Uma tentativa de explicação simples
Vamos começar do início para entender as mudanças climáticas e seus antecedentes. Quando falamos sobre mudanças climáticas hoje, na verdade estamos falando sobre mudanças climáticas causadas pelo homem. Mudanças climáticas já existiram sem o ser humano. É a mudança climática amplificada pelo homem que nos coloca diante dos maiores desafios.
O efeito estufa criado através da atmosfera faz com que a temperatura superficial da Terra seja de 16 °C. Sem atmosfera seria -18 °C. Isso e outras condições permitiram que a vida surgisse na Terra.
A queima de combustíveis fósseis tira o ciclo do carbono do equilíbrio. Tantos gases de efeito estufa são emitidos que mais dióxido de carbono se acumula no ar do que plantas e oceanos podem absorver. A concentração excessivamente alta de dióxido de carbono leva a um aumento na temperatura superficial da Terra.
Fatores para o surgimento de vida na Terra
Na origem do universo, todos os elementos já estavam presentes em forma atômica. Através da gravidade e outras forças, surgiram estrelas e planetas, incluindo nosso planeta Terra.
O que é a zona habitável?
A zona habitável é chamada de região em que os planetas são capazes de manter água em forma líquida, o que é um pré-requisito para a vida. A Terra está, juntamente com Vênus e Marte, na zona habitável de nosso sistema solar. Zona habitável é outro termo para a zona favorável à vida. Mas apenas a Terra era capaz, por sua constituição, de reter vapor de água a longo prazo. Em Vênus, as partes voláteis foram separadas pela radiação ultravioleta do Sol e a água evaporou. Marte tem uma massa insuficiente, então a gravidade não tinha força suficiente para reter o vapor de água. (Marte: 3,69 m/s², Terra: 9,81 m/s²)
Água - Como chegou à Terra?
Através de colisões com asteroides, que continham água principalmente em forma congelada, a água se acumulou como vapor de água na Terra. A Terra era na época ainda uma bola incandescente e com mais água caía a pressão atmosférica e a temperatura. Com isso, muita água caiu em forma de chuva na Terra e surgiram mares e oceanos.
A colisão com o protoplaneta (designação de um precursor de um planeta) Theia não trouxe apenas água para a Terra.
A formação da Lua
A colisão com Theia criou a Lua. Theia era um corpo que tinha aproximadamente o tamanho de Marte. Os fragmentos desprendidos da Terra e de Theia se acumularam na órbita terrestre e se aglomeraram formando a Lua.
Com isso, a velocidade de rotação da Terra desacelerou de 3 a 4 horas para 24 horas. Na mesma proporção, os ventos diminuíram, que anteriormente sopravam sobre a superfície terrestre com até 500 km/h. Isso corresponde a um tornado de categoria F5.
F5 - Danos incríveis - Casas de madeira são arrancadas de seus alicerces, deslocadas para longe e destruídas. Um tornado de força F5 pode descascar asfalto da rua.
- https://de.wikipedia.org/wiki/Fujita-Skala
Além disso, o eixo de rotação se estabilizou em 23,4° em relação à eclíptica (Eclíptica = plano planetário; designação do plano das órbitas dos planetas ao redor do Sol).
A atmosfera e os gases de efeito estufa
A atmosfera terrestre consiste em cinco camadas, sendo a mais baixa chamada de Homosfera ou coloquialmente de ar. Ela é composta de várias substâncias.
| Gás | Porcentagem |
| Nitrogênio | 78,08 % |
| Oxigênio | 20,95 % |
| Argônio | 0,93 % |
| Dióxido de carbono | 0,04 % |
Embora o carbono apareça em pequenas quantidades, como o gás de efeito estufa mais comum, tem um grande efeito no clima.
Já em 1856, Eunice Newton-Foote realizou um experimento no qual dois frascos de vidro foram colocados ao sol. Um continha o ar "normal" e o segundo dióxido de carbono. Ambos se aqueceram, o com ar a 37,8 °C, o preenchido com CO₂ a 49 °C.
Isso ocorre porque as moléculas de CO₂ são colocadas em vibração pela radiação solar e pela energia que a acompanha, e depois emitem essa energia novamente de forma não direcionada, portanto, também em direção à superfície terrestre. O mesmo vale para os outros gases de efeito estufa.
CO₂ é o gás de efeito estufa mais comum e mais estável, razão pela qual os outros são geralmente resumidos em equivalentes de CO₂ (kg CO₂e ou kg CO₂eq). CO₂ é gerado pela decomposição e queima de compostos contendo carbono.
| Gás de efeito estufa | Potencial de aquecimento (GWP em CO2e) |
| Dióxido de carbono (CO₂) | 1 |
| Metano (CH4) | 25 |
| Óxido nitroso (N2O) | 298 |
| Hidrofluorocarbonos parcialmente halogenados (HFC) |
124 até 14.800 |
| Hidrocarbonetos perfluorados (PFC) |
7.390 até 12.200 |
| Hexafluoreto de enxofre (SF6) |
22.800 |
| Trifluoreto de nitrogênio (NF3) |
17.200 |
Explicação usando o exemplo: Metano
Dois fatores determinam a influência de um gás no aquecimento climático:
- Tempo de permanência e
- Forçamento radiativo do gás.
