre e Ecologia de Recursos. O HWC foi apoiado pela Fundação Sueca para a Cooperação Internacional em Investigação e Ensino Superior.

Pesquisadores da Universidade de Tecnologia Chalmers, na Suécia, descobriram que as temperaturas noturnas aumentaram a um ritmo mais rápido do que as temperaturas diurnas na segunda metade do século XX.

As mudanças drásticas de temperatura entre o dia e a noite podem afetar todos os organismos vivos do nosso planeta

Como as características dos animais moldaram a jornada das espécies em todo o mundo

O tsunami devastador que atingiu o Japão em março de 2011 desencadeou uma série de eventos que há muito fascinam cientistas como eu

Foi tão poderoso que fez com que 5 milhões de toneladas de detritos fossem levados para o Pacífico – 1,5 milhões de toneladas permaneceram à tona e começaram a flutuar com as correntes.

Um ano depois, e a meio mundo de distância, destroços começaram a chegar à costa oeste da América do Norte. Mais de 280 espécies costeiras japonesas, como mexilhões, cracas e até algumas espécies de peixes, pegaram carona nos escombros e fizeram uma viagem incrível através do oceano. Essas espécies ainda estavam vivas e tinham potencial para estabelecer novas populações.

A forma como os animais atravessam grandes barreiras, como oceanos e cadeias de montanhas, para moldar a biodiversidade da Terra é um tema intrigante.

Leopardos, Camaleões ou Pererecas tiveram maior sucesso na travessia de oceanos e altas montanhas nos últimos 300 milhões de anos

por *Sarah-Sophie Wei Fotos: Nature ecology & evolution, Universidade de Swansea

E um novo estudo realizado pelos meus colaboradores e por mim lançou luz sobre este processo, revelando como as características dos animais, como o tamanho do corpo e a história de vida, podem influenciar a sua propagação pelo mundo.

Sabemos que tais eventos de dispersão também ocorrem em espécies terrestres. Por exemplo, pelo menos 15 iguanas verdes viajaram mais de 200 km (124 milhas) de Guadalupe a Anguilla, no Caribe, em 1995. Elas chegaram em uma esteira de troncos e árvores (provavelmente arrancadas por um furacão), algumas das quais tinham mais de 9 metros (20 pés) de comprimento.

Quando os animais atravessam barreiras importantes, isso pode ter um grande impacto tanto nos locais novos como nos antigos. Por exemplo, uma espécie invasora pode chegar a uma nova área e competir com espécies nativas por recursos. No entanto, essas consequências podem ser ainda maiores em períodos de tempo mais longos.

O movimento de macacos da África para a América do Sul há cerca de 35 milhões de anos levou à evolução de mais de 90 espécies de macacos do Novo Mundo , incluindo micos, macacos-prego e macacos-aranha.

E alguns camaleões que fazem rafting na vegetação desde África até Madagáscar é a razão pela qual encontramos hoje metade de todas as espécies vivas de camaleões lá.

Durante muito tempo, pensou-se que estes eventos eram determinados pelo acaso – a coincidência de alguns camaleões sentados na árvore certa, na hora certa. No entanto, alguns cientistas sugeriram que pode haver mais do que isso. Eles levantaram a hipótese de que poderia haver padrões mais gerais nos animais que chegam ao seu destino com sucesso, relacionados a certas características.

O tamanho do corpo poderia afetar a distância que uma espécie pode viajar? Animais com mais reservas de gordura podem percorrer distâncias maiores. Ou poderia ser como uma espécie se reproduz e sobrevive? Por exemplo, animais que põem muitos ovos ou amadurecem precocemente podem ter maior probabilidade de estabelecer uma nova população num novo local.

Mas apesar de um vigoroso debate teórico, as opções para testar estas hipóteses foram limitadas porque tais eventos de dispersão são raros.

O papel das características dos animais na dispersão a , b , As relações filogenéticas entre os clados ( a ) e suas ocorrências nos principais domínios biogeográficos ( b ) (conforme determinado por Holt et al.). O número de espécies incluídas por clado é fornecido entre parênteses após os nomes dos clados

Extensão filogenética e geográfica da análise para 10 clados de anfíbios, 15 de mamíferos, 14 de aves e 17 de répteis

a , Distribuições de diferenças máximas de taxas de dispersão entre estados mais dispersivos e menos dispersivos por classe de tetrápodes, em azul para relações tamanho-dispersão do corpo, em amarelo para relações história de vida-dispersão. Linha central, mediana; limites de caixa, primeiro e terceiro quartil; extensão máxima dos bigodes, limites da caixa ±1,5 × intervalo interquartil (ou seja, a distância entre o primeiro e o terceiro quartil). b , Proporções de diferentes relações característica-dispersão por classe de tetrápodes, incluindo apenas clados onde as diferenças máximas nas taxas de dispersão entre estados de característica foram superiores a 10%. ‘Tamanho corporal extremo/história de vida’ refere-se a clados onde uma relação em forma de U foi inferida entre características e taxas de dispersão, ou seja, onde espécies com tamanhos corporais extremamente pequenos ou grandes, ou histórias de vida rápidas ou lentas tiveram uma vantagem de dispersão. c , Peso AICc relativo de modelos dependentes de características em comparação com todo o conjunto de modelos candidatos e em toda a faixa de limites de características binárias (ou seja, a soma dos pesos AICc de modelos dependentes de características (+m2 e +m2x versões, Métodos ) comparados com modelos independentes de características (modelo base e versão +x), calculados em média através de quatro limites binários). Linha central, mediana; limites de caixa, mínimo e máximo; n = 4 limites binários. As características biológicas identificadas das melhores linhagens dispersoras são indicadas por símbolos na ponta da filogenia, cujo tamanho indica a diferença máxima nas taxas de dispersão entre os estados da característica. Os clados com trade-offs de história de vida consistentes com um continuum de história de vida rápido-lento são indicados por * no final das barras de história de vida. d , Relação entre características do dispersor nas análises de tamanho corporal e história de vida. As cores indicam o número de clados nos quais uma determinada combinação de relações tamanho-dispersão corporal e história de vida-dispersão foi encontrada. Os símbolos são iguais aos de c , indicando a forma das relações entre características (tamanho corporal e história de vida) e taxas de dispersão

Além disso, as ferramentas estatísticas adequadas não estavam disponíveis até recentemente.

Graças ao recente desenvolvimento de novos modelos biogeográficos e à gran-

de disponibilidade de dados, podemos agora tentar responder a questões sobre como as espécies de tetrápodes (anfíbios, répteis, aves e mamíferos) se movimentaram ao redor do globo ao longo

dos últimos 300 milhões de anos e se foram bem-sucedidas espécies compartilham quaisquer características comuns. Esses modelos nos permitem estimar os movimentos dos ancestrais das es-

O papel das características na dispersão biogeográfica

O que encontramos

Para investigar a evolução da forma corporal e da ecologia em tetrápodes, reunimos um conjunto de dados de vertebrados terrestres extintos e existentes A 410 de Tetrapoda que capturou grandes mudanças evolutivas na ecologia trófica locomotora B e C e no tamanho corporal D. E A partir de modelos esqueléticos digitais 3D desses táxons, extraímos uma série de medidas lineares e volumétricas e as usamos para derivar medidas de tamanho e forma cor-

poral usando abordagens comparativas filogenéticas. As medidas lineares incluíram distância gleno-acetabular (GA), comprimento do fêmur (FL), comprimento do segmento da haste (SL), comprimento do segmento metatarso (MtL), comprimento do segmento pes (PL), comprimento do úmero (HL), comprimento do segmento do antebraço (FaL) , comprimento do segmento metacarpal (MCL) e comprimento do segmento manus (ML). WBCHV, volume do casco convexo de corpo inteiro. Imagens de animais criadas com BioRender.com.

