Água derretida e lama acumuladas na plataforma de gelo Tracy Tremenchus, que deságua no Oceano Antártico. Crédito: Contém dados modificados do Copernicus Sentinel (2018), processados por Rebecca Dell
Pesquisadores da Universidade de Cambridge usaram inteligência artificial para mapear a distribuição da lama nas plataformas de gelo da Antártica, descobrindo que ela representa 57% de toda a água do degelo.
Essa descoberta é significativa, pois a lama absorve mais calor solar em comparação ao gelo e à neve, o que pode levar ao aumento da instabilidade da plataforma de gelo e à elevação acelerada do nível do mar. Essa lama é frequentemente ignorada em modelos climáticos, o que pode subestimar seu impacto nos processos de fratura e derretimento da plataforma de gelo.
Compreendendo o papel da lama no degelo da Antártica
A lama – neve encharcada de água – representa mais de metade de toda a água derretida nas plataformas de gelo da Antártica durante o auge do verão, mas é mal contabilizada nos modelos climáticos regionais.
Pesquisadores liderados pela Universidade de Cambridge usaram técnicas de inteligência artificial para mapear a lama nas plataformas de gelo da Antártica e descobriram que 57% de toda a água derretida é mantida na forma de lama, com o restante em lagoas e lagos superficiais.
Água derretida acumulada e lama na plataforma de gelo de Bach. Crédito: Contém dados modificados do Copernicus Sentinel (2023), processados por Rebecca Dell
À medida que o clima aquece, mais água derretida é formada na superfície das plataformas de gelo, o gelo flutuante que rodeia a Antártida, que funciona como um contraforte contra o gelo glaciar do interior. O aumento do degelo pode levar à instabilidade ou ao colapso da plataforma de gelo, o que por sua vez leva ao aumento do nível do mar.
Os investigadores também descobriram que a lama e a água derretida acumulada levam a 2,8 vezes mais formação de água derretida do que o previsto pelos modelos climáticos padrão, uma vez que absorve mais calor do sol do que o gelo ou a neve. Os resultados, divulgados hoje (27 de junho) na revista Geociências da Naturezapoderá ter implicações profundas na estabilidade da plataforma de gelo e na subida do nível do mar.
Avanços no mapeamento de água derretida e lama
A cada verão, conforme o clima esquenta, a água se acumula nas superfícies das plataformas de gelo flutuantes da Antártida. Pesquisas anteriores mostraram que lagos de água derretida na superfície podem contribuir para a fratura e o colapso da plataforma de gelo, pois o peso da água pode fazer com que o gelo se dobre ou quebre. No entanto, o papel da lama na estabilidade da plataforma de gelo é mais difícil de determinar.
“Podemos usar imagens de satélite para mapear lagos de água derretida em grande parte da Antártida, mas é difícil mapear lama, porque se parece com outras coisas, como sombras de nuvens, quando vista de um satélite”, disse a autora principal, Dra. Instituto Scott Polar de Pesquisa de Cambridge (SPRI). “Mas usar aprendizado de máquina técnicas, podemos ir além do que o olho humano pode ver e obter uma imagem mais clara de como a neve derretida pode estar afetando o gelo na Antártida.”
Água derretida acumulada e lama na plataforma de gelo Nivlisen. Crédito: Contém dados modificados do Copernicus Sentinel (2020), processados por Rebecca Dell
Usando dados ópticos de
NASA
Com o satélite Landsat 8 da NASA, os pesquisadores de Cambridge, trabalhando com pesquisadores da Universidade do Colorado Boulder e da Universidade de Tecnologia de Delft, treinaram um modelo de aprendizado de máquina para obter registros mensais de lagos de lama e água derretida em 57 plataformas de gelo da Antártida entre 2013 e 2021.
“O aprendizado de máquina nos permite usar mais informações do satélite, já que ele pode trabalhar com mais comprimentos de onda de luz do que o olho humano pode ver”, disse Dell. “Isso nos permite determinar o que é e o que não é lama, e então podemos treinar o modelo de aprendizado de máquina para identificá-lo rapidamente em todo o continente.”
“Estamos interessados em saber quanta lama está presente durante o verão antártico e como ela mudou ao longo do tempo”, disse o co-autor Professor Ian Willis, também do SPRI.
Implicações para modelos climáticos
Utilizando o seu modelo de aprendizagem automática, os investigadores descobriram que, no pico do verão antártico, em janeiro, mais de metade (57%) de toda a água derretida nas plataformas de gelo da Antártica é mantida em lama, com os restantes 43% em lagos de água derretida.
“Esta lama nunca foi mapeada em grande escala em todas as grandes plataformas de gelo da Antártida, por isso mais de metade de toda a água derretida à superfície foi ignorada até agora”, disse Dell. “Isso é potencialmente significativo para o processo de hidrofratura, onde o peso da água do degelo pode criar ou ampliar fraturas no gelo.”
O degelo afeta a estabilidade das plataformas de gelo flutuantes que margeiam a costa antártica. À medida que o clima aquece e as taxas de derretimento na Antártida aumentam, a água do degelo – seja na forma de lagos ou de lama – pode entrar em fissuras no gelo, fazendo com que estas fiquem maiores. Isto pode causar fraturas na plataforma de gelo e causar o colapso de plataformas de gelo vulneráveis, o que, por sua vez, permitiria que o gelo das geleiras interiores se derramasse no oceano e contribuísse para o aumento do nível do mar.
“Como a lama é mais sólida do que a água do degelo, ela não causará hidrofratura da mesma forma que a água de um lago, mas é definitivamente algo que precisamos considerar ao tentar prever como ou se as plataformas de gelo entrarão em colapso”, disse Willis.
Além das implicações potenciais da lama na hidrofratura, ela também tem um grande efeito nas taxas de fusão. Como a lama e os lagos são menos brancos que a neve ou o gelo, eles absorvem mais calor do sol, causando mais derretimento da neve. Este derretimento extra não é atualmente contabilizado nos modelos climáticos, o que pode levar a subestimações nas projeções do derretimento das camadas de gelo e da estabilidade da plataforma de gelo.
“Fiquei surpreso que esta água derretida tenha sido tão mal contabilizada nos modelos climáticos”, disse Dell. “Nosso trabalho como cientistas é reduzir a incerteza, por isso queremos sempre melhorar nossos modelos para que sejam tão precisos quanto possível.”
Previsões futuras
“No futuro, é provável que locais na Antártica que atualmente não têm água ou lama comecem a mudar”, disse Willis. “À medida que o clima continua a aquecer, ocorrerá mais derretimento, o que poderá ter implicações na estabilidade do gelo e na subida do nível do mar.”
A pesquisa foi apoiada em parte pela Agência Espacial Europeia e o Natural Environment Research Council (NERC), parte da UK Research and Innovation (UKRI). Rebecca Dell é membro do Trinity Hall, Cambridge.
