Há apenas alguns séculos, o planeta experimentou uma leve era glacial, que recebeu o nome pitoresco de Pequena Era do Gelo. Parte da Pequena Era do Gelo coincidiu com um período de baixa de atividade solar chamado Mínimo de Maunder (batizado em homenagem ao astrônomo Edward Maunder). Acredita-se que uma combinação de atividade solar mais baixa e maior atividade vulcânica constituiu na maior causa deste fenômeno (Free 1999, Crowley 2001), com mudanças na circulação oceânica que também tiveram efeito nas temperaturas européias (Mann 2002).

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Figura 1: Irradiância solar total (TSI, na sigla em inglês). TSI de 1880 até 1978 de Solanki. TSI de 1979 a 2009 do Physikalisches-Meteorologisches Observatorium Davos (PMOD).

Será que estamos nos aproximando de outro  Maunder Minimum? A atividade solar está mostrando atualmente uma tendência de resfriamento de longo prazo. 2009 teve a irradiância solar mais baixa em mais de um século. Porém, predizer a atividade solar futura é problemático. A transição de um período de ‘máximo solar’ (a situação da segunda metado do século XX) para um ‘mínimo solar’ (a condição do Mínimo de Maunder) é um processo caótico e difícil de prever (Usoskin 2007).

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The Maunder  

O mínimo de Maunder é o nome utilizado para o período entre 1645 e 1715 por John A. Eddy em um documentário publicado em 1976 no periódico Science, nomeado como The Maunder Minimum, quando manchas solares tornaram-se muito raras em observações do Sol no período. Eddy e astrônomos anteriores nomearam o período em homenagem a Edward W. Maunder, que estudara como as latitudes das manchas solares mudam com o tempo.

Assim como o Mínimo de Dalton e o Mínimo de Spörer, o Mínimo de Maunder coincidiu com um período de temperaturas abaixo da média em toda a Europa

Digamos, apenas a título de argumento, que o sol entrasse em outro Mínimo de Maunder no século XXI. Que efeito isso teria sobre o clima da Terra? Simulações da resposta climática nesta condição concluem que a diminuição de temperatura devido a isso seria mínima comparada com o aquecimento por gases estufa de origem humana (Feulner 2010). O resfriamento causado por essa hipotética menor atividade solar seria de cerca de 0,1ºC (com um valor máximo estimado de 0,3ºC), enquanto o aquecimento por gases estufa é de 3,7 a 4,5 ºC, dependendo de quanto CO2 nós emitirmos ao longo do século XXI (mais a respeito deste estudo…)

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Figura 2: Anomalias médias globais de temperatura de 1900 a 2100 relativas ao período 1961-1990 para os cenários A1B (linhas vermelhas) e A2 (linhas rosa) e para três diferentes forçantes solares correspondendo a um ciclo de 11 anos típico (linha contínua) e para um novo Mínimo Solar com irradiância correspondendo a recentes estimativas da irradiância do Mínimo de Maunder (linha tracejada) e uma irradiância ainda mais baixa (linha pontilhada). As temperaturas observadas pelo NASA GISS até 2009 também são mostradas (linha azul) (Feulner 2010).

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Entretanto, nosso clima experimentou mudanças muito mais dramáticas que a Pequena Era do Gelo. Ao longo dos últimos 400.000 anos, o planeta experimentou condições de Eras Glaciais, pontuadas por breves intermalos mais quentes a cada cerca de 100.000 anos. Estes períodos mais quentes, chamados de interglaciais, duram tipicamente cerca de 10 mil anos. Nossa atual era interglacial começou há cerca de 11.000 anos atrás. Poderíamos estar à beira do final desta nossa interglacial?

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Figura 3: Mudanças de temperatura em Vostok, Antártica (Petit 2000). Períodos interglaciais são marcados em verde.

Como se iniciam as eras glaciais? As mudanças na órbita da Terra fazem com que menos luz do sol (insolação) atinja o Hemisfério Norte durante o verão. A calota polar do norte derrete menos durante o verão e gradualmente vai crescendo ao longo de milhares de anos. Isso aumenta o albedo da Terra, o que amplifica o resfriamento, fazendo com que a calota polar aumente ainda mais. Este processo dura por cerca de 10 a 20 mil anos, trazendo o planeta a uma Era Glacial.

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Que efeito têm nossas emissões de CO2 em uma futura Era Glacial? Esta questão é examinada em um estudo a respeito do “gatilho” da glaciação – a diminuição necessária na insolação do verão do hemisfério norte para iniciar o processo de aumentar a calota polar (Archer 2005). Quanto mais CO2 houver na atmosfera, mais baixo precisa cair a insolação para disparar a glaciação.