Tamanho corporal, forma e ecologia em tetrápodes

pécies, considerando também suas características. Utilizamos esses modelos para estudar 7.009 espécies pertencentes a 56 grupos de tetrápodes.

Para 91% dos grupos de animais que estudamos, os modelos que incluíam características das espécies foram melhor suportados do que os modelos que não o fizeram. Isto significa que o tamanho do corpo e a história de vida estão intimamente ligados ao sucesso de uma espécie em se deslocar e estabelecer-se num novo local. Animais com corpos grandes e histórias de vida rápidas (reproduzem-se precocemente e com frequência, como ratos-d’água) geralmente se dispersam com mais sucesso, como esperado. No entanto, houve algumas exceções a esta regra. Em alguns grupos, animais menores ou com características médias apresentaram taxas de dispersão mais altas.

Por exemplo, os pequenos beija-flores se dispersaram melhor do que os maiores, e os sapos venenosos com histórias de vida intermediárias se dispersaram melhor do que aqueles com histórias de vida muito rápidas ou muito lentas.

Investigamos mais detalhadamente essa variação e descobrimos que a relação entre tamanho corporal e movimento dependia do tamanho médio

Roedores da família Cricetidae, incluindo ratazanas e hamsters (linha superior). Os ancestrais da família de roedores Muridae, que inclui ratos e camundongos (linha inferior),

e da história de vida do grupo. Nossos resultados mostram que as ligações entre as características e o sucesso da dispersão dependem tanto do tamanho do corpo quanto da história de vida, e que estes não podem ser considerados separadamente. Os grupos em que o tamanho pequeno era uma vantagem eram muitas vezes constituídos por espécies

pequenas (tornando as espécies propensas à dispersão ainda menores), e estas espécies também tinham histórias de vida rápidas. Descobrimos que isso é verdade para as famílias de roedores Muridae e Cricetidae.

Mas os grupos nos quais os dispersores tinham tamanhos corporais intermediários geralmente tinham histórias de vida lentas (o que significa que tinham baixo rendimento reprodutivo, mas longa expectativa de vida). Isto significa que é muito improvável que a combinação de tamanho corporal pequeno e história de vida lenta seja uma vantagem para a dispersão através de grandes barreiras, como os oceanos.

Não é apenas um acaso

É surpreendente pensar que eventos raros de dispersão, que podem levar ao surgimento de muitas novas espécies, não sejam completamente aleatórios. Em vez disso, as características intrínsecas das espécies podem moldar a história de grupos inteiros de animais, embora o acaso ainda possa desempenhar um papel importante.

Ao mesmo tempo, dois dos desafios ambientais mais importantes do nosso tempo estão relacionados com o movimento através de grandes barreiras: invasões biológicas e respostas das espécies às alterações climáticas. Num planeta que enfrenta mudanças rápidas, compreender como os animais atravessam barreiras é, portanto, crucial.

Uma árvore filogenética de uma ampla seleção de vertebrados com mandíbula mostra que o peixe pulmonado, e não o celacanto, é o parente mais próximo dos tetrápodes. As linhas rosa (tetrápodes) são ligeiramente deslocadas das linhas roxas (peixes com nadadeiras lobadas), para indicar que essas espécies são tanto tetrápodes quanto peixes com nadadeiras lobadas. [*] Doutoranda, Universidade de Swansea

Só o permafrost retém os rios do Ártico – e muito carbono

A extensão do permafrost define a densidade de drenagem no Ártico. Nova pesquisa do Dartmouth College fornece a primeira evidência de que o solo congelado do Ártico é a força dominante que molda os rios mais ao norte da Terra

por *Dartmouth College

Opermafrost, a espessa camada de solo que permanece congelada durante dois ou mais anos de cada vez, é a razão pela qual os rios do Ártico estão uniformemente confinados a áreas menores e vales mais rasos do que os rios do sul, de acordo com um estudo publicado no Proceedings of the National. Academia de Ciências.

Mas o permafrost também é um reservatório cada vez mais frágil de grandes quantidades de carbono. À medida que as alterações climáticas enfraquecem o permafrost do Ártico, os investigadores calculam que cada 1,8 graus Fahrenheit (1 grau Celsius) de aquecimento global poderia libertar tanto carbono como 35 milhões de carros emitem num ano, à medida que as vias navegáveis polares se expandem e agitam o solo descongelado.

“Toda a superfície da Terra está em um cabo de guerra entre processos como encostas que suavizam a paisagem e forças como rios que as dividem”, disse a primeira autora Joanmarie Del Vecchio, que liderou o estudo como bolsista de pós-doutorado Neukom na Dartmouth com seus conselheiros e coautores do estudo Marisa Palucis, professora assistente de ciências da terra, e professor de engenharia Colin Meyer.

Fotos: Alfred-Wegener-Institut. multimídia.awi.de/mosaic, Anais da Academia Nacional de Ciências (2024), Mulu Fratkin, NASA/JPL-Caltech/Charles Miller, PNAS

Comparação entre densidades de drenagem e configurações hidro geomórficas em permafrost e paisagens temperadas de relevo e precipitação anual comparáveis

“Entendemos a física em um nível fundamental, mas quando as coisas começam a congelar e descongelar, é difícil prever qual lado vencerá”, disse Del Vecchio. “Se as encostas vencerem, elas vão enterrar todo o carbono preso no solo. Mas se as coisas esquentarem e de repente os canais dos rios começarem a vencer, veremos uma grande quantidade de carbono sendo liberada na atmosfera. provavelmente criará esse ciclo de feedback de aquecimento que levará à liberação de mais gases de efeito estufa”. Os investigadores procuraram compreender por que é que as bacias hidrográficas do Ártico – a área total de drenagem de um rio e dos seus cursos de água conectados – tendem a ter menos área fluvial do que as bacias hidrográficas em climas mais quentes, que podem ter extensos afluentes que se espalham pela paisagem. Del Vecchio, agora pesquisador visitante em Dartmouth e professor assistente no College of William and Mary, concebeu o estudo em 2019 enquanto conduzia trabalho de campo no Alasca. Ela subiu a colina a partir de seu local de trabalho à beira do rio e contemplou uma vista de encostas de montanhas íngremes, sem interrupções por rios ou riachos.

Extensão do permafrost no Hemisfério Norte de acordo com o mapa do permafrost da Associação Internacional de Permafrost (Brown et al., 2002). Diferentes classes de permafrost são plotadas em cores diferentes e a linha vermelha mostra o limite da extensão do permafrost calculada a partir da simulação JSBACH (valores médios de 1980–1990).

Mapa da área de drenagem pan-Ártica (20,5 × 10 6 km 2 ) mostrando estações ativas de monitoramento de descarga fluvial na Rússia (marrom), Canadá (vermelho), Estados Unidos (azul), Escandinávia (amarelo) e Islândia (verde) . As bacias hidrográficas dos seis maiores rios da área de drenagem pan-Ártica também são destacadas

“Parecia que as encostas estavam ganhando e os canais perdendo”, disse Del Vecchio. “Queríamos testar se era a temperatura que moldava esta paisagem. Temos muita sorte de ter a quantidade de dados de superfície e de elevação digital que foram produzidos nos últimos anos. Não poderíamos ter feito este estudo há alguns anos”.

