Gráfico renderizado do pouso do MARUM-MeBo70 no fundo do mar do Mar de Amundsen. Crédito: MARUM – Centro de Ciências Ambientais Marinhas, Universidade de Bremen / Martin Künsting
Novas descobertas indicam que a Antártida Oriental começou a glaciar há 34 milhões de anos, diferentemente da Antártida Ocidental, que permaneceu sem gelo por mais tempo. O estudo enfatiza diferenças regionais na resposta do gelo da Antártida às mudanças climáticas.
O aquecimento global deixou sua marca nas camadas de gelo da Antártida nos últimos anos. O gelo “eterno” na Antártida está derretendo mais rápido do que se supunha anteriormente, particularmente na Antártida Ocidental. A raiz para isso pode estar em sua formação, como uma equipe de pesquisa internacional liderada pelo Instituto Alfred Wegener descobriu agora: amostras de sedimentos de núcleos de perfuração combinadas com modelagem complexa de clima e camada de gelo mostram que a glaciação permanente da Antártida começou há cerca de 34 milhões de anos. No entanto, ela não abrangeu todo o continente como se supunha anteriormente, mas sim ficou confinada à região oriental do continente (Antártida Oriental). Foi somente pelo menos 7 milhões de anos depois que o gelo conseguiu avançar em direção às costas da Antártida Ocidental.
Os resultados do novo estudo mostram quão substancialmente diferente é a reação da Antártida Oriental e Ocidental à força externa, como descrevem os pesquisadores na prestigiosa revista Ciência.
RV Polarstern na baía interna de Pine Island. Crédito: British Antarctic Survey / R. La
O Início da Glaciação Antártica
Cerca de 34 milhões de anos atrás, o planeta Terra passou por uma das mudanças climáticas mais fundamentais que ainda influenciam as condições climáticas globais hoje: a transição de um mundo estufa, com nenhum ou muito pouco acúmulo de gelo continental, para um mundo casa de gelo, com grandes áreas permanentemente glaciadas. Durante esse tempo, a camada de gelo da Antártida se formou. Como, quando e, acima de tudo, onde, ainda não era conhecido devido à falta de dados e amostras confiáveis de regiões-chave, especialmente da Antártida Ocidental, que documentam as mudanças no passado.
Pesquisadores do Instituto Alfred Wegener, do Centro Helmholtz de Pesquisa Polar e Marinha (AWI) conseguiram agora fechar essa lacuna de conhecimento, juntamente com colegas do British Antarctic Survey, da Universidade de Heidelberg, da Universidade de Northumbria (Reino Unido) e do MARUM – Centro de Ciências Ambientais Marinhas da Universidade de Bremen, além de colaboradores das Universidades de Aachen, Leipzig, Hamburgo, Bremen e Kiel, bem como da Universidade da Tasmânia (Austrália). Colégio Imperial de Londres (Reino Unido), Université de Fribourg (Suíça), Universidad de Granada (Espanha), Leicester University (Reino Unido), Texas A&M University (EUA), Senckenberg am Meer e o Instituto Federal de Geociências e Recursos Naturais em Hanover, Alemanha.
Discussão do processo de perfuração na plataforma de perfuração do fundo do mar MARUM-MeBo70. Crédito: IODP / Thomas Ronge
Descobertas pioneiras de núcleos de perfuração
Com base em um núcleo de perfuração que os pesquisadores recuperaram usando a sonda de perfuração do fundo do mar MARUM-MeBo70 em um local na costa das geleiras Pine Island e Thwaites na costa do Mar de Amundsen, na Antártida Ocidental, eles conseguiram estabelecer a história do surgimento do continente gelado da Antártida pela primeira vez. Surpreendentemente, nenhum sinal da presença de gelo pode ser encontrado nesta região durante a primeira grande fase da glaciação da Antártida.
