Tudo o que você precisa saber sobre a órbita da Terra e as mudanças climáticas

A ciência climática é um negócio complicado, e entender até que ponto a mudança climática é causada pelo homem também requer uma compreensão dos poderosos ciclos naturais da Terra. Um desses ciclos naturais envolve a órbita da Terra e sua dança complicada com o sol.A primeira coisa que você precisa saber sobre a órbita da Terra e seu efeito nas mudanças climáticas é que as fases orbitais ocorrem ao longo de dezenas de milhares de anos, então as únicas tendências climáticas que os padrões orbitais podem ajudar a explicar são as de longo prazo. 1

Mesmo assim, olhar para os ciclos orbitais da Terra ainda pode oferecer uma perspectiva inestimável sobre o que está acontecendo no curto prazo. Mais notavelmente, você pode se surpreender ao saber que a tendência atual de aquecimento da Terra está acontecendo apesar de uma fase orbital relativamente fria. Portanto, é possível apreciar melhor o alto grau em que o aquecimento antropogênico deve estar ocorrendo em contraste.

Não é tão simples quanto você imagina

Muitas pessoas podem se surpreender ao saber que a órbita da Terra ao redor do Sol é muito mais complicada do que os diagramas simples estudados nas salas de aula de ciências da infância. Por exemplo, há pelo menos três maneiras principais pelas quais a órbita da Terra varia ao longo dos milênios: sua excentricidade, sua obliquidade e sua precessão. 2 Onde a Terra está dentro de cada um desses ciclos tem um efeito significativo na quantidade de radiação solar — e, portanto, calor — à qual o planeta é exposto.

Confira este vídeo educativo imperdível para uma apresentação visual sobre a órbita complicada da Terra:

Excentricidade orbital da Terra

Ao contrário do que é retratado em muitos diagramas do sistema solar, a órbita da Terra ao redor do sol é elíptica, não perfeitamente circular. O grau de elipse orbital de um planeta é chamado de excentricidade. O que isso significa é que há épocas do ano em que o planeta está mais perto do sol do que em outras épocas. Obviamente, quando o planeta está mais perto do sol, ele recebe mais radiação solar.

O ponto em que a Terra passa mais próximo do Sol é chamado de periélio, e o ponto mais distante do Sol é chamado de afélio.

Acontece que a forma da excentricidade orbital da Terra varia ao longo do tempo de ser quase circular (baixa excentricidade de 0,0034) e levemente elíptica (alta excentricidade de 0,058). 3 Leva aproximadamente 100.000 anos para a Terra passar por um ciclo completo. 4 Em períodos de alta excentricidade, a exposição à radiação na Terra pode, consequentemente, flutuar mais violentamente entre os períodos de periélio e afélio. Essas flutuações são igualmente muito mais brandas em tempos de baixa excentricidade. Atualmente, a excentricidade orbital da Terra está em cerca de 0,0167, o que significa que sua órbita está mais próxima de estar em seu ponto mais circular.

Obliquidade axial da Terra

A maioria das pessoas sabe que as estações do planeta são causadas pela inclinação do eixo da Terra. Por exemplo, quando é verão no Hemisfério Norte e inverno no Hemisfério Sul, o Polo Norte da Terra está inclinado em direção ao sol. As estações são igualmente invertidas quando o Polo Sul está mais inclinado em direção ao sol.

O que muitas pessoas não percebem, no entanto, é que o ângulo de inclinação da Terra varia de acordo com um ciclo de 40.000 anos. 2 Essas variações axiais são chamadas de obliquidade do planeta.

Para a Terra, a inclinação do eixo varia entre 22,1 e 24,5 graus. Quando a inclinação está em um grau maior, as estações também podem ser mais severas. Atualmente, a obliquidade axial da Terra está em cerca de 23,5 graus — aproximadamente no meio do ciclo — e está em uma fase decrescente.

Precessão da Terra

Talvez a mais complicada das variações orbitais da Terra seja a da precessão. Basicamente, como a Terra oscila em seu eixo, a estação específica que ocorre quando a Terra está no periélio ou afélio varia ao longo do tempo. Isso pode criar uma diferença profunda na severidade das estações, dependendo se você vive no Hemisfério Norte ou Sul. Por exemplo, se for verão no Hemisfério Norte quando a Terra estiver no periélio, então esse verão provavelmente será mais extremo. Em comparação, quando o Hemisfério Norte, em vez disso, experimenta o verão no afélio, o contraste sazonal será menos severo. A imagem a seguir pode ajudar a visualizar como isso funciona:

Este ciclo flutua em uma base de aproximadamente 21 a 26.000 anos. Atualmente, o solstício de verão no Hemisfério Norte acontece perto do afélio, então o Hemisfério Sul deve experimentar contrastes sazonais mais extremos do que o Hemisfério Norte, todos os outros fatores sendo iguais.

O que as mudanças climáticas têm a ver com isso?

Simplificando, quanto mais radiação solar bombardear a Terra em um dado momento, mais quente o planeta deve ficar. Então, o lugar da Terra em cada um desses ciclos deve ter um efeito mensurável nas tendências climáticas de longo prazo — e tem. Mas isso não é tudo. Outro fator tem a ver com qual hemisfério está recebendo o bombardeio mais pesado. Isso ocorre porque a terra se aquece mais rápido do que os oceanos, e o Hemisfério Norte é coberto por mais terra e menos oceano do que o Hemisfério Sul.

Também foi demonstrado que as mudanças entre os períodos glaciais e interglaciais na Terra estão mais relacionadas à severidade dos verões no Hemisfério Norte. 5 Quando os verões são amenos, neve e gelo suficientes permanecem durante toda a estação, mantendo uma camada glacial. Quando os verões são muito quentes, no entanto, mais gelo derrete no verão do que pode ser reposto no inverno.

Considerando tudo isso, podemos imaginar uma “tempestade orbital perfeita” para o aquecimento global: quando a órbita da Terra está em sua maior excentricidade, a obliquidade axial da Terra está em seu maior grau e o Hemisfério Norte está no periélio no solstício de verão.

Mas não é isso que vemos hoje. Em vez disso, o Hemisfério Norte da Terra atualmente experimenta seu verão em afélio, a obliquidade do planeta está atualmente na fase decrescente de seu ciclo, e a órbita da Terra está bem próxima de sua fase mais baixa de excentricidade. Em outras palavras, a posição atual da órbita da Terra deveria resultar em temperaturas mais baixas, mas em vez disso a temperatura média do planeta está aumentando. 6

Conclusão

A lição imediata em tudo isso é que deve haver mais na temperatura média da Terra do que pode ser explicado por fases orbitais. Mas uma lição secundária também espreita: o aquecimento global antropogênico, que os cientistas do clima acreditam esmagadoramente ser o principal culpado em nossa tendência atual de aquecimento, é pelo menos poderoso o suficiente no curto prazo para neutralizar uma fase orbital relativamente fria. 7 É um fato que deveria pelo menos nos fazer parar para considerar o profundo efeito que os humanos podem ter no clima, mesmo tendo como pano de fundo os ciclos naturais da Terra.