Os investigadores examinaram a profundidade, a topografia e as condições do solo de mais de 69.000 bacias hidrográficas em todo o Hemisfério Norte –desde logo acima do Trópico de Câncer até ao Pólo Norte – utilizando dados de satélite e climáticos. Eles mediram a porcentagem de terra que a rede de canais de cada rio ocupa dentro de sua bacia hidrográfica, bem como a inclinação dos vales dos rios.

Quarenta e sete por cento das bacias hidrográficas analisadas são moldadas pelo permafrost. Em comparação com as bacias hidrográficas temperadas, os vales dos rios são mais profundos e íngremes e cerca de 20% menos da paisagem circundante é ocupada por canais. Essas semelhanças ocorrem apesar de quaisquer diferenças na história glacial, na inclinação topográfica de fundo, na

( A ) Gráfico de estimativa de densidade do kernel para visualizar a distribuição da densidade de drenagem para bacias hidrográficas de permafrost com MATErro de entrada matemáticaErro de entrada matemática2,5 °C (mostrado em azul) e bacias hidrográficas sem permafrost com MATErro de entrada matemáticaErro de entrada matemática2,5 °C (mostrado em vermelho). Os ajustes de regressão linear são realizados separadamente nos dois conjuntos de dados. ( B e C ) Uma regressão de mínimos quadrados ordinários entre MAT e MAP foi realizada para atribuir a cada bacia hidrográfica um MAP residual ( SI Apêndice ). Os gráficos do KDE mostram a densidade de valores residuais em dados de permafrost ( B ) e não permafrost ( C ) com cores mais escuras correspondendo à alta densidade de dados. Os valores residuais para bacias hidrográficas sem permafrost têm uma relação mais forte com a densidade de drenagem, implicando que as variações na precipitação anual exercem algum controle sobre a densidade de drenagem para bacias hidrográficas sem permafrost, mas a relação é mais fraca em bacias hidrográficas com permafrost

precipitação anual e em outros fatores que, de outra forma, governariam o movimento da água e da terra, relatam os pesquisadores. As bacias hidrográficas do Ártico são moldadas pela única coisa que têm em comum: o permafrost.

“De qualquer forma, as regiões com canais fluviais maiores e mais abundantes são mais quentes, com uma temperatura média mais elevada e menos permafrost”, disse Del Vecchio. “É preciso muito mais água para cavar vales em áreas com permafrost”.

O poder do permafrost de limitar a pegada dos rios do Ártico também lhe permite armazenar grandes quantidades de carbono na terra congelada, de acordo com o estudo. Para estimar o carbono que seria libertado por estas bacias hidrográficas devido às alterações climáticas , os investigadores combinaram a quantidade de carbono armazenado no permafrost com a erosão do solo que resultaria à medida que o solo descongelasse e fosse levado pela água à medida que os rios Árticos se espalhassem.

Densidade de drenagem das bacias hidrográficas estudadas em função da temperatura média anual (MAT) e da precipitação média anual (MAP)

Os pesquisadores de Dartmouth decidiram entender por que as bacias hidrográficas do Ártico tendem a ter menos área fluvial do que as bacias hidrográficas em climas mais quentes. A primeira autora, Joanmarie Del Vecchio (foto), concebeu o estudo enquanto conduzia um trabalho de campo no Alasca, depois de subir uma colina a partir de seu local de trabalho à beira do rio e contemplar uma vista de encostas de montanhas sem interrupções por rios ou riachos

A pesquisa sugere que o Ártico aqueceu mais de 2 graus Celsius (3,6 graus Fahrenheit) acima dos níveis pré-industriais, ou aproximadamente desde 1850, disse Del Vecchio.

Os cientistas estimam que um degelo gradual do permafrost do Ártico poderá libertar entre 22 mil milhões e 432 mil milhões de toneladas de dióxido de carbono até 2100 se as atuais emissões de

gases com efeito de estufa forem controladas – e até 550 mil milhões de toneladas se não o forem, disse ela. A Agência Internacional de Energia estima que o consumo de energia em 2022 expeliu mais de 36 mil milhões de toneladas de dióxido de carbono na atmosfera, um recorde histórico.

O Ártico está adaptado ao frio há tanto tempo que os cientistas têm pouca ideia de quanto, ou com que rapidez, o carbono será libertado se o permafrost descongelar numa escala de tempo acelerada, disse Palucis, cujo grupo de investigação utiliza o Ártico como substituto. para Marte estudar os processos de superfície do Planeta Vermelho.

“Embora o Ártico tenha sofrido aquecimento no passado, o que é assustador é a rapidez com que está a ocorrer agora. A paisagem deve responder rapidamente e isso pode ser traumático”, disse ela.

Palucis lembrou-se de uma viagem de pesquisa ao Ártico, quando viu um pedaço de rocha do tamanho de um pequeno edifício quebrar-se de um penhasco. O culpado da ruptura foi um pequeno fluxo de água que penetrou na rocha e a enfraqueceu.

“Esta é uma paisagem adaptada a condições mais frias, por isso, quando a alteramos, mesmo uma pequena quantidade de água fluindo através da rocha é suficiente para causar mudanças substanciais”, disse Palucis.

“Nossa compreensão das paisagens do Ártico está mais ou menos onde estávamos com as paisagens temperadas há 100 anos”, disse ela. “Este estudo é um primeiro passo importante para mos-

trar que os modelos e teorias que temos para bacias hidrográficas temperadas simplesmente não podem ser aplicados às regiões polares.

À medida que o aumento das temperaturas derrete o permafrost, o terreno no Norte está a ser alterado por deslizamentos de terra e erosão

É todo um novo conjunto de portas a percorrer em termos de compreensão destas paisagens”.

Núcleos de sedimentos coletados no Ártico mostraram extenso escoamento do solo e depósitos de carbono há cerca de 10 mil anos, sugerindo uma região muito mais quente do que a que existe agora, disse Del Vecchio. Hoje, áreas como a Pensilvânia e o Médio Atlântico dos Estados Unidos, que ficam logo ao sul do alcance mais distante das geleiras da Idade do Gelo, pressagiam o futuro do Ártico moderno.

“Temos algumas evidências do passado de que muitos sedimentos foram lançados no oceano quando houve aquecimento”, disse Del Vecchio. “E agora temos um instantâneo do nosso artigo que mostra que o Ártico terá mais canais de água à medida que fica mais quente. Mas nada disso é o mesmo que dizer: ‘Isto é o que acontece quando você pega uma paisagem fria e aumenta a temperatura real. rápido.’ Não acho que sabemos como isso vai mudar”.

Navio de pesquisa alemão Polarstern em meio ao gelo marinho do Ártico

Polígonos de tundra na encosta norte do Alasca. À medida que o permafrost derrete, é provável que esta área seja uma fonte de carbono atmosférico antes de 2100

Manguezais Costeiros do Brasil

As descobertas mostram que os manguezais e as áreas costeiras adjacentes são extremamente importantes para a subsistência das comunidades costeiras por *Jorge Alvarenga

Foi divulgado recentemente um novo estudo que fornece a primeira avaliação empírica sobre os serviços ecossistêmicos - benefícios fundamentais para a sociedade gerados pelos ecossistemas - dos manguezais brasileiros. Intitulado “Flow of mangrove ecosystem services to coastal communities in the Brazilian Amazon” (“Fluxo de serviços ecossistêmicos de manguezais para comunidades costeiras na Amazônia brasileira”, em português), o estudo publicado pela Frontiers in Environmental Science, de coautoria dos exploradores da National Geographic Margaret Awuor Owuor e Angelo Bernardino, traz evidências sobre o essencial valor ambiental, social, econômico e cultural dos manguezais para as comunidades costeiras.