A Figura 4 examina a resposta do clima a vários cenários de emissões de CO2. A linha verde é o comportamento natural sem emissões humanas de CO2. O azul representa uma liberação humana de 300 gigatoneladas de carbono – nós já ultrapassamos esta marca. A liberação de 1000 gigatoneladas de carbono (linha laranja) impediria uma Era Glacial por 130.000 anos. Se as emissões de carbono fossem 5000 gigatoneladas ou mais, a glaciação seria evitada por meio milhão de anos. Como as coisas estão hoje, a combinação de uma forçante orbital relativamente fraca com um longo período de permanência atmosférica do CO2 provavelmente gerará uma interglacial mais longa do que a que foi vista nos últimos 2,6 milhões de anos.

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Figura 4: Efeito do CO2 de combustíveis fósseis na evolução futura da temperatura média global. O verde representa a evolução natural, o azul representa os resultados da liberção antrópica de 300 Gton C, laranja representa 1000 Gton C, e o vermelho 5000 Gton C (Archer 2005).

Assim, podemos ficar seguros de que não há nenhuma Era Glacial à espreita. Para aqueles com dúvidas persistentes de que uma Era Glacial poderia ser iminente, voltem sua atenção para a calota polar do Ártico. Se elas estiverem crescendo, então sim, o processo de 10.000 anos de glaciação pode ter começado. Porém, o permafrost Ártico atual está se degradando, o gelo oceânico Ártico está derrentendo e o manto de gelo da Groenlândia está perdendo gelo num ritmo acelerado. Dificilmente isso representaria boas notícias para a Era Glacial iminente.

Maximum Solar
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O máximo solar iniciado em 2010 terá seu ápice em 2019, mas dá sinais evidentes que suas atividades estão decaindo e novamente entrará em uma fase de declínio que afetará sua fase mínima. O cerne da questão se encontra neste ponto. Ninguém pode prever quanto será mais fraca e sua duração. A cada 250 a 300 anos existe a tendência de ocorrer essas atividades mínimas estendidas, como se o Sol tivesse se acalmado depois de uma explosão de fúria. E esse próximo período é exatamente a mesma época do mínimo de Maunder.
Os estudiosos que escreveram o artigo publicado em Julho na publicação científica “Annales Geophysicae” afirmam que se houver uma menor atividade do Sol e uma fase de mínimo solar ampliada ocorrerá uma nova glaciação. A Terra gelará, o que hoje é subtropical se tornará clima temperado e quanto mais próximo aos Polos, maiores o avanço do frio. Um transtorno sem precedentes, já que em 1900 o Planeta contava com 1,5 bilhão de habitantes e hoje são 7 bilhões com grandes concentrações em áreas que serão drasticamente afetadas por uma nova Era Glacial.
O Paradoxo da Hibernação Solar é o caminho contrário ao aquecimento global. O Sol que é a principal fonte de energia em forma de calor agora estaria colaborando para o esfriamento. A estrutura magnetizada tanto do Planeta com da estrela vivem numa disputa equilibrada. Quando há mais atividade solar, menor é a penetração de raios cósmicos na atmosfera terrestre. As partículas solares impedem esse ingresso da radiação espacial, que chegam até a 10 quilômetros na troposfera e ionizam essa parte da atmosfera da Terra.
Esse material cósmico favorece a formação de nuvens, que formam um escudo que dissipa o calor que chega do Sol. Quanto menor a atividade solar mais facilmente se formarão espessas nuvens e a superfície sem receber a energia em forma de calor, oriunda do Sol esfriará bruscamente. O estudo mostrou que entre 2007 a 2010 o fluxo de raios cósmicos aumentou em 30% sobre a atmosfera planetária devido à falta de bloqueio das partículas solares energizadas. “É como o inverno nuclear e isto não quer dizer que teremos mais chuvas, serão nuvens mais altas que servirão como refletores da radiação solar em forma de calor” explicou González. Ele comentou ainda que o campo magnético solar atingiu o menor valor dos últimos 60 anos.
Basta agora saber se o que vem desta estagnação estrelar será próxima ao que o pesquisador Dalton observou em 1900, quando o Sol ficou em sua fase mínima por 8 anos, ou se enfrentará o que Maunder observou por 70 anos. São épocas sem auroras polares, das calotas de gelo aumentando, de nevascas e de profunda alteração do clima da Terra e na vida do homem.

Evidências Científicas
Entretanto, afirmar que o Sol está em silêncio como na época do Mínimo de Maunder seria um exagero, afinal as manchas e explosões solares continuam acontecendo, embora em menor número e enfraquecidas.Além disso, não há qualquer evidência científica que esse ritmo continuará infinitamente, ou seja, o próximo ciclo poderá ser tão ou mais intenso que aquele observado no início do século.

Também não há provas científicas de que o aumento ou diminuição da atividade e das manchas solares tenham relação com o clima de longo ou curto prazo aqui na Terra. Há poucos estudos neste sentido, além de serem inconclusivos.

O que se espera é nos próximos anos os estudos sobre o Sol tenham avançado ainda mais e que a previsão do clima espacial seja tão corriqueira como a atual previsão do tempo.