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).

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 mínimo de Maunder? 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).

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...)

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).

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?

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.

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.

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.