O Brasil tem a segunda maior área de manguezais do mundo, abrigando 700.000 hectares dentro da fronteira

Fotos: Projeto: www.bit.ly/3uwbyn8

amazônica. O estudo de Awuor Owuor e Bernardino, realizado em 13 comunidades ao longo da costa amazônica norte do Pará, descobriu que o funcio-

Cobertura do solo (UCLU) da RESEX Mãe Grande de Curuçá, indicando as sete principais categorias de cobertura do solo. Mapa criado com o software ESRI ArcGIS Pro

namento saudável dos manguezais fornece serviços ecossistêmicos essenciais para as comunidades costeiras locais, incluindo: fontes de alimentos, ativi-

Mapa da costa amazônica brasileira indicando a extensão dos manguezais (verde escuro) e as regiões estudadas em Curuçá. Painel direito. Detalhe do manguezal do Curuçá e divisa da reserva extrativista (RESEX). Mapa produzido com ArcGIS Online 2023, ID de assinatura da National Geographic Society 3968399452.

Manguezais estudadas em Curuçá

dades culturais, renda, educação, regulação climática e controle de inundação. Os dados também mostram que as fontes de alimentos e as práticas culturais são altamente dependentes não só dos manguezais, mas também dos habitats adjacentes das terras altas costeiras, como florestas e terras agrícolas.

Em última análise, estes novos dados preenchem uma lacuna crucial na compreensão sobre o valor de tais manguezais e revelam que uma abordagem holística para a conservação deles no Sul Global também deve considerar como as comunidades locais utilizam os recursos de habitats de terras altas costeiras interligadas. “Está bem documentado que os manguezais e as zonas úmidas costeiras são sumidouros de carbono significativos.

No entanto, os manguezais também proporcionam benefícios diretos e indiretos às comunidades locais, tais como a pesca e a regulação climática, que não são fáceis de quantificar, ainda mais em regiões do mundo com escassez de dados”, diz Awuor Owuor, primeira autora do estudo.

“Para compreender melhor estes benefícios, bem como a ligação entre as pessoas e a natureza, o nosso estudo combinou dados qualitativos de entrevistas com as comunidades locais e mapas espaciais de uso da terra nas áreas adjacentes. Esta abordagem holística destaca não apenas como estes habitats são considerados valiosos pelas comunidades, mas também demonstra a complexa ligação entre manguezais e habitats de terras altas”, completa.

Entrevistas com as comunidades locais

Os exploradores da National Geographic entrevistaram mais de 100 famílias a fim de compreender como as pessoas utilizam e valorizam os manguezais, e suas disposições em dedicar tempo para a conservação dos mesmos, além da importância econômica deste ecossistema.

“Este estudo tem implicações significativas para a tomada de decisões em torno de qualquer atividade econômica na Amazônia brasileira que possa ameaçar a existência ou a qualidade do habitat dos manguezais na região, pois podemos vincular diretamente a saúde do ecossistema à múltiplos serviços ecossistêmicos fornecidos às comunidades que vivem nas proximidades”, afirma Bernardino. “Quando olhamos para o fluxo de benefícios ecossistêmicos, o seu valor para as comunidades costeiras locais é evidente. Contudo, estas comunidades estão entre as mais marginalizadas do país, e os benefícios sociais, econômicos e culturais dos manguezais muitas vezes não são compreendidos ou valorizados fora de suas comunidades”.

Os esforços de Awuor Owuor e Bernardino para compreender o valor socioeconômico e ecológico dos manguezais brasileiros fazem parte da Expedição Perpetual Planet à Amazônia, da Rolex e da National Geographic, uma exploração plurianual e abrangente do rio Amazonas que abarca toda a bacia, dos Andes ao Atlântico. “Um componente único da Expedição Perpetual Planet à Amazônia é que ela combina ciência, narrativa e colaboração local para ilustrar e proteger ecossistemas pouco estudados”, afirma Nicole Alexiev, Vice-presidente dos Programas de Ciências e Inovação da National Geographic Society. “O trabalho que Margaret e Angelo estão liderando no Brasil também demonstra o papel crucial que as comunidades locais desempenham na concepção dessas importantes soluções de conservação”.

Estes novos dados preenchem uma lacuna crucial na compreensão sobre o valor de tais manguezais

[*] National Geographic

Impacto futuro das mudanças climáticas nos pântanos costeiros

Vislumbre do possível impacto das alterações climáticas nas zonas húmidas costeiras daqui a 50 anos ou mais

Aprevisão dos impactos climáticos é um desafio e, até à data, tem dependido de métodos indiretos, nomeadamente modelização. Aqui foram examinados as mudanças no ecossistema costeiro durante 13 anos de aumento invulgarmente rápido, embora provavelmente temporário, do nível do mar (> 10 mm ano -1 ) no Golfo do México. Estas taxas, que podem tornar-se uma característica persistente no futuro devido às alterações climáticas antropogênicas, provocaram um aumento dos níveis da água de magnitude semelhante nas zonas húmidas costeiras do Louisiana. As medições das alterações na elevação da superfície em 253 locais de monitorização mostram que 87% destes locais são incapazes de acompanhar o aumento dos níveis da água. Não foram encontradas evidências de maior ganho de elevação de zonas húmidas através de feedbacks eco geomórficos, onde inundações mais frequentes levariam a uma maior acumulação de biomassa que poderia contrabalançar o aumento dos níveis de água. Foram atribuídos isto ao aumento excepcionalmente rápido do nível do mar durante este período. Na atual trajetória climática (SSP2-4.5), o afogamento de cerca de 75% das zonas húmidas costeiras do Louisiana é um resultado plausível até 2070.

Os cientistas são normalmente forçados a confiar em modelos informáticos para projetar os efeitos a longo prazo da subida dos mares. Mas um conjunto inesperado de circunstâncias permitiu uma experiência real ao longo da Costa do Golfo dos EUA.

Experimento de viagem no tempo no mundo real mostra o colapso do ecossistema devido às mudanças climáticas antropogênicas

por *Universidade de Tulane Fotos: Pixabay/CC0 Domínio Público, Guandong Li/Universidade de Tulane, Nature, Unsplash

Área de estudo e localização das estações virtuais de altimetria de satélite

A Mapa com as quatro estações virtuais de altimetria de satélite (o número de pontos de observação dentro de cada estação virtual é mostrado na legenda) mais o marégrafo de Grand Isle. B Mudança geocêntrica média do nível do mar de todas as quatro estações virtuais de altimetria de satélite e do marégrafo Grand Isle de 2009 a 2019

Uma extensa rede de quase 400 locais de monitoramento foi estabelecida ao longo da costa da Louisiana após os furacões Katrina e Rita. Depois, a taxa de subida do nível do mar na região aumentou para mais de 10 milímetros (meia polegada) por ano –pelo menos três vezes a média global. Isso expôs a região ao tipo de elevação dos oceanos não esperada até por volta de 2070. Em um novo estudo da Universidade de Tulane publicado na Nature Communications. A subida acelerada criou uma oportunidade única para determinar se os pântanos conseguirão sobreviver a esse ritmo de inundações costeiras.

