A subida do nível do mar é um fenômeno físico e geológico que ocorreu várias vezes ao longo da história da Terra, enquanto em outras ocasiões o mar teve seu nível rebaixado. São muitos e complexos os fatores que podem influenciar este tipo de variação, entre eles mudanças no clima e o movimento das placas tectônicas. No último século o nível do mar tem se elevado outra vez por consequência do aquecimento global, que esquenta as águas e provoca a sua expansão térmica, fazendo-as aumentar em volume. Outro efeito do aquecimento é o derretimento dos gelos montanhosos e polares, que adicionam mais água líquida aos mares. São estes os dois principais fatores diretos que ocasionam a atual subida do nível do mar. As projeções do IPCC, que é a maior autoridade em aquecimento global, indicam uma elevação máxima de cerca de 1 metro até 2100, mas seus estudos têm sido considerados conservadores demais por um crescente grupo de pesquisadores independentes, e é possível que a elevação seja substancialmente maior.
Como as águas respondem com lentidão ao calor absorvido, a expansão térmica é um processo que leva muito tempo para estabilizar, e é também incontrolável. Por isso o mar vai continuar a subir ao logo do século XXI mesmo se as causas do aquecimento global forem interrompidas imediatamente, pois uma grande quantidade de calor já foi absorvida pelos oceanos mas eles ainda não responderam em termos de expansão volumétrica. Se aquelas causas não forem interrompidas, o mar continuará subindo. As consequências deste fenômeno são múltiplas, graves e extensas, e são irreversíveis na perspectiva do futuro próximo. Entre as principais contam-se a erosão costeira, destruindo estruturas construídas pelo homem e causando grande perturbação dos ecossistemas litorâneos terrestres e subaquáticos, com significativo prejuízo para a biodiversidade, e o alagamento em maior ou menos grau de todas as regiões litorâneas do mundo, onde se concentra grande parte da população humana, atingindo com mais intensidade as costas baixas e muitas nações insulares, provocando a perda de terras cultiváveis, ecossistemas e cidades, forçando migrações em massa — que serão inevitáveis —, aumentando a vulnerabilidade a tempestades, gerando insegurança social e alimentar, e salgando aquíferos potáveis, entre outros efeitos. Além disso, a subida do mar interage com numerosas outras ameaças ambientais, amplificando seus impactos negativos e gerando outros.
Aspectos gerais Nivel eustático e nível local do mar O nível local médio do mar (NLMM) é definido como sendo o valor médio da altura do mar em relação a um referencial terrestre, durante um período de tempo (um mês ou um ano, por exemplo) suficientemente longo para que as variações causadas pelas ondas e pelas marés possam ser suavizadas. Devem fazer-se ajustamentos a alterações detectadas no NLMM para descontar os efeitos de possíveis movimentos verticais da terra, que podem ser da mesma ordem (mm/ano) que as mudanças no nível do mar. Alguns movimentos de terra ocorrem devido ao movimento isostático do manto ao derretimento de mantos de gelo no final da última era glacial. O peso do manto de gelo deprime o terreno subjacente, e quando o gelo derrete, a terra vagarosamente regressa à sua posição anterior à deposição do gelo (ressalto isostático). O NLMM pode também ser afetado pela pressão atmosférica, correntes marítimas e mudanças locais na temperatura do oceano.
A mudança eustática (contrariamente à mudança local) resulta numa alteração global dos níveis do oceanos, tais como variação do volume de água dos oceanos do mundo ou do volume de bacias oceânicas.
Variações a longo prazo Muitos fatores afetam o volume ou a massa do oceano, conduzindo a mudanças de longo prazo no nível eustático do mar. As duas influências principais são a temperatura, porque o volume de água se expande á medida que sobe a températura, um efeito chamado expansão térmica, e a massa da água retida na terra e no mar, sob a forma de água doce em rios, lagos, geleiras, calotas de gelo polar e gelo marinho. À escala de tempo geológico as mudanças nas formas das bacias oceânicas e na distribuição de terra/mar afetam também o nível do mar. Todas as formas de água congelada, tanto sobre a terra quanto sobre os oceanos, têm se reduzido no último século, e a tendência é que as perdas de gelo se acelerem. Além disso, os depósitos de água líquida do subsolo e da superfície também têm sido reduzidos pelo consumo humano.
Glaciares e calotas polares
Em cada ano, cerca de 8 mm de água da superfície inteira dos oceanos cai na Antártica e na Gronelândia sob a forma de neve. Se o gelo não retornasse aos oceanos, o nível do mar diminuíria 8 mm a cada ano. A diferença entre o gelo que se acumula e o gelo que derrete é chamada de balanço de massa, e é importante por fazer variar o nível do mar em termos globais. Todavia, o balanço de massa no último século tem sido negativo, significando que a água que se acumula nos polos sob a forma de gelo ou neve tem sido menor que a quantidade que tem derretido.
Plataformas de gelo flutuam na superfície do mar e, se derretem, não alteram diretamente o nível do oceano, do mesmo modo, o derretimento da calota de gelo polar norte, que é composta de blocos de gelo flutuantes, não contribuiria significantemente para a elevação do nível dos oceanos. Por serem constituídas por água doce, seu derretimento causaria um pequeno aumento nos níveis do mar, tão pequeno que geralmente é desprezado. Todavia, o derretimento das plataformas de gelo é acompanhado pelo derretimento dos mantos de gelo na Gronelândia e Antártida, que se localizam sobre terra firme, e que ampliariam significativamente o nível do mar se deslizassem para o oceano e derretessem completamente.
