Um estudo do Scripps Institution of Oceanography da UC San Diego indica que a água derretida que flui sob as geleiras da Antártida acelera a perda de gelo. Este efeito, denominado descarga subglacial, poderá ter um impacto significativo nas previsões globais de aumento do nível do mar, especialmente se continuarem as elevadas emissões de gases com efeito de estufa.
Simulações mostraram que a água derretida que flui sob os glaciares da Antártida acelerou a subida do nível do mar em 15% até 2300, sugerindo que esta deveria ser tida em conta em projeções futuras.
Um novo estudo de modelagem do manto de gelo da Antártida realizado por cientistas do Scripps Institution of Oceanography da UC San Diego sugere que a água derretida que flui para o mar por baixo das geleiras da Antártica está fazendo com que elas percam gelo mais rapidamente.
As simulações do modelo sugerem que este efeito é suficientemente grande para dar um contributo significativo para a subida global do nível do mar em cenários de elevadas emissões de gases com efeito de estufa.
A perda extra de gelo causada por esta água derretida que flui para o mar a partir de baixo dos glaciares da Antártida não é actualmente contabilizada nos modelos que geram grandes projecções de aumento do nível do mar, como os do Painel Intergovernamental sobre Alterações Climáticas (IPCC). Se este processo se revelar um importante factor de perda de gelo em toda a camada de gelo da Antárctida, isso poderá significar que as actuais projecções subestimam o ritmo da subida global do nível do mar nas próximas décadas.
Implicações para as comunidades costeiras
“Saber quando e quanto o nível global do mar aumentará é fundamental para o bem-estar das comunidades costeiras”, disse Tyler Pelle, principal autor do estudo e pesquisador de pós-doutorado no Scripps. “Milhões de pessoas vivem em zonas costeiras baixas e não podemos preparar adequadamente as nossas comunidades sem projeções precisas da subida do nível do mar.”
Uma vista aérea da língua de gelo da geleira Denman, no leste da Antártida. Crédito: Jamin S. Greenbaum
O estudo, publicado em 27 de outubro em Avanços da Ciência e financiado pela National Science Foundation (NSF), NASA, e Cecil H. e Ida M. Green Foundation for Earth Sciences do Instituto de Geofísica e Física Planetária de Scripps, modelaram o recuo de duas geleiras na Antártida Oriental durante o ano 2300 sob diferentes cenários de emissões e projetaram suas contribuições para o mar aumento de nível. Ao contrário dos modelos anteriores do manto de gelo da Antártida, este incluiu a influência deste fluxo de água derretida desde debaixo dos glaciares até ao mar, o que é conhecido como descarga subglacial.
Previsões e descobertas do modelo
As duas geleiras em que o estudo se concentrou, chamadas Denman e Scott, juntas contêm gelo suficiente para causar quase 1,5 metros (5 pés) de aumento do nível do mar. Num cenário de emissões elevadas (cenário SSP5-8.5 do IPCC, que não pressupõe nenhuma nova política climática e apresenta CO 20% mais elevado2 emissões até 2100), o modelo descobriu que a descarga subglacial aumentou a contribuição dessas geleiras para o aumento do nível do mar em 15,7%, de 19 milímetros (0,74 polegadas) para 22 milímetros (0,86 polegadas) até o ano 2300.
Essas geleiras, que ficam próximas umas das outras, ficam no topo de uma fossa continental com mais de três quilômetros de profundidade; assim que o seu recuo atingir a encosta íngreme da trincheira, espera-se que a sua contribuição para a subida do nível do mar acelere dramaticamente. Com a influência adicional da descarga subglacial, o modelo descobriu que os glaciares recuaram para além deste limiar cerca de 25 anos antes do que sem ele.
“Acho que este artigo é um alerta para a comunidade de modelos. Isto mostra que não é possível modelar com precisão estes sistemas sem ter em conta este processo,” disse Jamin Greenbaum, co-autor do estudo e investigador do Instituto Scripps de Geofísica e Física Planetária.