“É o sonho de todo pesquisador de campo que faz experimentos - podemos basicamente viajar 50 anos no futuro para dar uma olhada no que está por vir”, disse Torbjörn Törnqvist, professor de geologia Vokes no Departamento de Ciências da Terra e Ambientais de Tulane.

Os investigadores utilizaram novas técnicas desenvolvidas por cientistas europeus para medir a subida do nível do mar ao largo da costa

com dados de satélite , algo que anteriormente não estava disponível. A equipa comparou então a taxa de aumento do nível da água em cada local de monitorização com a taxa de alteração da elevação das zonas húmidas determinada por outros instrumentos e descobriu que quase 90% dos locais estavam em défice.

“Até onde sabemos, esta é a primeira vez que um experimento de impacto climático foi realizado em uma região tão grande, com base em centenas de estações de monitoramento que coletaram dados por cerca de 15 anos”, disse Guandong Li, Ph.D. candidato em Ciências da Terra e Ambientais em Tulane que liderou o estudo. “Isto também nos permitiu estudar o impacto climático numa paisagem fortemente influenciada pelo homem, em vez de num ecossistema intocado mais resiliente”.

Li estava investigando o papel da subsidência de terras na costa da Louisiana quando uma equipe liderada por Sönke Dangendorf, professor David e Jane Flowerree no Departamento de Ciência e Engenharia Costeira Fluvial de Tulane, demonstrou as taxas sem precedentes de aumento do nível do mar ao longo do Golfo e Sudeste Costas dos EUA desde 2010.

Tendências do nível relativo da água (RWL) nos locais de monitoramento e correlação com a mudança geocêntrica do nível do mar (GSL)

A Tendência anual de RWL de 2009 a 2021 (quatro locais com tendências negativas são representados em amarelo brilhante e nove locais com taxas >30 mm ano –1 são representados em azul escuro para evitar distorção da escala). B Coeficiente de correlação entre a alteração do RWL em cada local de monitoramento ( n = 325) e a alteração no GSL do marégrafo de Grand Isle entre 2009 e 2021

A Distribuição dos déficits de elevação da superfície para todos os locais ( n = 253) e a curva de distribuição cumulativa (valores negativos indicam um excedente de elevação da superfície), com valores destacados para os percentis 25 e 50. Taxas de aumento de GSL projetadas (com intervalo de confiança de 1σ sombreado) para SSP1-2,6 (B ), SSP2-4,5 (C) e SSP3-7,0 (D). As três linhas tracejadas (pretas) em (B – D) indicam a taxa observada de aumento do GSL (2009–2021), juntamente com as taxas após a subtração dos valores correspondentes aos percentis 25 e 50 dos déficits de elevação da superfície, respectivamente

“Guandong abandonou imediatamente tudo em que estava a trabalhar para aproveitar esta oportunidade única”, disse Törnqvist. “Ele decidiu responder à questão-chave de saber se os pântanos costeiros conseguem acompanhar esta taxa de subida do nível do mar, como alguns estudos de modelação anteriores sugeriram que sim”. Se o atual cenário climático persistir, a taxa de subida do nível do mar até 2070 deverá ser de cerca de 7 milímetros (um quarto de polegada) por ano. O estudo prevê que aproximadamente 75% das zonas húmidas estarão em défice nessa altura, resultando potencialmente numa taxa de perda de zonas húmidas muito superior à que já ocorreu no século passado.

No entanto, os investigadores sublinham que há esperança de um resultado mais favorável se forem tomadas medidas imediatas. Ao cumprir as metas estabelecidas pelo Acordo de Paris e ao reduzir as emissões de carbono , é possível mudar para uma trajetória climática mais sustentável que reduziria a taxa de perda de zonas húmidas.

Déficit de elevação da superfície entre 2009 e 2021 e taxas projetadas (confiança baixa e média) de aumento geocêntrico do nível do mar (GSL) ao longo da costa da Louisiana de 2025 a 2150

Um dos quase 400 locais do Sistema de Referência de Monitoramento Costeiro (CMRS) ao longo da costa da Louisiana, onde os cientistas coletam dados para medir as mudanças na elevação da superfície dos pântanos

A ameaça oculta do aumento das águas subterrâneas costeiras

A subida do nível do mar não atingirá apenas as casas à beira-mar, mas também a infra-estrutura sob os nossos pés. Avaliação da inundação das águas subterrâneas como consequência da subida do nível do mar

Quando as pessoas pensam na subida do nível do mar, muitas imaginam cenários como costas inundadas na Florida ou no Bangladesh, e casas à beira-mar sucumbindo à erosão nas margens exteriores da Carolina do Norte. Mas algumas das ameaças mais significativas às nossas comunidades passam despercebidas, na clandestinidade.

O oceano está em contato direto com as águas subterrâneas costeiras. Se você já construiu um castelo de areia na praia, cavando um fosso que se enche de água por baixo, você experimentou isso em primeira mão. À medida que o nível do mar aumenta, os níveis das águas subterrâneas costeiras também aumentam.

As cidades têm uma rede crucial de infraestruturas subterrâneas, incluindo canalizações de água, sistemas de esgotos, drenos de águas pluviais, linhas eléctricas e de fibra óptica e estruturas de apoio para estradas e edifícios. À medida que as águas subterrâneas costeiras sobem nas nossas áreas urbanas, podem inundar esta rede subterrânea. Frequentemente, essa água é salgada e corrosiva.

As falhas nas infraestruturas causadas pelo aumento das águas subterrâneas já estão a acontecer em muitos locais, necessitando de atenção e gestão atempada. As áreas afetadas registam caves inundadas , danos estruturais nas fundações , vergalhões corroídos , um aumento nas rupturas de condutas de água e estações de tratamento de esgotos sobrecarregadas.

A subida do nível do mar não atingirá apenas as casas à beira-mar, mas também a infraestrutura sob os nossos pés

A ameaça oculta do aumento das águas subterrâneas costeiras por *Shellie Habel Fotos: Dominguez e outros (2019), Projeto Hawai’i Sea Grant King Tides, Shellie Habel, Universidade do Havaí em Manoa

Distribuição global de áreas urbanas costeiras identificadas como potencialmente vulneráveis à inundação de águas subterrâneas em função da altitude baixa (<1,5 m) e da existência dentro de FUAs. Esta análise preliminar revela o âmbito da questão e a importância de incorporar a consideração das águas subterrâneas influenciadas pela SNM nas análises de impacto da SNM. A tabela inserida lista os cinco países mais fortemente afetados de acordo com o número de FUAs e o total de populações potencialmente afetadas. Abreviaturas: FUA , área urbana funcional; SLR , aumento do nível do mar

Ilustrando a dinâmica das marés, compressão costeira, comunidade vegetal, morfologia do leito e penetração da luz solar em ecossistemas entremarés (a) antes do SLR, (b) após o SLR e (c) ciclos de feedback entre os processos Respostas estuarinas de 2ª e 3ª ordem ao SLR

Eles também sofrem com sulcos excessivos e buracos nas estradas à medida que as camadas subterrâneas de suporte ficam saturadas. Talvez o mais preocupante seja o facto de contaminantes enterrados estarem a ser trazidos à superfície à medida que a subida das águas interage com infraestruturas de esgotos, antigos derrames industriais e muito mais.

