Uma equipe liderada por glaciologistas da UC Irvine usou dados de radar de satélite para reconstruir o impacto do aumento da água quente do oceano em uma zona de aterramento que se estende por vários quilômetros abaixo da geleira Thwaites, na Antártica Ocidental. A pesquisa, tema de artigo publicado em PNAS, ajudará os modeladores climáticos a obter projeções mais precisas do aumento do nível do mar resultante do derretimento das geleiras que terminam nos oceanos em todo o mundo. Crédito: NASA/James Yungel
Dados de radar de satélite mostram intrusão substancial de água do mar sob a Antártica Geleira Thwaitesfazendo com que o gelo suba e desça.
Usando dados de radar de satélite de alta resolução, uma equipe de glaciologistas liderada por pesquisadores da Universidade da Califórnia, em Irvine, descobriu evidências da intrusão de água do mar quente e de alta pressão, muitos quilômetros abaixo do gelo da geleira Thwaites, na Antártida Ocidental. Este glaciar é frequentemente referido como o “Glaciar do Juízo Final” devido ao seu papel crítico no potencial aumento global do nível do mar e às implicações catastróficas que tal aumento teria em todo o mundo. Este apelido reflecte o vasto tamanho do glaciar e a sua significativa taxa de derretimento, que os cientistas acreditam que poderia contribuir substancialmente para a subida do nível do mar se colapsasse ou derretesse totalmente.
A equipa liderada pela UC Irvine disse que o contacto generalizado entre a água do oceano e o glaciar – um processo que é replicado em toda a Antárctida e na Gronelândia – provoca um “derretimento vigoroso” e pode exigir uma reavaliação das projecções globais de aumento do nível do mar. Seu estudo foi publicado em 20 de maio em Anais da Academia Nacional de Ciências,
Dados e Observações
Os glaciologistas confiaram em dados recolhidos de março a junho de 2023 pela missão de satélite comercial ICEYE da Finlândia. Os satélites ICEYE formam uma “constelação” em órbita polar ao redor do planeta, usando o InSAR – radar interferômetro de abertura sintética – para monitorar persistentemente as mudanças na superfície da Terra. Muitas passagens de uma espaçonave em uma área pequena e definida geram resultados de dados suaves. No caso deste estudo, mostrou a ascensão, queda e curvatura da geleira Thwaites.
“Esses dados do ICEYE forneceram uma série de observações diárias de longo prazo, em estreita conformidade com os ciclos de marés”, disse o autor principal Eric Rignot, professor de ciência do sistema terrestre da UC Irvine. “No passado, tínhamos alguns dados disponíveis esporadicamente e, apenas com essas poucas observações, era difícil descobrir o que estava a acontecer. Quando temos uma série temporal contínua e comparamos isso com o ciclo das marés, vemos a água do mar entrando na maré alta e recuando e, às vezes, subindo mais abaixo da geleira e ficando presa. Graças à ICEYE, começamos a testemunhar esta dinâmica das marés pela primeira vez.”
Captura de tela de uma visão 3D do movimento das marés da Geleira Thwaites, Antártica Ocidental, registrada pela constelação ICEYE Synthetic Aperture Radar (SAR) com base em imagens adquiridas em 11, 12 e 13 de maio de 2023. Os níveis de contorno são contornos topográficos do leito a 50 m intervalo. Cada ciclo de cor da franja interferométrica é uma mudança de fase de 360 graus, equivalente a um deslocamento de 1,65 cm na distância da linha de visão da superfície do gelo. O interferograma é sobreposto a uma imagem Landsat 9 adquirida em fevereiro de 2023. Neste estudo, mostramos que o limite de flexão das marés varia em quilômetros ao longo do ciclo das marés, indicando que a água do mar pressurizada é capaz de penetrar sob o gelo no solo ao longo de quilômetros e definir vigorosas troca de calor com a base da geleira. No lado direito da tela, um padrão de olho de boi separado indica a intrusão de água do mar se propagando por mais 6 km além de uma crista protetora, indicando que o recuo da geleira ainda está em andamento, a um quilômetro por ano neste setor crítico da Antártica. Crédito: Eric Rignot/UC Irvine
Observações Avançadas de Satélite
O Diretor de Análise da ICEYE, Michael Wollersheim, coautor, disse: “Até agora, alguns dos processos mais dinâmicos da natureza eram impossíveis de observar com detalhes ou frequência suficientes para nos permitir compreendê-los e modelá-los. Observar esses processos a partir do espaço e usar imagens de radar de satélite, que fornecem medições InSAR com precisão centimétrica e frequência diária, representa um avanço significativo.”