Com isso, a influência é calculada.
Para o cálculo, o potencial de aquecimento é considerado em 100 anos (GWP-100). Se fosse considerado apenas 20 anos, o fator seria ainda muito mais extremo.
O ciclo do carbono
Carbono é vida - a química é dividida em duas grandes áreas:
- a química inorgânica com aproximadamente 200.000 compostos (sem carbono) e
- a química orgânica com aproximadamente 20.000.000 de compostos, todos contendo carbono. O corpo humano é composto por 60% de água e 9,5% de carbono. Portanto, o carbono é o componente principal no corpo, juntamente com oxigênio e hidrogênio.
O ciclo do carbono descreve a troca de carbono entre animais e plantas. Para uma representação simples, consideramos o metabolismo humano (respiração celular) e a fotossíntese das plantas.
Na fotossíntese, a planta transforma água e dióxido de carbono em açúcar e oxigênio com a ajuda da energia solar. Enquanto no metabolismo humano, açúcar e oxigênio se transformam em dióxido de carbono, água e energia.
Expandindo, agora excretamos compostos contendo carbono que são decompostos por fungos e micróbios. Se essa transformação ocorrer anaerobicamente, metano é produzido, que ao longo do tempo é convertido em CO₂. Se ocorrer aerobicamente, CO₂ é produzido diretamente. (Este processo de decomposição ocorre em nós e é também a razão pela qual as vacas têm uma pegada de CO₂ tão alta.)
Este ciclo também ocorre na água (lagos e mares), assim como entre as esferas. (Hidrosfera, Biosfera, Atmosfera)
Quando plantas e animais morrem, os compostos de carbono se depositam e ao longo de milhões de anos, sob a influência de pressão e calor, surgem combustíveis fósseis. No mar surgem petróleo e gás; na terra surge carvão.
A mudança climática (antropogênica)
A Terra está constantemente sujeita a flutuações climáticas. Desde sua origem houve períodos mais quentes e mais frios. Desde a última era glacial há cerca de 12.000 anos, o clima era relativamente estável. Apenas desde 1980 há um aumento acentuado da temperatura média da atmosfera.
Nisto, o dióxido de carbono desempenha um papel particularmente importante (veja o gráfico), que é criado pela queima de combustíveis fósseis para a geração de energia. Combinado com o aumento crescente da demanda de energia da humanidade, as emissões de CO₂ aumentaram de 2 gigatoneladas em 1900 para 34,8 gigatoneladas em 2021 (máximo em 2017 37,1 Gt).
Processos de retroalimentação e pontos de ruptura
O aumento da temperatura e as mudanças no clima podem levar a efeitos que reforçam ainda mais essas mudanças. Este efeito de amplificação é particularmente perigoso para a humanidade, especialmente quando os pontos de ruptura são ultrapassados. Pontos de ruptura são eventos que não podem mais ser revertidos quando ultrapassados. As reações do meio ambiente às mudanças climáticas são completamente naturais, mas não podem mais ser revertidas e podem tornar o planeta inabitável para as pessoas.
3 exemplos desses processos de retroalimentação são:
Albedo reduzido (= capacidade de refletir radiação de um planeta/corpo)
Pelo derretimento das superfícies de gelo, a energia solar incidente não é mais refletida diretamente pela superfície branca, mas é absorvida pela superfície escura do mar.
Desertificação da floresta tropical
Impulsionada ainda mais pelo desmatamento, o aquecimento ameaça secar o clima da floresta tropical. A floresta depende de muita chuva, que precisa para a fotossíntese. Menos água, menos fotossíntese, menos CO₂ que pode ser armazenado. Isso significa novamente mais CO₂ na atmosfera.
Descongelamento do permafrost
No solo permafrost siberiano e canadense, em profundidades de alguns metros, há presumivelmente bilhões de toneladas de carbono da última era glacial ligados em materiais orgânicos. Se isso derreter, milhares de toneladas serão liberadas.
Esses processos de retroalimentação estão ligados a temperaturas específicas e também são chamados de pontos de ruptura. Se ultrapassados, podem levar a um efeito dominó que não pode ser mais interrompido.
Com esse conhecimento de fundo, no próximo artigo olhamos para o café e as mudanças climáticas. Qual é o impacto do café nas mudanças climáticas e qual é a influência das mudanças climáticas no café?