Sou um modelador de inundações do aumento do nível do mar baseado em Honolulu, que abriga um dos medidores de marés mais antigos do país , juntamente com uma rede de poços de monitoramento dedicados a observar o aumento e o aumento da concentração de sal nas águas subterrâneas costeiras. O marégrafo registou uma subida de mais de 20 centímetros no nível do mar desde antes da Primeira Guerra Mundial.

Em 2017, por exemplo, eventos relacionados com o padrão climático conhecido como El Niño elevaram temporariamente o nível do mar até 30 cm acima das previsões do gráfico de marés nas ilhas havaianas. As águas subterrâneas em Honolulu também aumentaram quase 30 cm. Embora isto não tenha sido surpreendente para os hidrólogos, surpreendeu os habitantes locais, pois a água subiu à superfície a mais de um quilómetro da costa. Globalmente, espera-se que o nível do mar suba cerca de um metro até 2100.

Honolulu está na vanguarda da investigação da influência da subida do nível do mar nas águas subterrâneas; os investigadores aqui publicaram um dos primeiros estudos sobre o tema, em 2012.

Hoje, o nosso Conselho de Abastecimento de Água utiliza simulações de águas subterrâneas para ajudar a manter e atualizar a infraestrutura. E o Departamento de Saúde do Estado do Havaí está rastreando a contaminação.

Uma pesquisa publicada em 2020 sugere que quase 90% das fossas ativas de Honolulu já estão comprometidas durante as marés altas. O departamento de saúde também está preocupado com o vazamento ascendente de chumbo e hidrocarbonetos, bem como com a possibilidade de explosões subterrâneas induzidas por metano. Embora esta última possa parecer alarmista, é uma preocupação legítima. Quando a contaminação do petróleo proveniente de derrames anteriores é imersa na subida das águas subterrâneas, as bactérias anaeróbias decompõem-na, levando à produção de metano. O departamento de saúde monitoriza ativamente explosões subterrâneas inexplicáveis em Honolulu que se pensa estarem ligadas a este fenómeno.

Honolulu é particularmente suscetível ao aumento das águas subterrâneas porque partes da cidade foram construídas em zonas húmidas: durante os projetos de recuperação de terras no início e meados do século XX, a área foi preenchida com uma fina camada de solo para desenvolvimento. A infra-estrutura subterrânea de Honolulu reside nesta camada fina e porosa. Mas Honolulu não é único; muitas das principais cidades costeiras também foram expan-

O oceano está em contato direto com as águas subterrâneas

didas para terras recuperadas, incluindo São Francisco, Boston, Nova Iorque, Los Angeles, Tóquio, Osaka, Mumbai, Hong Kong, Singapura, Amesterdão e muitas outras.

Num artigo de revisão sobre esta questão , os meus colegas e eu identificámos 1.546 áreas urbanas costeiras em todo o mundo que provavelmente têm águas subterrâneas “criticamente rasas” a 1,5 metros ou menos abaixo da superfície – uma profundidade conhecida por causar danos a infra-estruturas enterradas. Aproximadamente 1,42 bilhão de pessoas vivem nessas áreas.

Honolulu adopta uma abordagem proativa para identificar questões re-

lacionadas com as águas subterrâneas, particularmente em áreas como Waikiki, que dispõe de recursos financeiros e incentivos económicos para gerir os danos. Três grupos de investigação distintos estão empenhados no desenvolvimento de planos de adaptação para Waikiki, todos considerando especificamente a inundação de águas subterrâneas. Eles planejam elevar a infraestrutura e detectar problemas antecipadamente, sabendo que o bombeamento de água subterrânea de volta (uma primeira resposta comum) pode apenas causar mais intrusão e subsidência de água salgada.

Apesar deste trabalho, um inquérito recente aos decisores do Havai mostrou que, embora a maioria esteja preocupada com o aumento do nível do mar e das águas subterrâneas, apenas 9% o colocam como a sua principal prioridade. Nos EUA, os sectores que supervisionam as infra-estruturas de trânsito e de gestão de águas residuais carecem dos recursos necessários para a manutenção básica , e muito menos para enfrentar os desafios futuros. Muitas cidades costeiras baixas em todo o mundo têm ainda menos recursos e, por sua vez, enfrentam uma deterioração crónica e crescente de infraestruturas críticas.

A inundação de águas subterrâneas tem o potencial de causar danos avassaladores e de exacerbar as desigualdades sociais. Precisamos enfrentar proativamente a onda de problemas atuais e iminentes.

costeiras

Inundações na área urbana de Honolulu, Havaí

[*] Geóloga costeira e hidróloga do Programa Colaborativo de Resiliência Climática e Sea Grant College da Universidade do Havaí em Manoa.

As

alterações climáticas

podem colocar em risco as maiores reservas de água potável

do planeta

Um estudo internacional sobre as variações de temperatura em 12 cavernas ao redor do mundo mostra que grande parte das reservas de água doce da Terra disponíveis para consumo imediato podem estar em risco devido às mudanças climáticas

por

As alterações climáticas afetam todos os ecossistemas, mas os ecossistemas subterrâneos são repetidamente negligenciados nas agendas políticas e públicas. Os habitats das cavernas abrigam espécies desconhecidas e ameaçadas de extinção, com baixa variabilidade de características e vulnerabilidade intrínseca para recuperação de perturbações induzidas pelo homem.

As cavernas permitem aos cientistas observarem os sistemas subterrâneos que estão distribuídos por todo o planeta – sistemas que – em sua grande maioria – são inacessíveis aos seres humanos. Estes ecossistemas albergam as maiores reservas de água doce disponíveis para consumo humano imediato e são habitados por organismos únicos e altamente adaptados, que garantem a qualidade destas reservas estratégicas para o futuro da humanidade através da reciclagem de matéria orgânica e contaminantes. Neste estudo, publicado recentemente na Scientific Reports, a equipe de investigação internacional analisou mais de 105.000 medições de temperatura em cavernas localizadas em diferentes áreas climáticas e comparou-as com a temperatura superficial correspondente.

Ameaça às Biodiversidade Subterrânea devido às Mudanças Climáticas. As cavernas abrigam organismos únicos com adaptações específicas às condições peculiares dos habitats subterrâneos, incluindo muitas endemias de curto alcance, representando colonizações independentes de ancestrais da superfície, muitas linhagens antigas e inúmeras espécies ainda a serem descobertas

“As variações de temperatura revelaram três padrões distintos de resposta térmica do ambiente subterrâneo em comparação com a superfície, o que é novo”, afirma

Ana Sofia Reboleira, coordenadora deste estudo, bióloga do Centro de Ecologia, Evolução e Alterações Ambientais – cE3c, da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (Portugal)

Ana Sofia Reboleira, coordenadora deste estudo, bióloga do Centro de Ecologia, Evolução e Alterações Ambientais – cE3c, na Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (Portugal).

Todas as variações anuais de temperatura registradas nas cavernas foram pequenas – entre 0,1ºC, a menor, e 8,8ºC, a maior. Mas enquanto em alguns casos as temperaturas das cavernas refletiam a temperatura da superfície com um ligeiro atraso, noutros as variações da superfície refletiam-se rapidamente no subsolo. Houve também alguns casos em que houve um padrão inverso: quanto maior a temperatura na superfície, menor na caverna (e vice-versa), como num espelho térmico.