Rignot disse que o projeto ajudou ele e seus colegas a desenvolver uma melhor compreensão do comportamento da água do mar na parte inferior da geleira Thwaites. Ele disse que a água do mar que chega à base da camada de gelo, combinada com a água doce gerada pelo fluxo geotérmico e pela fricção, acumula-se e “tem que fluir para algum lugar”. A água é distribuída através de condutos naturais ou acumulada em cavidades, criando pressão suficiente para elevar a camada de gelo.
“Há locais onde a água está quase à pressão do gelo sobrejacente, por isso é necessária apenas um pouco mais de pressão para empurrar o gelo para cima”, disse Rignot. “A água é então comprimida o suficiente para levantar uma coluna de mais de 800 metros de gelo.”
E não é qualquer água do mar. Durante décadas, Rignot e os seus colegas têm vindo a recolher provas do impacto das alterações climáticas nas correntes oceânicas, que empurram a água do mar mais quente para as costas da Antártida e outras regiões polares geladas. As águas profundas circumpolares são salgadas e têm um ponto de congelamento mais baixo. Enquanto a água doce congela a zero graus Celsiusa água salgada congela a menos dois graus, e essa pequena diferença é suficiente para contribuir para o “derretimento vigoroso” do gelo basal, conforme encontrado no estudo.
Impacto no aumento do nível do mar e pesquisas futuras
Coautora Christine Dow, professora da Faculdade de Meio Ambiente da Universidade de Waterloo em Ontário, Canadá, disse: “Thwaites é o lugar mais instável da Antártida e contém o equivalente a 60 centímetros de aumento do nível do mar. A preocupação é que estejamos subestimando a velocidade com que a geleira está mudando, o que seria devastador para as comunidades costeiras em todo o mundo.”
Rignot disse que espera e espera que os resultados deste projeto estimulem mais pesquisas sobre as condições sob as geleiras da Antártida, exposições envolvendo robôs autônomos e mais observações por satélite.
“Há muito entusiasmo por parte da comunidade científica em ir a estas regiões polares remotas para recolher dados e construir a nossa compreensão do que está a acontecer, mas o financiamento está atrasado”, disse ele. “Operamos com o mesmo orçamento em 2024 em dólares reais que tínhamos na década de 1990. Precisamos de aumentar a comunidade de glaciologistas e oceanógrafos físicos para resolver estes problemas de observação mais cedo ou mais tarde, mas neste momento ainda estamos a escalar o Monte Everest com ténis.”
Conclusão e implicações para modelagem
No curto prazo, Rignot, que também é cientista sênior de projetos na NASALaboratório de Propulsão a Jato (JPL), disse que este estudo proporcionará um benefício duradouro para a comunidade de modelagem de mantos de gelo.
“Se colocarmos este tipo de interação oceano-gelo em modelos de mantos de gelo, espero que seremos capazes de fazer um trabalho muito melhor na reprodução do que aconteceu no último quarto de século, o que levará a um maior nível de confiança no nosso projeções”, disse ele. “Se pudéssemos adicionar este processo descrito no artigo, que não está incluído na maioria dos modelos atuais, as reconstruções do modelo deveriam corresponder muito melhor às observações. Seria uma grande vitória se conseguíssemos isso.”
Dow acrescentou: “No momento não temos informações suficientes para dizer, de uma forma ou de outra, quanto tempo falta para que a intrusão da água do oceano seja irreversível. Ao melhorar os modelos e concentrar a nossa investigação nestes glaciares críticos, tentaremos fixar estes números pelo menos durante décadas ou séculos. Este trabalho ajudará as pessoas a se adaptarem às mudanças nos níveis dos oceanos, além de focar na redução das emissões de carbono para evitar o pior cenário.”
Rignot, Dow e Wollershiem se juntaram neste projeto a Enrico Ciraci, especialista assistente em ciência do sistema terrestre da UC Irvine e bolsista de pós-doutorado da NASA; Bernd Scheuchl, pesquisador da UC Irvine em ciência do sistema terrestre; e Valentyn Tolpekin da ICEYE. A ICEYE está sediada na Finlândia e opera em cinco locais internacionais, incluindo os Estados Unidos. A pesquisa recebeu apoio financeiro da NASA e da National Science Foundation.
