Mudanças climáticas em Portugal Continental com base em dados geotérmicos

Abstract

INTRODUÇÃO - O objetivo do trabalho que me propus desenvolver é estudar as variações climáticas em Portugal Continental durante o Holocénico com base em dados geotérmicos. Mas, porquê falar de dados geotérmicos em relação a variações climáticas e não em registos meteorológicos? Os registos meteorológicos mais antigos datam de há 150 anos atrás e uma recolha sistemática da temperatura atmosférica no hemisfério sul só começou neste século. Contudo, os registos meteorológicos sofrem algumas limitações: como, por exemplo, uma distribuição espacial e temporal muito desigual e reduzida; por outro lado as estações meteorológicas, normalmente, estão localizadas em zonas de intensa atividade humana, pelo que esta fonte de informação pode não ser a mais adequada para estudos climáticos. Então a que outro tipo de informação é que é possível recorrer? A resposta está debaixo dos nossos pés, no planeta Terra. Na verdade, esta retém informação sobre variações climáticas de longo período e filtrando as variações de pequeno período, organizando, o seu próprio registo climático. O reconhecimento de que as variações climáticas que ocorreram ao longo dos tempos vão perturbar o campo da temperatura do subsolo foi constatado pela primeira vez por Lane (1923). K Desde há longa data que os geofísicos têm utilizado os furos feitos na Terra para estudar como a temperatura varia com a profundidade na parte superior da crosta terrestre. Este conhecimento é fundamental para uma melhor compreensão de muitos fenómenos geofísicos, geoquímicos e geológicos (Beltrami and Chapman, 1994). A Porém foi Hotehkiss e Ingersoll (Hotchkiss and Ingersoll, 1934) os primeiros a tentaram inferir as variações climáticas passadas a partir dos perfis de temperatura T(z) obtidos nos furos. Devido à baixa condutividade térmica das rochas, as variações da temperatura à superfície resultantes de variações climáticas propagam-se lentamente em direção ao centro da Terra, originando uma perturbação do campo de temperatura. Por outro lado a Terra funciona como um filtro passa-baixo pois as oscilações de elevada frequência não deixam marcas percetíveis no campo de temperatura do interior da Terra. As vantagens de utilizar as medições da temperatura nos furos para estudos de variações climáticas residem essencialmente na grande cobertura espacial, na homogeneidade dos dados e no facto de a Terra funcionar como um filtro. As principais desvantagens resultam do decréscimo de resolução à medida que a profundidade aumenta e as fontes de perturbação que podem produzir alterações idênticas no campo de temperatura semelhantes às produzidas pelas variações climáticas (Beltrami 1992). Neste momento é de todo o interesse esclarecer que quando se fala em variação climática está a considerar-se uma variação' da temperatura à superfície e como esta é controlada pela temperatura do ar então pode funcionar como indicador duma variação do clima (Wang et al.,l992). Atualmente um motivo de preocupação quer para os cientistas quer para o cidadão comum é o recente aquecimento global do planeta. Inicialmente pensava-se que tal facto era devido à quantidade de gases (tóxicos ou não) que todos os dias são lançados na atmosfera e que 'podem ter repercussões a nível climático. Mas será que existe uma correlação de causa e efeito entre as variações climáticas e o teor de gases (o CO2 aumentou 20% e o CI-14 aumentou 50% no último século (Beltramí and Chapman, 1994)) que provocam o efeito de estufa na atmosfera? Ou esta não passa de meta coincidência estatística? Hoje em dia o número de adeptos desta hipótese tem aumentado dado que há evidências geológicas, botânicas e climáticas que indicam que ocorreu um aquecimento global do planeta há 11 ou 14 milhares de anos atrás, quando terminou a última glaciação. Desde então os períodos mais quentes têm alternado com os períodos mais frios. Mas qual o interesse em conhecer as condições climáticas que ocorreram há décadas, centenas e milhares de anos atrás? A resposta é simples: o facto de conhecer e compreender bem o clima no passado permite-nos compreender melhor o clima presente e fazer previsões climáticas para o futuro. Mas qual a precisão com que podemos conhecer as variações climáticas passadas e prever as futuras? Esta questão está intimamente relacionada com a precisão que se pode inferir as variações climáticas passadas. Estas podem ser estudadas por intermédio de vários métodos tais como o da cronologia dos anéis das árvores, o das concentrações isotópicas do nas massas geladas, e o da distribuição da temperatura em função da profundidade (T (z)) na Terra. O método da cronologia dos anéis das árvores dá-nos as alterações climáticas dum passado recente; é frequente aparecerem alterações nos anéis das árvores que não são provocadas por variações climáticas. O método isotópico dá-nos conta essencialmente das alterações pluviométricas ocorridas que estão geralmente associadas a variações do clima. Os perfis T (z) obtidos em furos dão-nos conta das alterações climáticas dum passado mais longínquo (centenas de anos) pelo que se torna difícil compará-los com registos da temperatura da atmosfera (relativamente recentes) e avaliar a ma precisão e a sua fidelidade. Recentemente têm sido feitos esforços significativos no sentido da utilização de dados de temperatura do subsolo para determinar a história das variações de temperatura à superfície no passado. Na verdade, as centenas de medições feitas em fi1ros espalhados pelo mundo podem fornecer um novo indicador das variações climáticas passadas. Quando se fala em variações climáticas o parâmetro a que é dado maior ênfase é o da variação das temperaturas médias da atmosfera (quer diurnas, anuais, seculares e, porque não, milenares). Mas como é que as temperaturas que ocorrem à superfície terrestre vão deixar “marcas” nas temperaturas registadas atualmente no interior da Terra? A resposta a esta questão é formulada com base na teoria geral da condução do calor em sólidos. Assim, implicitamente, está-se a admitir que as camadas mais superficiais da crosta terrestre, onde as variações climáticas passadas estão registadas, comportam-se como um sólido. Existem vários furos em Portugal Continental que já atingiram o equilíbrio térmico e em que foram feitas medições da temperatura em função da profundidade. Os dados utilizados neste trabalho já foram recolhidos, e encontram-se publicados em Almeida (1990). Os dados de temperatura foram tratados através do método de inversão dos mínimos quadrados no espaço funcional (Shen and Beck, 19921). O trabalho que me propus desenvolver tem a seguinte estrutura e está dividido em duas partes fundamentais. A primeira, de carácter mais teórico, descreve o enquadramento teórico do problema, e que é constituída por cinco capítulos: Propriedades térmicas da matéria; teoria da condução do calor; determinação da densidade do fluxo de calor (DFC); produção de calor e aplicação da teoria da condução do calor à Terra. A segunda parte corresponde à aplicação do método de inversão aos dados portugueses e é constituída por quatro capítulos: Métodos gerais de inversão e método adotado; dados obtidos; resultados obtidos na inversão; discussão dos resultados e conclusões.