Vale Telheiro, a gruta portuguesa que fez parte deste estudo e é um hotspot global de biodiversidade subterrânea

*Universidade de Lisboa Fotos: Ana Sofia Reboleira, Scientific Reports, Rosa Pereira, Unsplash

“Os nossos resultados demonstram que a temperatura média nas grutas reflete a temperatura média no exterior. A consequência é que o aumento da temperatura previsto no contexto das alterações climáticas à superfície irá refletir-se no subsolo”, explica Reboleira.

As cavernas são habitadas por comunidades de espécies raras e desprotegidas, que garantem a qualidade da água e estão adaptadas para viver em am-

bientes muito estáveis, com variações mínimas de temperatura . Assim, “as consequências do aumento da temperatura são absolutamente imprevisíveis e certamente prejudiciais para a qualidade das maiores reservas de água doce disponíveis para consumo imediato”, alerta o investigador.

Este estudo também revela a existência de ciclos térmicos diários em algumas cavernas. Em ecossistemas com ausência

total de luz solar, os organismos carecem de ritmos circadianos . “Esta descoberta surpreendente mostra que estes ciclos térmicos diários podem potencialmente controlar os ritmos biológicos nos organismos subterrâneos”, explica Reboleira. Várias das cavernas estudadas como parte deste estudo são hotspots globais de biodiversidade subterrânea – como Planina, na Eslovenia; Viento, nas Canárias; e Vale Telheiro, localizado em Portugal.

Locais das cavernas estudadas nos biomas. Mapa produzido em ArcGIS (v10.7.1), com camada de classificação climática Köppen-Geiger adotada de Peel et al.

Amplitude térmica das zonas profundas das cavernas e respectiva superfície

O Ártico poderá ficar

praticamente livre de gelo em apenas 10 anos – e isso significa que intensas ondas de calor assolarão a Terra

O Ártico poderá ter seu primeiro período sem gelo nesta década. Até 2067, o Ártico poderá estar quase sem gelo durante vários meses de cada ano. A perda de gelo do Ártico significa que o aquecimento dos oceanos irá acelerar, o que significa dias mais quentes

por Daniel Scheschkewitz

Ogelo marinho do Ártico diminui naturalmente no verão e volta a congelar no inverno, mas um novo estudo descobriu que a região poderá ficar “livre de gelo” em apenas 10 anos.

Uma equipe de cientistas da Universidade do Colorado em Boulder descobriu que o gelo derreteu mais do que o normal no verão e congelou menor no inverno.

Eles concluíram que o primeiro período sem gelo no Ártico poderia acontecer nesta década, diminuindo quase 25%.

Menos gelo significa que os oceanos aquecerão mais rapidamente, derretendo mais calotas polares e contribuindo para ondas de calor em terra.

Mas tanto o gelo do verão como o do inverno estão diminuindo, descobriu a NASA.

Fotos: IANS, Nature Reviews Earth & Environment, Universidade do Colorado

Aqui são mostradas

(direi-

que o Ártico estará praticamente livre de gelo nos verões entre 2035 e 2067 se as atuais tendências de aquecimento global continuarem

Em 19 de setembro de 2023, o Ártico viu a sexta menor extensão mínima de gelo desde que a NASA começou a rastreá-lo com satélites.

Este número do novo estudo mostra como era o Ártico

Mais ou menos na mesma época, no polo sul, quando o gelo deveria estar no seu pico, a NASA registrou o menor máximo da história da região .

a) na década de 1980, com 5,5 milhões de quilómetros quadrados (cerca de 2,1 milhões de milhas quadradas) de área de gelo marinho; (b) entre 2015 e 2023 com 3,3 milhões de quilómetros quadrados de gelo marinho (1,27 milhões de milhas quadradas); e (c) num possível cenário futuro, com menos de um milhão de quilómetros quadrados de gelo marinho (cerca de 386.000 milhas quadradas)

imagens de satélite do Ártico de 1979 (esquerda) e 2022

ta). Os cientistas preveem

Não é uma tendência nova, mas parece estar piorando. O gelo marinho do Ártico tem diminuído pelo menos desde 1978, quando a NASA começou a observá-lo com satélites.

E com base na nova análise, os autores do estudo previram que as primeiras condições sem gelo poderiam ocorrer em setembro, em algum momento da década de 2020 ou 2030.

Para ser claro, “sem gelo” não significa 100% sem gelo.

Pelo contrário, significa que o oceano teria menos de um milhão de quilómetros quadrados (cerca de 386.000 milhas quadradas) de cobertura de gelo.

Parece muito, mas mesmo no mínimo de 2023, o gelo marinho do Ártico cobria 1,63 milhões de milhas quadradas ou 4,23 milhões de quilómetros quadrados.

À medida que mais gelo marinho e geleiras derretem, o sol aquece os oceanos mais rapidamente, levando a mais ondas de calor e mais derretimento do gelo marinho – um ciclo vicioso

Os ursos polares sofreram desnutrição nas últimas décadas, à medida que o gelo marinho – seu território de caça – diminui a cada ano.

Assim, com base na sua previsão, o gelo de verão no Ártico diminuirá para cerca de 24% do seu tamanho de 2023 até 2030.

Esta redução ocorrerá “independentemente do cenário de emissões”, previram. Por outras palavras, o gelo marinho do Ártico está a caminho de atingir mínimos históricos, mesmo que as emissões de gases com efeito de estufa sejam reduzidas. Esta cobertura mínima de gelo marinho seria apenas para uma média de um mês, mas com o tempo duraria mais, previram os autores do estudo.

Em 2067, previram que o Ártico estaria frequentemente sem gelo, não apenas no pico de setembro, mas também em agosto e outubro.

Mas, neste caso, a redução das emissões de gases com efeito de estufa atrasaria o marco, uma vez que o derretimento do gelo do Ártico é particularmente sensível e responde rapidamente às alterações nas emissões de carbono. O estudo foi publicado hoje na revista Nature Reviews Earth & Environment.

“Isso transformaria o Ártico em um ambiente completamente diferente, de um Ártico branco de verão a um Ártico azul”, disse a primeira autora do estudo, Alexandra Jahn, professora associada de ciências atmosféricas e oceânicas no Instituto de Pesquisa Ártica e Alpina da CU Boulder.

“Portanto, mesmo que as condições sem gelo sejam inevitáveis, ainda precisamos de manter as nossas emissões tão baixas quanto possível para evitar condições prolongadas sem gelo”, disse ela.

Estas são apenas previsões, mas o estudo baseou-as no trabalho anterior de muitas outras equipes, e não apenas em uma fonte de dados.

O gelo de verão no Ártico diminuirá para cerca de 24% do seu tamanho de 2023 até 2030.

Os rios do Ártico enfrentam a aceleração do ciclo da água, o degelo do permafrost e grandes mudanças com o aquecimento do clima – seus efeitos trarão

consequências globais

À

medida que o Ártico aquece, os seus caudalosos rios mudam de formas que poderão ter vastas consequências – não só para a região do Ártico, mas para o mundo.

Os rios representam o ramo terrestre do ciclo hidrológico da Terra. À medida que a chuva e a neve caem, os rios transportam o escoamento de água doce juntamente com materiais orgânicos e particulados dissolvidos, incluindo carbono, para as zonas costeiras. Com o Ártico aquecendo quase quatro vezes mais rapidamente do que o resto do mundo, a região regista mais precipitação e o permafrost está a descongelar, levando a fluxos fluviais mais fortes.