Uma conclusão importante, para além do papel pouco estudado das descargas subglaciais na aceleração da subida do nível do mar, é a importância do que a humanidade fará nas próximas décadas para controlar as emissões de gases com efeito de estufa, disse Greenbaum. Os cenários de baixas emissões do modelo não mostraram os glaciares a recuar até à fossa e evitaram as contribuições descontroladas resultantes para a subida do nível do mar.
“Se há uma história apocalíptica aqui, não é uma descarga subglacial”, disse Greenbaum. “A verdadeira história do Juízo Final ainda são as emissões e a humanidade ainda é quem está com o dedo no botão.”
Compreendendo a descarga subglacial
Na Antártica, o degelo subglacial é gerado a partir do derretimento que ocorre onde o gelo fica na rocha continental. As principais fontes de calor que derrete o gelo em contato com o solo são a fricção da moagem do gelo na rocha e o calor geotérmico do interior da Terra que penetra através da crosta.
Pesquisas anteriores sugeriram que o degelo subglacial é uma característica comum das geleiras em todo o mundo e que está presente sob várias outras geleiras massivas da Antártida, incluindo a infame geleira Thwaites, na Antártica Ocidental.
Quando a descarga subglacial flui para o mar, acredita-se que acelere o derretimento da plataforma de gelo da geleira – uma longa língua flutuante de gelo que se estende para o mar além da última parte da geleira que ainda está em contato com o solo sólido (conhecida como aterramento). linha). Acredita-se que a descarga subglacial acelera o derretimento da plataforma de gelo e o recuo glacial, causando uma mistura oceânica que provoca calor adicional no oceano dentro da cavidade abaixo da plataforma de gelo flutuante de uma geleira. Este derretimento aprimorado da plataforma de gelo faz com que a geleira a montante acelere, o que pode levar ao aumento do nível do mar.
A noção de que a descarga subglacial causa derretimento adicional da plataforma de gelo é amplamente aceita na comunidade científica, disse Greenbaum. Mas não foi incluído nas projeções da subida do nível do mar porque muitos investigadores não tinham a certeza se o efeito do processo era suficientemente grande para aumentar a subida do nível do mar, principalmente porque os seus efeitos estão localizados em torno da plataforma de gelo do glaciar.
Pelle disse que a descarga subglacial chegou ao seu radar em 2021, quando ele e seus colegas observaram que a plataforma de gelo da geleira Denman, no leste da Antártida, estava derretendo mais rápido do que o esperado, dadas as temperaturas locais do oceano. Surpreendentemente, a plataforma de gelo do vizinho de Denman, o glaciar Scott, estava a derreter muito mais lentamente, apesar das condições oceânicas virtualmente idênticas.
Desafios de modelagem e pesquisas futuras
Para testar se a descarga subglacial poderia reconciliar as taxas de derretimento observadas nas plataformas de gelo de Denman e Scott, bem como se a água de degelo subglacial poderia acelerar o aumento do nível do mar, a equipe combinou modelos para três ambientes diferentes: o manto de gelo, o espaço entre o gelo lençóis e rochas, e o oceano.
Depois que os pesquisadores uniram os três modelos em um, eles executaram uma série de projeções até 2.300 usando um supercomputador da NASA.
As projeções apresentavam três cenários principais: um controlo que não apresentava aquecimento adicional dos oceanos, uma trajetória de baixas emissões (SSP1-2.6) e uma trajetória de emissões elevadas (SSP5-8.5). Para cada cenário, os investigadores criaram projeções com e sem o efeito dos níveis atuais de descarga subglacial.
As simulações do modelo revelaram que a adição de descarga subglacial reconciliou as taxas de derretimento observadas nas geleiras Denman e Scott. Quanto ao motivo pelo qual a geleira Scott estava derretendo muito mais lentamente do que Denman, Pelle disse que o modelo mostrou que “um forte canal de descarga subglacial drenou através da linha de aterramento da geleira Denman, enquanto um canal de descarga mais fraco drenou através da linha de aterramento da geleira Scott”. A força do canal de descarga em Denman, explicou Pelle, estava por trás de seu rápido derretimento.
Para o modelo de controlo e baixas emissões, as contribuições para a subida do nível do mar foram próximas de zero ou mesmo ligeiramente negativas, com ou sem descarga subglacial em 2300. Mas num cenário de emissões elevadas, o modelo descobriu que a descarga subglacial aumentou o nível do mar. aumentar a contribuição dessas geleiras de 19 milímetros (0,74 polegadas) para 22 milímetros (0,86 polegadas) em 2300.
