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Sinais vitais do oceano: drones podem ajudar a formar modelos de próxima geração do ciclo global do carbono

Fonte

MIT | Instituto de Tecnologia de Massachusetts

Data

domingo, 10 abril 2022 14:35

Áreas

Ciência Ambiental. Geociências. Inteligência Artificial. Modelagem Climática. Monitoramento Ambiental. Mudanças Climáticas. Oceanografia. Sensoriamento Remoto. Sustentabilidade.

Sem o oceano, a crise climática seria ainda pior do que é. A cada ano, o oceano absorve bilhões de toneladas de carbono da atmosfera, evitando o aquecimento que o gás de efeito estufa causaria. Os cientistas estimam que cerca de 25% a 30% de todo o carbono liberado na atmosfera por fontes humanas e naturais seja absorvido pelo oceano.

“Mas há muita incerteza nesse número”, disse o Dr. Ryan Woosley, químico marinho e pesquisador do Departamento de Ciências da Terra, Atmosféricas e Planetárias (EAPS) do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos Estados Unidos. Diferentes partes do oceano absorvem diferentes quantidades de carbono, dependendo de muitos fatores, como a estação e a quantidade de mistura das tempestades. Os modelos atuais do ciclo do carbono não capturam adequadamente essa variação.

Para fechar esta lacuna, o Dr. Ryan Woosley e uma equipe de colegas cientistas do MIT desenvolveram uma proposta de pesquisa para a competição MIT Climate Grand Challenges – uma campanha em todo o Instituto para catalisar e financiar pesquisas inovadoras abordando a crise climática. A proposta da equipe, ‘Sinais Vitais do Oceano’, envolve o envio de uma frota de drones à vela para cruzar os oceanos, fazendo medições detalhadas de quanto carbono o oceano está realmente absorvendo. Esses dados seriam usados ​​para melhorar a precisão dos modelos globais do ciclo de carbono e melhorar a capacidade dos pesquisadores de verificar as reduções de emissões reivindicadas pelos países.

“Se começarmos a adotar estratégias de mitigação – seja removendo o CO₂ da atmosfera ou reduzindo as emissões – precisamos saber para onde o CO₂ está indo para saber quão eficazes são [essas estratégias]”, disse o professor Woosley. Sem modelos mais precisos, não há como confirmar se as reduções de carbono observadas foram graças a políticas e pessoas, ou graças ao oceano.

Em fevereiro, a proposta do Climate Grand Challenges da equipe foi nomeada uma das 27 finalistas das quase 100 inscrições enviadas. Entre essa lista de finalistas, o MIT anunciará em abril a seleção de cinco projetos emblemáticos para receber mais financiamento e apoio.

O professor Woosley está liderando a equipe junto com o Dr. Christopher Hill, engenheiro pesquisador do EAPS. A equipe inclui oceanógrafos físicos e químicos, microbiologistas marinhos, biogeoquímicos e especialistas em modelagem computacional de todo o departamento, além de colaboradores do Media Lab e dos departamentos de Matemática, Aeronáutica e Astronáutica e Engenharia Elétrica e Ciência da Computação.

Hoje, os dados sobre o fluxo de dióxido de carbono entre o ar e os oceanos são coletados de forma fragmentada. Navios de pesquisa cruzam intermitentemente os oceanos para coletar dados. Alguns navios comerciais também são equipados com sensores. Mas estes apresentam uma visão limitada de todo o oceano e incluem preconceitos. Por exemplo, os navios comerciais geralmente evitam tempestades, que podem aumentar a rotatividade da água exposta à atmosfera e causar um aumento substancial na quantidade de carbono absorvida pelo oceano.

“É muito difícil para nós medir isso. Mas esses drones podem”, destacou o pesquisador.

Se financiado, o projeto da equipe começaria com a implantação de alguns drones em uma pequena área para testar a tecnologia. Os drones ‘movidos a vento’ – fabricados por uma empresa com sede na Califórnia chamada Saildrone – navegariam de forma autônoma por uma área, coletando dados sobre o fluxo de dióxido de carbono ar-mar continuamente com sensores movidos a energia solar. Isso aumentaria para mais de 5.000 dias de observações de drones, distribuídos por cinco anos e em todas as cinco bacias oceânicas.

Esses dados seriam usados ​​para alimentar redes neurais para criar mapas mais precisos de quanto carbono é absorvido pelos oceanos, diminuindo as incertezas envolvidas nos modelos. Esses modelos continuariam a ser verificados e aprimorados por novos dados. “Quanto melhores são os modelos, mais podemos confiar neles. Mas sempre precisaremos de medições para verificar os modelos”, disse o Dr. Woosley.

Modelos de ciclo de carbono melhorados também são relevantes além do aquecimento climático. “O CO₂ está envolvido em muito de como o mundo funciona”, disse o Dr. Woosley. “Somos feitos de carbono, assim como todos os outros organismos e ecossistemas. O que a perturbação do ciclo do carbono faz a esses ecossistemas?”

Um dos impactos mais bem compreendidos é a acidificação dos oceanos. O carbono absorvido pelo oceano reage para formar um ácido. Um oceano mais ácido pode ter impactos terríveis em organismos marinhos como corais e ostras, cujas conchas e esqueletos de carbonato de cálcio podem se dissolver no pH mais baixo. Desde a Revolução Industrial, o oceano tornou-se cerca de 30% mais ácido, em média.

“Então, embora seja ótimo para nós que os oceanos estejam absorvendo o CO₂, não é ótimo para os oceanos. Saber como essa absorção afeta a saúde do oceano também é importante”, concluiu o professor Ryan Woosley.

Acesse a notícia completa na página do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (em inglês).

Fonte: EAPS, MIT. Imagem: Aurel-Breizh via Pixabay.