Somos cientistas climáticos que estudam como o aquecimento está influenciando o ciclo da água e os ecossistemas. Num novo estudo que utiliza dados históricos e modelos informáticos sofisticados do clima e da hidrologia da Terra, explorámos a forma como as alterações climáticas estão a alterar os rios do Ártico.

A água do rio Mackenzie, vista por satélite, transporta lodo e nutrientes da terra para o Oceano Ártico

Principais bacias hidrográficas da região Ártica. Boletim NOAA Ártico

por * Michael A. Rawlins **Ambarish Karmalkar

Fotos: Boletim NOAA Ártico, Brandt Meixell/USGS, GRID-Arendal/Nunataryuk , CC BY-ND, Jesse Allen/ Observatório da Terra da NASA, Michael A. Rawlins, Observatório da Terra da NASA, Rawlins e Karmalkar, 2024

Descobrimos que o degelo do permafrost e a intensificação das tempestades mudarão a forma como a água se move para dentro e através dos rios do Ártico. Estas alterações afetarão as regiões costeiras, o Oceano Ártico e, potencialmente, o Atlântico Norte, bem como o clima.

Descongelamento do permafrost: grandes mudanças nos solos do Ártico

O degelo do permafrost é uma das mudanças mais importantes que o Ártico está a sofrer à medida que as temperaturas aumentam. O permafrost é um solo que está congelado há pelo menos dois anos e muitas vezes há milénios. Abrange aproximadamente 8,8 milhões de milhas quadradas (cerca de 22,8 milhões de quilómetros quadrados) no Hemisfério Norte da Terra, mas essa área está a diminuir à medida que o permafrost derrete.

Historicamente, a maior parte da água que vai para os rios do Ártico flui sobre solos congelados de permafrost na primavera. Os cientistas chamam isso de “escoamento superficial”.

No entanto, os nossos resultados sugerem que, à medida que o aquecimento continua, uma fracção crescente do fluxo anual do rio virá de baixo da superfície, através de solos descongelados no permafrost em degradação. À medida que o fluxo global aumenta com mais precipitação, até 30% mais deste poderá estar a mover-se para o subsolo até ao final deste século, à medida que as vias subterrâneas se expandem.

Quando a água flui pelo solo, ela capta diferentes produtos químicos e metais. Como resultado, a água que chega aos rios provavelmente terá um caráter químico diferente.

Por exemplo, pode transportar mais nutrientes e carbono dissolvido que podem afetar as zonas costeiras e o clima global.

Mudanças projetadas neste século na precipitação anual e na queda de neve simuladas pelo modelo computacional utilizado no estudo. As áreas vermelhas representam aumentos

O destino desse carbono mobilizado é uma área ativa de estudo.

Mais carbono nas águas dos rios pode acabar sendo “liberado” ao atingir águas costeiras plácidas, aumentando a quantidade de dióxido de carbono liberado na atmosfera, o que impulsiona ainda mais o aquecimento climático . O degelo também está revelando outras surpresas desagradáveis, como o surgimento de vírus há muito congelados.

Mais chuva e neve, mais escoamento

O ciclo da água do Ártico também está a aumentar à medida que as temperaturas aumentam, o que significa mais precipitação, evaporação, transpiração das plantas e descarga dos rios. Isto se deve principalmente à capacidade

Zonas de permafrost conhecidas no Hemisfério Norte

A erosão revela permafrost rico em gelo perto do Lago Teshekpuk, no Alasca

inerente de uma atmosfera mais quente de reter mais umidade. É a mesma razão pela qual ocorrem tempestades de neve maiores à medida que o clima aquece.

Nosso estudo descobriu que a maior parte da precipitação adicional ocorrerá nas partes mais ao norte da bacia do Ártico. À medida que o gelo marinho desaparece num clima mais quente, os modelos computacionais concordam que um Oceano Ártico mais aberto alimentará mais água para a atmosfera, onde será transportada para áreas terrestres adjacentes para cair como precipitação.

Mais neve no norte do Alasca, na Sibéria e no Canadá levará a um maior fluxo de água nos rios, potencialmente até 25% mais num cenário de aquecimento elevado com base na nossa investigação. Há mais carbono no solo nas partes norte do Ártico em comparação com o sul. Com o degelo do permafrost, essas regiões também verão mais água entrando nos rios abaixo da superfície, onde carbono adicional do solo pode ser lixiviado para a água e transformar-se em carbono orgânico dissolvido.

Mais carbono antigo já está aparecendo em amostras coletadas nos rios do Ártico, atribuídas ao degelo do permafrost. A datação por carbono mostra que parte desse carbono está congelado há milhares de anos.

Os impactos se propagarão em cascata pelos ecossistemas do Ártico

Então o que o futuro reserva?

Uma das mudanças mais notáveis esperadas envolve o transporte de água doce e materiais associados, como carbono orgânico dissolvido e energia térmica, para as zonas costeiras do Ártico.

As lagoas costeiras podem tornar-se mais frescas. Esta mudança afetaria os organismos ao longo de toda a cadeia alimentar, embora a nossa compreensão atual dos potenciais efeitos das mudanças na água doce e no carbono orgânico dissolvido ainda seja obscura.

A água do rio também ficará mais quente à medida que o clima esquenta e tem potencial para derreter o gelo marinho costeiro no início da temporada. Os cientistas observaram isso na primavera de 2023 , quando a água excepcionalmente quente do rio Mackenzie, no Canadá, carregou calor para o Mar de Beaufort, contribuindo para o derretimento precoce do gelo marinho costeiro.

Finalmente, mais água fluvial que chega à costa tem o potencial de refrescar o Oceano Ártico, especialmente ao longo do norte da Eurásia, para onde os grandes rios russos exportam enormes quantidades de água doce todos os anos. Há preocupações de que o aumento do fluxo dos rios naquela região esteja a influenciar a Circulação Meridional do Atlântico, as correntes que fazem circular o calor dos trópicos, ao longo da costa leste dos EUA e em direção à Europa. Há cada vez mais evidências de que estas correntes têm vindo a abrandar nos últimos anos , à medida que mais água doce entra no Atlântico Norte. Se a circulação for interrompida, isso afetará significativamente as temperaturas na América do Norte e na Europa. Na costa, as mudanças nos fluxos dos rios também afetarão as plantas, os animais e as populações indígenas que vivem na região. Para eles e para o clima global, as conclusões do nosso estudo destacam a necessidade de observar de perto a forma como o Ártico está a ser transformado e de tomar medidas para mitigar os efeitos.

James McClelland, do programa de Pesquisa Ecológica de Longo Prazo dos Ecossistemas da Lagoa Beaufort, examina uma amostra de água de um riacho perto de Utqiagvik, na encosta norte do Alasca. A tonalidade marrom é matéria orgânica dissolvida

A água doce que flui de rios como o rio Mackenzie, no Canadá, na parte inferior central da imagem de satélite, para o Mar de Beaufort pode quebrar o gelo marinho mais cedo

[*] Diretor Associado, Centro de Pesquisa de Sistemas Climáticos e Professor Associado de Climatologia, UMass Amherst

Professor Assistente de Geociências, Universidade de Rhode Island

Em The Conversation

Gás de cozinha Resíduo orgânico

Pessoas amam papel

Em todo o mundo a comunicação impressa encanta bilhões de leitores. Boa notícia para os consumidores que preferem ler jornais, revistas e livros impressos. Depois de ler, compartilhe e recicle!

Pesquisa Global Trend Tracker, Two Sides e Toluna, 2023.

Descubra incríveis histórias sobre a pegada ambiental do papel