*Este artigo é de autoria de Heitor Evangelista da Silva, coordenador científico do Laboratório Criosfera 1, localizado na Antártica Central, e professor do Departamento de Biofísica e Biometria da UERJ. A publicação ocorreu na plataforma The Conversation Brasil.
Em 2022, a ONU lançou a iniciativa The Decade of Ozone Restoration, parte do UN Decade on Ecosystem Restoration, que busca a recuperação de ecossistemas marinhos e terrestres afetados pela degradação. Este programa envolve todos os países que fazem parte da Organização das Nações Unidas para Alimentação e Agricultura (ONU-FAO).
No mesmo ano, pesquisadores de um dos Institutos Nacionais de Ciência e Tecnologia (INCT/CNPq) instalaram sensores de radiação UVA e UVB no Laboratório Criosfera 1, na Antártica. A plataforma de dados polar Criosfera 1 foi criada em 2011/2012, por meio de uma iniciativa inovadora do Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI), da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (Uerj), da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe), do Proantar/CNPq, e da Secretaria Interministerial para os Recursos do Mar (SECIRM).
Atualmente, Criosfera 1 é a única plataforma multidisciplinar em operação na Antártica Central e é totalmente autônoma em sua geração de energia. Sua capacidade de monitoramento abrange CO2, ozônio troposférico, aerossóis como o “black carbon” e o carbono orgânico, além de raios cósmicos (múons), acúmulo de neve e condições meteorológicas, apoiando também coletas de microbiologia no gelo e estudos de medicina polar.
Ademais, utilizamos um fotômetro solar, em colaboração com o Goddard Space Flight Center da NASA, para medir o vapor de água na atmosfera. Equipado com painéis solares e turbinas eólicas, o laboratório opera durante os verões e invernos, com dados acessíveis via satélite em quase tempo real.
O Criosfera 1 está localizado em 84°00’S – 79°30’W, a 420 km das montanhas Ellsworth, 670 km do Polo Sul e 2.500 km ao sul da Estação Antártica Comandante Ferraz. Sua latitude permite um impacto mínimo da cobertura de nuvens, que pode atenuar a radiação UVB. Além disso, a presença do vórtice polar na região proporciona longos períodos de céu claro e alta exposição à radiação durante o verão austral.
Devido à sua localização estratégica, o monitoramento da camada de ozônio na estratosfera da Antártica pelo Criosfera 1 fornece dados valiosos. Sensores de radiação UVA e UVB são utilizados por várias nações com bases científicas na Antártica, mas nossa posição única e a tecnologia empregada tornam nossas medições bastante distintas.
A comunidade científica já estabeleceu que os níveis de UVB aumentaram consideravelmente desde os anos 80. As medições de UVA também são relevantes, pois apresentam potencial para danos a longo prazo. Após três anos de funcionamento automático em condições extremas de vento e temperatura (-55°C no inverno), lidero, em 2025 e 2026, uma nova expedição para recuperar os dados de UVA e UVB coletados continuamente.
Vale ressaltar que há escassez de pesquisas científicas de longo prazo sobre UVA e UVB na Antártica, e pretendemos compartilhar os resultados obtidos nesta missão com a comunidade científica global. Graças à nossa presença na Antártica e a colaborações internacionais, já conseguimos identificar o início de um processo de recuperação das concentrações de ozônio. A redução do ozônio estratosférico na região variou de 300 DU (Unidade Dobson) nos anos 60 para 120 DU em 2000, com a ciência observando uma recuperação mensurável nos últimos anos.
Atualmente, os efeitos mensuráveis da diminuição do ozônio e do aumento do UVB na superfície impactam diretamente a biota, como o plâncton no Oceano Austral. Organismos como o plâncton estão sujeitos a danos moleculares devido aos elevados níveis de UVB que atingem a superfície da Terra, especialmente na Antártica.