História A Terra atravessou em sua longa história muitas mudanças geológicas, e em certos períodos tornou-se mais quente do que é hoje. Calcula-se, através de registros paleográficos, que ao longo dos últimos 3 milhões de anos o nível do mar chegou a estar mais de 5 metros acima do atual, quando a Terra tinha uma temperatura média de cerca de 2º C superior.IPCC [Church, J.A. et al.]. "Sea Level Change". In: [Stocker, T.F. et al. (eds.)]. Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, 2013
Entretanto, neste longo período ocorreram variações de temperatura, incluindo esfriamentos significativos, causando as glaciações, quando foram formadas espessas capas de gelos sobre vastas regiões da Terra, que absorveram grandes quantidades de água dos mares reduzindo expressivamente o seu nível. Quando o clima voltou a aquecer e todo este gelo derreteu, em torno de 10 mil anos atrás, o nível do mar subiu cerca de 130 metros. A maior parte desta subida ocorreu antes de há 6 000 anos. Desde há 3 000 anos até ao início do século XIX o nível do mar manteve-se praticamente constante, subindo entre 0.1 e 0.2 mm/ano, mostrando uma pequena variabilidade.UNESCO. Sea-level Rise and Variability: A summary for policy makers, 2010. A medição do nível do mar é tarefa de grande complexidade, só iniciou no fim do século XIX e somente há pouco tempo têm sido desenvolvidos métodos mais confiáveis.
A elevação recente
A recente subida do nível do mar é resultado do aquecimento global através de dois processos principais: expansão da água do mar devida ao aquecimento dos oceanos, desencadeando a sua expansão térmica, e o derretimento de massas de gelo. Global Climate Change. Sea Level. NASA's Jet Propulsion Laboratory. O aquecimento da água tem sido responsável até agora por cerca de 40% da elevação total, mas essa proporção poderá mudar futuramente com a variação da contribuição do derretimento dos gelos. O IPCC calcula que a taxa de elevação média entre 1901 e 2010 foi de 1,7 milímetros (mm) ao ano, com uma faixa de variação de 1,5 a 1,9 mm. A elevação total neste intervalo foi calculada em 19 centímetros. Porém, nas últimas décadas a velocidade de elevação tem aumentado. Entre 1993 e 2010 a taxa foi maior do que 3,2 mm por ano, com uma faixa de variação de 2,8 a 3,6 mm.
Os mares absorveram mais de 90% do calor acumulado na Terra nas últimas décadas, e isso tem impedido que o aquecimento atmosférico fosse ainda maior do que o observado. O calor tem ficado estocado principalmente na camada superficial, que vai até 700 metros de profundidade, mas as camadas mais profundas já dão mostras de algum aquecimento. A distribuição do calor entre as camadas de água depende de diversas variáveis, como o comportamento das correntes marinhas e a variação na salinidade, que também são afetadas pelo aquecimento, criando uma rede intrincada de causas e efeitos em cascata que torna difícil a previsão exata da elevação futura.
O que se tem como certo é que se as emissões de gases estufa fossem interrompidas hoje, um estado de equilíbrio térmico do sistema — e por conseguinte a interrupção na elevação dos mares — só seria atingido daqui a centenas ou milhares de anos, sendo um processo de grande lentidão na resposta final aos agentes desencadeantes. A água tem uma grande inércia térmica, ou seja, ela demora para aquecer e expandir quando exposta a uma fonte de calor. Porém, uma vez desencadeado, o processo é incontrolável. Com a continuidade das emissões de gases estufa, que provocam o aquecimento global e que têm crescido sem cessar, a cada dia novas forças são ativadas, lançando cada vez mais para diante o equilíbrio do sistema e a interrupção da elevação. Desta forma, as previsões do IPCC são que a elevação prosseguirá ao longo de todo o século XXI e continuará até muito depois do ano 2100, e que provavelmente a velocidade da elevação aumentará em relação ao período de 1971 e 2010. Os modelos utilizados dão resultados bastante divergentes, mas todos apontam para uma elevação, que poderá ficar entre 26 e 98 centímetros em 2100.
Para além de 2100 os cenários se tornam muito incertos, mas algumas estimativas foram feitas. Se as emissões de gás carbônico não ultrapassarem o nível de 500 ppm, em 2300 o mar possivelmente não se elevará mais do que 1 metro. Se as emissões estancarem no nível de 700 ppm, a elevação possivelmente ficará entre 1 e 3 metros em 2300. Naturalmente, é difícil prever com exatidão o desenvolvimento futuro do fenômeno, pois ele depende de muitas variáveis, principalmente o comportamento da sociedade em relação à continuada emissão de gases estufa. Outro fator de incerteza é a dificuldade de prever como as capas de gelo sobre terra firme da Groelândia e da Antártida se comportarão frente aos diferentes níveis de aquecimento atmosférico, mas seu comportamento terá influência decisiva na evolução do nível do mar no longo prazo, uma vez que a quantidade de gelo que elas estocam é imensa. O IPCC projeta que se as emissões continuarem nos níveis atuais por muito tempo, causando uma elevação da temperatura média de 2 a 4º C, o aquecimento global tornará concreta a possibilidade de derretimento completo da camada de gelo da Groelândia nos próximos mil anos. Isso causaria uma elevação do mar de cerca de sete metros acima do nível atual. Se o gelo antártico também derreter completamente a elevação seria muito maior. Um derretimento completo do Polo Sul é pouco provável; contudo, alguns grandes setores da Antártida dão crescentes mostras de degelo, o que deve acrescentar uma elevação significativa, mas ainda não bem determinada, ao nível do mar nas próximas centenas de anos.