Nova descoberta sinaliza rápida decadência na geleira antártica

Uma cavidade gigantesca – dois terços da área de Manhattan e quase 300 metros de altura – crescendo na parte inferior do Geleira Thwaites na Antártica Ocidental é uma das várias descobertas perturbadoras relatadas em um novo NASAestudo conduzido pela geleira em desintegração. As descobertas destacam a necessidade de observações detalhadas da parte inferior das geleiras antárticas para calcular a rapidez com que o nível global do mar aumentará em resposta às mudanças climáticas.

Os pesquisadores esperavam encontrar algumas lacunas entre o gelo e a rocha no fundo de Thwaites, por onde a água do oceano poderia fluir e derreter a geleira por baixo. O tamanho e a taxa de crescimento explosiva do buraco recém-descoberto, no entanto, surpreenderam-nos. É grande o suficiente para conter 14 bilhões de toneladas de gelo, e a maior parte desse gelo derreteu nos últimos três anos.

“Há anos que suspeitamos que o Thwaites não estava firmemente preso à rocha subjacente”, disse Eric Rignot, da Universidade da Califórnia, em Irvine, e do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, em Pasadena, Califórnia. Rignot é coautor do novo estudo, que foi publicado hoje em Avanços da Ciência. “Graças a uma nova geração de satélites, podemos finalmente ver os detalhes”, disse ele.

A cavidade foi revelada por um radar de penetração no gelo na Operação IceBridge da NASA, uma campanha aérea iniciada em 2010 que estuda as conexões entre as regiões polares e o clima global. Os pesquisadores também usaram dados de uma constelação de radares espaciais italianos e alemães de abertura sintética. Esses dados de altíssima resolução podem ser processados ​​por uma técnica chamada interferometria de radar para revelar como a superfície do solo abaixo se moveu entre as imagens.

“(O tamanho de) uma cavidade sob uma geleira desempenha um papel importante no derretimento”, disse o principal autor do estudo, Pietro Milillo, da JPL. “À medida que mais calor e água entram sob a geleira, ela derrete mais rápido.”

Mudanças na altura da superfície na linha de aterramento da Geleira Thwaites, 2011 a 2017, com áreas de afundamento em vermelho e áreas de subida em azul. A cavidade crescente (massa vermelha, centro) causou o maior afundamento. A área manchada (canto inferior esquerdo) é o local de partos extensos. Os contornos mostram a topografia rochosa. Crédito: NASA/JPL-Caltech

Os modelos numéricos de mantos de gelo usam uma forma fixa para representar uma cavidade sob o gelo, em vez de permitir que a cavidade mude e cresça. A nova descoberta implica que esta limitação provavelmente faz com que esses modelos subestimem a rapidez com que Thwaites está a perder gelo.

Mais ou menos do tamanho da Flórida, a geleira Thwaites é atualmente responsável por aproximadamente 4% do aumento global do nível do mar. Ele contém gelo suficiente para elevar o oceano mundial em pouco mais de 65 centímetros e impede as geleiras vizinhas que aumentariam o nível do mar em mais 2,4 metros se todo o gelo fosse perdido.

Thwaites é um dos lugares mais difíceis de alcançar na Terra, mas está prestes a se tornar mais conhecido do que nunca. A Fundação Nacional de Ciência dos EUA e o Conselho Nacional de Pesquisa Ambiental Britânico estão montando um projeto de campo de cinco anos para responder às questões mais críticas sobre seus processos e características. A Colaboração Internacional para o Glaciar Thwaites iniciará as suas experiências de campo no verão do Hemisfério Sul de 2019-20.

Como os cientistas medem a perda de gelo

Não há como monitorar as geleiras antárticas a partir do nível do solo a longo prazo. Em vez disso, os cientistas usam dados de satélite ou de instrumentos aéreos para observar características que mudam à medida que uma geleira derrete, como a velocidade do fluxo e a altura da superfície.

Outra característica mutável é a linha de ancoragem de uma geleira – o local próximo à borda do continente onde ela se eleva do leito e começa a flutuar na água do mar. Muitas geleiras da Antártida se estendem por quilômetros além de suas linhas de ancoragem, flutuando sobre o oceano aberto.

Assim como um barco encalhado pode flutuar novamente quando o peso da sua carga é removido, uma geleira que perde peso de gelo pode flutuar sobre a terra onde costumava ficar presa. Quando isso acontece, a linha de aterramento recua para o interior. Isso expõe mais a parte inferior de uma geleira à água do mar, aumentando a probabilidade de que sua taxa de derretimento acelere.

Uma retirada irregular

Para Thwaites, “estamos descobrindo diferentes mecanismos de recuo”, disse Millilo. Diferentes processos em várias partes dos 160 quilómetros de comprimento da frente do glaciar estão a colocar as taxas de recuo da linha de ancoragem e de perda de gelo fora de sincronia.

A enorme cavidade está sob o tronco principal da geleira, no seu lado ocidental – o lado mais distante da Península Antártica Ocidental. Nesta região, à medida que a maré sobe e desce, a linha de encalhe recua e avança através de uma zona de cerca de 3 a 5 quilómetros (2 a 3 milhas). A geleira vem se desprendendo de uma crista na rocha a uma taxa constante de cerca de 0,4 a 0,5 milhas (0,6 a 0,8 quilômetros) por ano desde 1992. Apesar dessa taxa estável de recuo da linha de aterramento, a taxa de derretimento neste lado da a geleira é extremamente alta.

“No lado leste da geleira, o recuo da linha de aterramento ocorre através de pequenos canais, talvez com um quilômetro de largura, como dedos que se estendem por baixo da geleira para derretê-la por baixo”, disse Milillo. Naquela região, a taxa de recuo da linha de aterramento dobrou de cerca de 0,4 milhas (0,6 quilômetros) por ano, de 1992 a 2011, para 0,8 milhas (1,2 quilômetros) por ano, de 2011 a 2017. Mesmo com esse recuo acelerado, no entanto, as taxas de derretimento deste lado da geleira são mais baixos do que no lado oeste.

Estes resultados destacam que as interações gelo-oceano são mais complexas do que se entendia anteriormente.

Milillo espera que os novos resultados sejam úteis para os investigadores da International Thwaites Glacier Collaboration enquanto se preparam para o seu trabalho de campo. “Tais dados são essenciais para que as partes no terreno se concentrem nas áreas onde está a ação, porque a linha de aterramento está a recuar rapidamente com padrões espaciais complexos”, disse ele.

“Compreender os detalhes de como o oceano derrete esta geleira é essencial para projetar o seu impacto no aumento do nível do mar nas próximas décadas”, disse Rignot.

Referência: “Recuo heterogêneo e derretimento do gelo da geleira Thwaites, Antártica Ocidental.” por P. Milillo, E. Rignot, P. Rizzoli, B. Scheuchl, J. Mouginot, Bueso-Bello e P. Prats-Iraola, 30 de janeiro de 2019, Avanços da Ciência.
DOI: 10.1126/sciadv.aau3433