Além disso, investigamos os impactos em processos atmosféricos relacionados à geoquímica do Iodo e do Cloro. O UVB interage com esses compostos na atmosfera, alterando sua estrutura e, consequentemente, sua função como agentes de dispersão da radiação solar, afetando sua capacidade de modulação climática.
Diversos estudos têm demonstrado como a diminuição da camada de ozônio pode impactar a cadeia trófica na Antártica, tornando necessário o monitoramento constante desse fenômeno. As pesquisas indicam que as alterações ao longo do tempo afetaram o padrão de circulação atmosférica, intensificando os ventos de oeste que cercam a Antártica. Ventos mais fortes têm implicações nas atividades de nidificação de várias espécies antárticas, desde a construção de ninhos até a incubação de ovos.
Além disso, notamos mudanças na formação do gelo marinho e nos ecossistemas terrestres, incluindo aves e musgos. A incidência direta de UVB causa ressecamento e alterações morfológicas nos musgos.
O Protocolo de Montreal, ratificado em 1985 por 195 países, proibiu o uso de clorofluorcarbonetos (CFCs), resultando em uma política global sem precedentes com resultados significativos. Esses compostos químicos de carbono, cloro e flúor, amplamente utilizados em refrigeração, aerossóis e espumas, foram banidos por sua capacidade de destruir a camada de ozônio na estratosfera.
Além dos CFCs, os hidroclorofluorcarbonetos (HCFCs) também foram usados como substitutos, embora ainda apresentem alto potencial de aquecimento global. No Brasil, o programa de eliminação dos HCFCs busca substituir essas substâncias por alternativas mais seguras.
Atualmente, os substitutos dos HCFCs incluem hidrofluoroolefinas (HFOs), HFCs com baixo potencial de aquecimento global e refrigerantes naturais, além de misturas com desempenho otimizado.
Diversos modelos fotoquímicos foram utilizados ao longo dos anos de pesquisa, permitindo estimar a evolução do processo de recuperação da camada de ozônio na Antártica. Entre 1995 e 2001, a comunidade científica e o público observaram uma redução contínua do ozônio na região, com dados extremamente baixos, como 120 DU. O valor de referência em 1970 era de 350 DU (DU significa Unidades Dobson).
Apesar dessa queda, eventos como os grandes incêndios na Austrália em 2019 e 2020 impactaram diretamente a recuperação do ozônio. Esse episódio, por exemplo, lançou milhões de toneladas de micropartículas e materiais ácidos, resultando em aquecimento da estratosfera devido à formação de nuvens Pyrocumulonimbus em áreas próximas ao buraco da camada de ozônio.
Outro evento significativo foi a erupção do vulcão Hunga Tonga em 2022, que injetou vapor d’água em quantidade sem precedentes na estratosfera, causando danos à camada de ozônio que se estenderam até 53 km de altitude.
Atualmente, os modelos fotoquímicos projetam uma restauração completa do ozônio em níveis naturais em diferentes momentos: para os anos de 2050, 2070 e até 2100. A colaboração em torno do laboratório Criosfera 1 representa uma contribuição significativa do Brasil para o monitoramento da camada de ozônio na Antártica. Por meio de análises e observações diretas, conseguimos identificar os danos causados no passado ao sistema terrestre e mobilizar a sociedade global em prol de mudanças necessárias e urgentes.
A missão Criosfera 1 deste ano e do próximo só foi viabilizada graças ao apoio do projeto Rios Atmosféricos da Antártica (Ritmos-CNPq), INCT-Criosfera, e a uma parceria público-privada entre a Uerj e a Ambipar, através do seu Centro de Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação.
Apesar do reconhecimento da importância das missões realizadas no Criosfera 1 e do monitoramento obtido pelos pesquisadores brasileiros, os altos custos de acesso ao Centro da Antártica, financiados em parte pelo Proantar, ainda enfrentam riscos de cortes de investimentos, colocando a ciência brasileira na Antártica em constante alerta.
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