No cenário de altas emissões que incluía descarga subglacial, as geleiras Denman e Scott recuaram para a trincheira de três quilômetros de profundidade abaixo delas em 2240, cerca de 25 anos antes do que nos modelos executados sem descarga subglacial. Uma vez que as linhas de aterramento das geleiras Denman e Scott recuam além da borda desta trincheira, sua contribuição anual para o aumento do nível do mar explode, atingindo um pico de 0,33 milímetros (0,01 polegada) por ano – aproximadamente metade do atual nível anual do mar. aumento da contribuição de todo o manto de gelo da Antártica.
Pelle disse que a inclinação acentuada da trincheira está por trás deste aumento explosivo na contribuição para o aumento do nível do mar. À medida que o glaciar recua encosta abaixo, a sua plataforma de gelo começa a perder placas de gelo cada vez mais espessas da sua borda frontal. Este processo de perda de gelo ultrapassa rapidamente a acumulação de gelo no interior da camada de gelo, causando ainda mais recuo glacial. Os pesquisadores referem-se a esse processo como “instabilidade do manto de gelo marinho” e pode promover a perda explosiva de gelo de geleiras como Denman e Scott.
Crédito: David Evans/O Mundo
Os pesquisadores referem-se à topografia, como a trincheira abaixo das geleiras Denman e Scott, como uma inclinação retrógrada e temem que isso crie um ciclo de feedback positivo pelo qual o recuo glacial gera mais recuo. Grandes áreas do manto de gelo da Antártica Ocidental, como Geleira Thwaitestambém têm declives retrógrados que, embora não sejam tão dramáticos como a trincheira Denman-Scott, contribuem para receios de uma instabilidade mais ampla do manto de gelo.
“O degelo subglacial foi inferido abaixo da maioria, senão de todas as geleiras da Antártica, incluindo as geleiras Thwaites, Pine Island e Totten”, disse Pelle. “Todos estes glaciares estão a recuar e a contribuir para a subida do nível do mar e estamos a mostrar que a descarga subglacial pode estar a acelerar o seu recuo. É urgente modelarmos essas outras geleiras para que possamos entender a magnitude do efeito que a descarga subglacial está tendo.”
Os pesquisadores por trás deste estudo estão fazendo exatamente isso. Pelle disse que estão em processo de apresentação de uma proposta de pesquisa para estender seu novo modelo a toda a camada de gelo da Antártida.
Futuras iterações do modelo também podem tentar acoplar o ambiente subglacial com o manto de gelo e os modelos oceânicos, para que a quantidade de água de degelo subglacial responda dinamicamente a esses outros fatores. Greenbaum disse que a versão atual do seu modelo manteve a quantidade de água de degelo subglacial constante ao longo da execução do modelo, e que fazê-lo responder dinamicamente ao ambiente circundante provavelmente tornaria o modelo mais fiel à vida.
“Isto também significa que os nossos resultados são provavelmente uma estimativa conservadora do efeito da descarga subglacial”, disse Greenbaum. “Dito isto, ainda não podemos dizer até que ponto a subida do nível do mar será acelerada por este processo – esperamos que não seja muito.”
Parte do próximo trabalho de campo de Greenbaum na Antártica, apoiado pela NSF e pela NASA, visa investigar diretamente os impactos do degelo subglacial nas camadas de gelo da Antártida Oriental e Ocidental. Em colaboração com a Divisão Antártica Australiana e o Instituto de Pesquisa Polar da Coreia, Greenbaum e seus colaboradores visitarão as plataformas de gelo das geleiras Denman e Thwaites na Antártica Oriental e Ocidental, respectivamente, em busca de evidências diretas de que água doce subglacial está sendo descarregada no oceano abaixo. plataformas de gelo das geleiras e contribuindo para o aquecimento.
Além de Pelle e Greenbaum, o estudo foi coautor de Christine Dow, do Universidade de WaterlooAdrian Jenkins da Northumbria University e Mathieu Morlighem do Dartmouth College.
