💧 O caminho percorrido pelas gotas de água ao redor do mundo rastreado

De onde vem a água da chuva que cai sobre a sua cabeça? De qual oceano? De qual continente? O que antes era domínio da imaginação hoje se torna possível graças a "impressões digitais" atômicas discretamente inscritas na própria água.

Para definir essas impressões digitais, os cientistas se baseiam nos isótopos, versões ligeiramente mais massivas dos átomos de hidrogênio e oxigênio que constituem a molécula de água. Quando a água evapora, se condensa e percorre a atmosfera, a proporção desses isótopos evolui de acordo com padrões previsíveis. Essas mudanças atuam como uma assinatura única, permitindo rastrear os deslocamentos da água em escala global.


No entanto, simular com exatidão esses percursos em escala planetária era até agora impossível para um único modelo climático. Para contornar essa dificuldade, uma equipe recorreu a uma abordagem de conjunto combinando vários modelos simultaneamente. Oito modelos climáticos integrando o rastreamento de isótopos foram assim utilizados, cobrindo um período de 45 anos, de 1979 a 2023, e baseando-se em dados comuns sobre os ventos e as temperaturas da superfície do mar.

Graças a esse método de conjunto, as simulações se alinham muito mais estreitamente com as observações reais, oferecendo uma visão refinada do ciclo da água. Os resultados indicam, entre outras coisas, um aumento do vapor de água atmosférico ligado ao aquecimento global. Eles também destacam ligações com fenômenos climáticos importantes, como a oscilação sul El Niño.

Esse avanço ajuda a antecipar como o ciclo da água e os fenômenos meteorológicos podem se modificar com o aquecimento. Como destaca o professor Kei Yoshimura, citado no estudo, os valores médios obtidos pelo conjunto capturam precisamente os padrões isotópicos observados, o que nenhum modelo individual conseguia fazer até hoje.

As aplicações práticas são numerosas, principalmente para a previsão de eventos extremos como tempestades, inundações ou secas. Uma melhor compreensão dos transportes de umidade e da circulação atmosférica torna as previsões meteorológicas e hidrológicas mais confiáveis, o que beneficia as populações em todo o mundo.

Os isótopos da água

A água é principalmente constituída por dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio, mas alguns desses átomos existem sob formas ligeiramente distintas denominadas isótopos. O hidrogênio pode, por exemplo, contar com um ou dois nêutrons adicionais, e o oxigênio pode possuir mais. Esses isótopos mais massivos não alteram as propriedades químicas da água, mas influenciam seu comportamento físico.

Durante a evaporação, as moléculas portadoras de isótopos mais leves tendem a escapar primeiro, deixando para trás uma água ligeiramente enriquecida em isótopos pesados. Esse mecanismo se repete durante a condensação e as precipitações, gerando flutuações mensuráveis na composição isotópica. Essas flutuações dependem de fatores como a temperatura, a altitude ou a quantidade de precipitações.

Medindo esses isótopos em amostras de água, vapor ou neve, os pesquisadores podem reconstituir os itinerários percorridos pela água. Isso permite entender como a umidade circula entre os oceanos, a atmosfera e os continentes. Esses dados são preciosos para examinar as mudanças climáticas passadas e presentes.

As técnicas de medição de isótopos se aperfeiçoaram consideravelmente, autorizando análises precisas mesmo em concentrações muito baixas. Isso abre caminho para um monitoramento contínuo dos recursos hídricos e para uma apreensão mais fina dos ciclos naturais, ajudando assim a gerenciar secas e inundações com mais eficácia.