Elevação do nível do mar e tempestades: a tensão no fundo do mar na Plataforma do Noroeste Europeu

Mais água sobre o fundo do mar deveria significar mais tensão no leito oceânico - pelo menos é assim que a intuição costuma ler a elevação do nível do mar. Só que, quando se coloca a física na conta, o enredo muda.

Um estudo recente levou essa pergunta para baixo da linha d’água. O que foi observado ao largo do noroeste da Europa ajuda a entender o que pode acontecer com cada turbina, cabo e organismo que vive ou repousa nesse fundo.

Uma fronteira escondida

Grande parte da pesquisa climática mira o aquecimento das águas superficiais ou o recuo das linhas costeiras. Já a composição do fundo marinho - e os seres que vivem dentro dele ou sobre ele - quase nunca entra no foco.

A oceanógrafa Dra. Julia Rulent, do National Oceanography Centre (NOC), coordenou uma equipa que decidiu inverter essa prioridade.

Para isso, os autores juntaram simulações de oceano e de ondas a projeções climáticas que vão até 2093.

A área analisada foi a Plataforma do Noroeste Europeu, mas a base física do problema vale para mares de plataforma em qualquer parte do mundo. Em termos práticos, a equipa quis saber o que a subida do nível do mar e a intensificação de tempestades farão com a tensão exercida no fundo do oceano.

Duas forças em disputa

O estudo separa dois mecanismos principais. Por um lado, a elevação do nível do mar afasta a superfície do leito, reduzindo a capacidade das ondas e das correntes de maré de “agarrar” o fundo.

Com isso, o fundo tende a ficar mais calmo e com comportamento mais estável e previsível. Já as tempestades puxam na direção contrária.

Com a atmosfera a aquecer, a expectativa para o noroeste da Europa é de menos tempestades de inverno, porém mais intensas. Cada evento descarrega pulsos curtos e fortes de energia até o fundo.

Até este trabalho, não havia uma quantificação de como essas duas forças se combinam - em que momentos, em que locais e com que intensidade o fundo sentiria isso ao longo de todo um mar de plataforma.

O efeito silencioso do nível do mar

Com base em projeções climáticas do Reino Unido, a equipa incorporou a subida do nível do mar em dois cenários: cerca de 28 centímetros até meados do século e 71 centímetros até 2100. Depois, aplicou exatamente as mesmas condições meteorológicas aos dois casos.

Ao aumentar a profundidade, quase tudo é amortecido. As correntes de maré junto ao fundo enfraquecem e a energia das ondas tem mais dificuldade para alcançar o leito.

Os pontos anfidrômicos - locais “parados” em que a amplitude de maré cai a zero - podem deslocar-se até 3,9 quilômetros.

Em toda a plataforma, a queda média da tensão no fundo é modesta, mas consistente - e aparece de forma mais marcada em águas rasas e em estuários de grande variação de maré, como a Baía de Morecambe.

Ainda assim, há um detalhe importante. Onde as ondas deixam de se dissipar sobre o Banco de Dogger, mais energia consegue sobreviver até a costa, e a Baía Alemã pode registar ondas maiores perto da faixa litorânea.

Tensão no fundo gerada por tempestades

O comportamento das tempestades aponta noutra direção. Mares mais quentes estão associados a sistemas de baixa pressão mais fortes.

Projeções recentes indicam que a severidade das tempestades no Reino Unido pode aumentar 30% até 2080, sobretudo porque os eventos tenderiam a cobrir áreas maiores.

Nas simulações de Rulent, uma tempestade severa de inverno no fim do século é capaz de acrescentar até 15 newtons por metro quadrado de tensão no fundo do mar.

Na prática, isso excede em mais do que o dobro a força das marés de sizígia mais intensas de hoje. Em certas regiões, a tensão associada a tempestades pode subir uma ordem de grandeza - dez vezes acima das condições calmas.

Grãos maiores começam a deslocar-se

O que uma corrente consegue mobilizar depende diretamente de quanta força ela exerce. No verão atual, em condições tranquilas, só se levantam areias finas com menos de 0,1 milímetro.

Em tempestades fortes, podem soltar-se grãos acima de 11 milímetros, como seixos pequenos. Além disso, em costas voltadas para o Atlântico, os picos de tempestade já conseguem rolar pedras acima de 25 milímetros.

Hoje, a transição sazonal entre verão e inverno já altera o tipo de sedimento que o oceano consegue transportar ao longo de mais de 500.000 quilômetros quadrados de plataforma.

Até o fim do século, os invernos futuros devem empurrar esse limiar para além de 640.000 quilômetros quadrados.

Uma diferença sazonal cada vez maior

Da combinação desses fatores emerge um ritmo novo e incomum. A projeção é de verões mais silenciosos, à medida que as condições de onda enfraquecem e o aumento do nível do mar aprofunda a coluna d’água.

Em contrapartida, os invernos tendem a tornar-se mais agressivos, com tempestades mais duras. Habitats bentônicos - com vermes, amêijoas, caranguejos e outros organismos que dependem de um fundo estável - evoluíram sob o padrão atual.

“Maior tempestuosidade pode criar regimes de perturbação mais frequentes e mais intensos para as comunidades bentônicas”, escreveram Rulent e os colegas.

Com isso, espécies que precisam de intervalos tranquilos para recolonizar áreas de fundo marinho perturbadas podem ver essas janelas encolher.

Energia eólica em alto-mar sob risco

Essa plataforma é uma das paisagens marinhas industriais mais movimentadas do planeta. A capacidade de energia eólica em alto-mar na UE e no Reino Unido era de 36 gigawatts em 2023, com 110 gigawatts planeados até 2030.

Turbinas, fundações de aço, rochas de proteção contra erosão e cabos assentados no fundo dependem de um leito cujo comportamento está a mudar. Por isso, enrocamentos dimensionados para as correntes de hoje podem não ser suficientes para as tempestades de 2080.

Um estudo relacionado, liderado por alguns dos mesmos investigadores, mostrou que uma única fundação de turbina pode mais do que duplicar a força que a corrente exerce no fundo na sua esteira. E as forças impulsionadas pelo clima podem somar-se a esse efeito.

O que vem a seguir

Pela primeira vez, as mudanças futuras na tensão do fundo marinho e na mobilidade de sedimentos foram mapeadas em toda a extensão de um mar de plataforma. Ao longo do século, a diferença sazonal entre verão e inverno deve aumentar.

A elevação do nível do mar tende a acalmar o fundo - de forma suave e relativamente previsível. Já as tempestades devem perturbá-lo com mais intensidade e mais frequência, e o resultado líquido aparece nessa ampliação do contraste entre estações.

Tudo isso repercute na engenharia de parques eólicos em alto-mar, no planeamento de áreas marinhas protegidas e na gestão pesqueira. A mesma física vale para mares de plataforma no mundo inteiro.