Aquecimento global (parte 3 de 3)

Finalizando a série de três postagens sobre o aquecimento global e tomando parte do Blog Action Day 2009, que tem como tema as mudanças climáticas, este texto procura trazer os indícios que sustentam a afirmação de que o aumento das concentrações dos gases-estufa na atmosfera são, em grande parte, resultados diretos e indiretos das atividades humanas.

O aumento da concentração atmosférica dos gases-estufa é, em boa parte, fruto da ação humana

Alguns gases, devido à sua natureza sintética (não são geralmente produzidos por nenhuma fonte não-humana), como os CFCs, podem ter o aumento de sua concentração diretamente ligado à atividade humana.

Já os dois principais gases-estufa: CO₂ e CH₄ - também são liberados por processos naturais como o vulcanismo, de modo que a contabilidade é mais complexa.

Dados históricos desde 1970 estão disponíveis sobre estimativas de uso de combustíveis fósseis pelas nações: contabilização de produção e consumo de petróleo e carvão natural. Para períodos históricos mais remotos - como a época da Revolução Industrial - estimativas mais indiretas (e incertas) são obtidas por meio de modelos que levam em conta o tamanho populacional e a atividade econômica. (Fig. 1.)

Figura 1. Emissão anual de CO₂ por queima de combustíveis fósseis e produção de cimento.

O padrão da emissão acumulada casa-se muito bem com o padrão do aumento dos níveis de CO₂ atmosférico. (Fig. 2.)

Figura 2. Relação entre emissão de CO₂ por queima de combustíveis fósseis e produção de cimento e concentração atmosférica de CO₂. (Fontes: Andres et al. 2000; Canadell 2009; NOAA/ESRL.)

A composição isotópica do carbono também pode indicar as fontes do CO₂ atmosférico. O carbono apresenta dois isótopos estáveis na natureza, o C-12, muito mais comum (cerca de 98,8% em massa de todos os átomos de carbono) e o C-13, mais raro (cerca de 1,1%) - outros isótopos têm uma vida muito curta em termos geológicos (o C-14 tem uma meia vida de pouco menos de 6 mil anos). Essa proporção é a média, mas diferentes fontes de carbono apresentam ligeiras diferenças na concentração. As plantas, por exemplo, possuem enzimas com afinidades levemente distintas para os dois isótopos principais, de modo que proporcionalmente menos C-13 é incorporado em sua biomassa na fotossíntese. Tomando-se como referência a proporção dos isótopos de C-13 nas moléculas de metano na atmosfera atual, pode-se calcular o desvio em relação a essa proporção. Esse desvio é chamado de δ¹³C ("delta cê treze"). Na Tabela 1, encontram-se valores típicos de δ¹³C de diferentes fontes.

Tabela 1. Teor de C-13 em materiais de diferentes fontes. (CO₂ atmosférico δ¹³C -8‰)

Fonte	δ13C (‰)
algas vermelhas(1)	-34,5 a -29,9
algas marrons(1)	-20,8 a -10,5
algas verdes(1)	-20,3 a -8,8
plantas C4(2)	-19 a -9
plantas CAM(2)	-28 a -10
plantas C3(2)	-34 a -22
petróleo(3)	-32 a -26
vulcão(4)	-10 a -3

1 - Maberly et al. 1992; 2 - Bender 1971; 3 - Bush et al. 2007; 4 - Sato et al. 2002.

A tendência dos valores de δ¹³C do CO₂ atmosférico é de queda. (Figura 3.)

Figura 3. Tendência dos valores de δ¹³C do CO₂ atmosférico. Fonte: CDIAC.

Se a fonte principal de CO₂ fosse atividade vulcânica, por exemplo, não seria esperada essa queda.

Referências

Andres, Marland, Boden & Bischof. 2000. Carbon dioxide emissions from fossil fuel consumption and cement manufacture, 1751-1991, and an estimate of their isotopic composition and latitudinal distribution. Pp: 53-62. In: Wigley & Schimel (eds) The carbon cycle, v. 6. Cambridge University Press. 292 pp.

Bender. 1971. Variations in the 13C/12C ratios of plants in relation to the pathway of photosynthetic carbon dioxide fixation. Phytochemistry 10(6): 1239-44. Disponível em: http://dx.doi.org/10.1016/S0031-9422(00)84324-1. Acessado em: 15 de outubro de 2009.

Bush, Pataki, Ehleringer. 2007. Sources of variation in δ¹³C of fossil fuel emissions in Salt Lake City, USA. Applied Geochemistry 22(4): 715-23. Disponível em: http://dx.doi.org/10.1016/j.apgeochem.2006.11.001. Acessado em: 15 de outubro de 2009.

Canadell, P. 2009. Carbon budget 2007+. Acessado em: 15 de outubro de 2009.

Maberly, Raven & Johnston. 1992. Discrimination between ¹²C and ¹³C by marine plants. Oecologia 91(4): 481-92. Disponível em: http://www.springerlink.com/content/r3v57008n1423740/. Acessado em: 15 de outubro de 2009.

Sato, Mori, Shimoike, Nagao & Notsu. 2002. Carbon isotope systematics of CO₂, CO and CH₄ in fumarolic gases from Satsuma-Iwojima volcanic island, Japan. Earth Planets Space 54: 257–63. Disponível em: http://www.terrapub.co.jp/journals/EPS/pdf/2002/5403/54030257.pdf. Acessado em: 15 de outubro de 2009.

Upideite(18/out/2009): Para postagens em outros blogues, acompanhe #BAD09 e a lista oficial. Upideite (21/out/2009): O Divã de Einstein faz uma pequena compilação.

Upideite(30/ago/2012): Na Figura 4 abaixo, gráfico com dados atualizados da tendência dos valores para Mauna Loa e a Antárctica.

Figura 4. Tendência dos valores de δ¹³C do CO₂ atmosférico. Fonte: Scripps CO2 Program.