Subida do nível do mar e tempestades alteram o stress do fundo marinho

Mais água sobre o fundo do mar deveria significar maior stress no leito marinho. Esta é a conclusão intuitiva perante a subida do nível do mar, mas a física indica outra realidade.

Um novo estudo analisou o que acontece abaixo da superfície. As conclusões obtidas ao largo do noroeste da Europa têm implicações para cada turbina eólica, cabo e organismo que vive ou assenta nesse fundo marinho.

Uma fronteira invisível

A maior parte da investigação climática centra-se no aquecimento das águas superficiais ou no recuo da linha de costa. Porém, a composição do fundo marinho - e os organismos que nele ou sobre ele habitam - raramente recebe a mesma atenção.

A Dra. Julia Rulent, oceanógrafa do Centro Nacional de Oceanografia (NOC), liderou uma equipa decidida a alterar essa situação.

Os investigadores conjugaram simulações oceânicas e de ondas com projeções climáticas que se prolongam até 2093.

A área analisada foi a Plataforma do Noroeste Europeu, embora a física subjacente seja aplicável a mares de plataforma de todo o mundo. Em concreto, a equipa procurou perceber de que forma a subida do nível do mar e tempestades mais intensas afetarão o stress no fundo do oceano.

Duas forças em oposição

O estudo distingue dois fatores determinantes. A subida do nível do mar afasta a superfície do leito, reduzindo a influência das ondas e das correntes de maré sobre o fundo.

Consequentemente, o fundo marinho torna-se mais calmo, previsível e estável. As tempestades, por sua vez, produzem o efeito contrário.

Prevê-se que uma atmosfera mais quente conduza menos tempestades de inverno, mas mais intensas, através do noroeste europeu. Cada uma transmite ao fundo breves impulsos de energia muito fortes.

Até à realização deste estudo, ninguém tinha quantificado a forma como estas duas forças se conjugam - em que momentos, locais e intensidade o fundo marinho as sentiria à escala de todo um mar de plataforma.

O efeito discreto da subida do nível do mar

Com base nas projeções climáticas do Reino Unido, a equipa incorporou duas subidas do nível da água: cerca de 28 centímetros (11 polegadas) até meados do século e 71 centímetros (28 polegadas) até 2100. Depois, aplicou as mesmas condições meteorológicas às duas versões.

A maior profundidade atenua quase todos os efeitos. Assim, as correntes de maré junto ao fundo abrandam e a energia das ondas tem mais dificuldade em alcançar o leito marinho.

Os anfidromos - pontos imóveis onde a amplitude de maré é zero - deslocam-se até 3,9 quilómetros (2,4 milhas).

Em toda a plataforma, a redução média do stress no fundo marinho é reduzida, mas uniforme; é mais acentuada em águas pouco profundas e em estuários de maré alta, como a baía de Morecambe.

Existe, contudo, uma exceção. Quando as ondas deixam de dissipar energia sobre o Banco de Dogger, uma maior quantidade dessa energia chega à costa, podendo a baía Alemã registar ondas maiores perto do litoral.

Stress no fundo marinho provocado por tempestades

O comportamento das tempestades revela um cenário distinto. Mares mais quentes estão associados a sistemas de baixa pressão mais fortes.

Projeções recentes apontam para um aumento de 30% na severidade das tempestades no Reino Unido até 2080, sobretudo devido a tempestades que abrangem áreas mais extensas.

Nas simulações de Rulent, uma tempestade intensa de inverno no final do século pode acrescentar até 15 newtons por metro quadrado de stress ao fundo marinho.

Trata-se, de facto, de mais do dobro da força das atuais marés vivas mais intensas. Em algumas regiões, o stress provocado pelas tempestades pode aumentar uma ordem de grandeza inteira - dez vezes acima das condições calmas.

Grãos maiores começam a deslocar-se

O material que uma corrente consegue transportar depende da força que exerce. Atualmente, as condições tranquilas de verão apenas levantam areias finas inferiores a 0,1 milímetros (0,004 polegadas).

Tempestades fortes podem desalojar grãos com mais de 11 milímetros (0,4 polegadas), incluindo pequenos seixos. Além disso, nas costas voltadas para o Atlântico, os picos de tempestade já conseguem fazer rolar pedras com mais de 25 milímetros (1 polegada), aproximadamente do tamanho de uma moeda de 25 cêntimos.

Hoje, a transição sazonal entre o verão e o inverno altera o tipo de sedimento que o oceano consegue deslocar em mais de 500 000 quilómetros quadrados (193 000 milhas quadradas) de plataforma.

Até ao fim do século, os invernos futuros levarão esse limiar para além de 640 000 quilómetros quadrados (247 000 milhas quadradas).

Um contraste sazonal cada vez maior

A conjugação destes fatores cria um novo ritmo invulgar. Prevê-se que os verões se tornem mais calmos, à medida que as condições de ondulação enfraquecem e a subida do nível do mar aumenta a profundidade.

Em contrapartida, os invernos deverão intensificar-se com a chegada de tempestades mais fortes. Os habitats bentónicos - vermes, amêijoas, caranguejos e outros organismos que dependem de um fundo estável - evoluíram de acordo com o padrão atual.

“Uma maior frequência de tempestades pode criar regimes de perturbação mais numerosos e maiores para as comunidades bentónicas”, escreveram Rulent e os seus colegas.

Por isso, as espécies que necessitam de intervalos calmos para recolonizar zonas perturbadas do fundo marinho poderão ver essas oportunidades reduzidas.

A eólica marítima em risco

Esta plataforma é uma das paisagens marítimas industriais mais ativas do planeta. A capacidade de energia eólica marítima na UE e no Reino Unido era de 36 gigawatts em 2023, estando previstos 110 gigawatts até 2030.

Turbinas, fundações de aço, rochas de proteção contra erosão e cabos submarinos assentam todos num fundo cujo comportamento está a mudar. Por conseguinte, o enrocamento dimensionado para as correntes atuais poderá não resistir às tempestades de 2080.

Um estudo relacionado, liderado por alguns dos mesmos investigadores, demonstrou que uma única fundação de turbina pode mais do que duplicar a força exercida pela corrente sobre o fundo marinho na sua esteira. As forças impulsionadas pelo clima poderão somar-se a esse efeito.

O que se segue

Pela primeira vez, foram cartografadas, à escala de todo um mar de plataforma, as futuras alterações do stress no fundo marinho e da mobilidade dos sedimentos. Prevê-se que a diferença sazonal entre verão e inverno aumente ao longo do século.

A subida do nível do mar tornará o fundo mais calmo de forma gradual e previsível. Já as tempestades irão perturbá-lo com maior intensidade e frequência, sendo o efeito líquido um contraste sazonal cada vez maior.

Estas mudanças têm impacto na engenharia da energia eólica marítima, no planeamento de áreas marinhas protegidas e na gestão das pescas. A mesma física é válida para mares de plataforma em todo o mundo.