“Isso significa que uma primeira glaciação permanente e em larga escala deve ter começado em algum lugar na Antártida Oriental”, diz o Dr. Johann Klages, geólogo do AWI que liderou a equipe de pesquisa. Isso ocorre porque a Antártida Ocidental permaneceu sem gelo durante esse primeiro máximo glacial. Naquela época, ela ainda era amplamente coberta por densas florestas de folhas largas e um clima frio-temperado que impedia a formação de gelo na Antártida Ocidental.
O RV Polarstern em frente a um poderoso iceberg na Baía de Pine Island. Crédito: Alfred Wegener Institute / Johann
Diferentes reações da Antártida Oriental e Ocidental
Para entender melhor onde o primeiro gelo permanente se formou na Antártida, os modeladores paleoclimáticos do AWI combinaram os dados recentemente disponíveis com dados existentes sobre as temperaturas do ar e da água e a ocorrência de gelo.
“A simulação apoiou os resultados do núcleo único dos geólogos”, diz o Prof. Dr. Gerrit Lohmann, modelador paleoclimático do AWI. “Isso muda completamente o que sabemos sobre a primeira glaciação da Antártida.”
De acordo com o estudo, as condições climáticas básicas para a formação de gelo permanente prevaleceram apenas nas regiões costeiras da Terra de Victoria do Norte da Antártida Oriental. Aqui, massas de ar úmido atingiram as Montanhas Transantárticas fortemente crescentes – condições ideais para neve permanente e subsequente formação de calotas de gelo. De lá, a camada de gelo se espalhou rapidamente para o interior da Antártida Oriental.
Cena na sala de controle do MARUM-MeBo70 durante a perfuração do núcleo PS104_21-3. Crédito: IODP / Thomas Ronge
No entanto, levou algum tempo até que ele atingisse a Antártida Ocidental: “Só cerca de sete milhões de anos depois é que as condições permitiram o avanço de uma camada de gelo para a costa da Antártida Ocidental”, explica Hanna Knahl, uma modeladora paleoclimática do AWI. “Nossos resultados mostram claramente o quão frio ele teve que ficar antes que o gelo pudesse avançar para cobrir a Antártida Ocidental que, naquela época, já estava abaixo do nível do mar em muitas partes.”
O que as investigações também mostram de forma impressionante é quão diferentes as duas regiões da camada de gelo da Antártida reagem a influências externas e mudanças climáticas fundamentais. “Mesmo um leve aquecimento é suficiente para fazer o gelo na Antártida Ocidental derreter novamente – e é exatamente onde estamos agora”, acrescenta Johann Klages.
As descobertas da equipe de pesquisa internacional são críticas para entender a transição climática extrema do clima de estufa para o nosso atual clima de casa de gelo. Mais importante, o estudo também fornece novos insights que permitem que os modelos climáticos simulem com mais precisão como as áreas permanentemente glaciadas afetam a dinâmica climática global, ou seja, as interações entre gelo, oceano e atmosfera. Isso é de importância crucial, como diz Johann Klages: “Especialmente à luz do fato de que podemos estar enfrentando uma mudança climática tão fundamental novamente em um futuro próximo.”
Avanços tecnológicos na exploração da Antártida
Os pesquisadores conseguiram fechar essa lacuna de conhecimento com a ajuda de um núcleo de perfuração exclusivo que eles recuperaram durante a expedição PS104 no navio de pesquisa Polarstern na Antártida Ocidental em 2017. A sonda de perfuração MARUM-MeBo70 desenvolvida na MARUM em Bremen foi usada pela primeira vez na Antártida. O fundo do mar das geleiras Pine Island e Thwaites da Antártida Ocidental é tão duro que antes era impossível alcançar sedimentos profundos usando métodos de perfuração convencionais. O MARUM-MeBo70 tem uma cabeça de corte giratória, o que tornou possível perfurar cerca de 10 metros no fundo do mar e recuperar as amostras.
O projeto de pesquisa, e a expedição Polarstern PS104 em particular, foi financiado pelo AWI, MARUM, British Antarctic Survey e pelo Programa NERC UK-IODP.
