Um melhor acompanhamento dos declínios nas bordas dos mantos de gelo sugere que estimativas anteriores perderam 20% do derretimento. A investigação destaca o papel que a IA pode desempenhar na captura precisa do declínio dos glaciares.
Embora um novo estudo sobre a massa do manto de gelo da Gronelândia mostre que pesquisas anteriores subestimaram a perda de gelo em cerca de 20%, o que poderia levar a aumentos inesperados na subida do nível do mar, também trouxe boas notícias sobre os avanços tecnológicos utilizados para fazer tais medições. .
O estudo, publicado no mês passado na revista Nature, capta eficazmente a perda de gelo nas bordas dos glaciares onde se encontram com o mar. Os pesquisadores registraram manualmente as mudanças nas bordas do gelo e também treinaram algoritmos para rastrear o derretimento ao longo da fronteira onde a geleira encontra o mar.
Pesquisas anteriores se concentraram principalmente na captura do derretimento dentro de uma máscara de gelo fixa, um perímetro estabelecido, do manto de gelo, que muitas vezes não percebia os impactos notáveis do gelo que se separava das bordas do manto de gelo. A nova pesquisa indica que 1.000 gigatoneladas de gelo não foram contabilizadas nas estimativas anteriores.
Como as bordas mais baixas do manto de gelo ficam submersas na água, a perda de gelo anteriormente despercebida não afetou diretamente o aumento do nível do mar. No entanto, o afinamento da camada de gelo poderá acelerar ainda mais o derretimento e permitir que o gelo actualmente depositado na terra deslize para a água, aumentando o nível do mar.
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Os pesquisadores estudaram 207 geleiras usando 236.328 observações de satélite coletadas de 1985 a 2022, algumas coletadas manualmente e outras montadas por IA, para observar o derretimento acontecendo ao longo do perímetro do gelo. Esta abordagem aborda as limitações dos métodos anteriores de medição da perda de gelo da Groenlândia, que enfrentavam desafios na captura de mudanças nas bordas do gelo devido aos perímetros fixos estudados.
O acesso mais rápido a conjuntos de dados maiores e à IA não só mudou a forma como a investigação pode ser conduzida, mas também os tipos de perguntas que podem ser feitas e respondidas. Os pesquisadores agora podem observar os processos de derretimento em uma escala muito maior, em vez de apenas em um só lugar, disse Chad Greene, principal autor do estudo e glaciologista e especialista em sensoriamento remoto do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA.
“Vinte anos atrás, o campo estava carente de dados. Estávamos famintos por qualquer dado extra que pudéssemos obter”, disse Greene. “E agora esse paradigma realmente virou de cabeça para baixo, onde de repente temos tantos dados… e poder de processamento e então é apenas uma questão de escrever algoritmos para peneirar e descobrir quais são os sinais mais coerentes e mais significativos.”
As estimativas da perda de massa de gelo da Groenlândia foram adquiridas anteriormente por três métodos: cálculos da elevação das geleiras usando altimetria de satélite, que mostra sua espessura, estudos de sua velocidade superficial e medição da atração gravitacional dos mantos de gelo via The Gravity Recovery and Climate Experimento (GRACE), um conjunto de satélites. Cada método apresenta desafios na medição precisa da perda de massa de gelo.
A altimetria de satélite usa satélites para determinar a elevação da superfície da Terra. O método utiliza disparos de laser para medir a elevação precisa da superfície do gelo, mas tem dificuldade em incluir as bordas da camada de gelo. Para mitigar esta situação, os cientistas definem um perímetro fixo da camada de gelo que exclui as bordas problemáticas. As alterações na camada de gelo além dessa fronteira não são registadas.
Para estudar a velocidade da superfície do gelo, os investigadores comparam imagens de um glaciar tiradas em momentos diferentes para ver como se moveu. Mas para além de uma “porta de fluxo” fixa, outro perímetro estabelecido pelos investigadores, as mudanças não são captadas. O fluxo de gelo descreve o movimento do gelo do interior da camada de gelo até as bordas.
Quando as camadas de gelo perdem massa, perdem um pouco da sua força gravitacional, mas os satélites GRACE têm dificuldade em medir essas mudanças nos estreitos e profundos fiordes por onde o gelo da Gronelândia escoa, explicou Greene. O gelo nestes fiordes muitas vezes já está abaixo do nível do mar, por isso, quando se perde, é imediatamente substituído por água do mar e a atração gravitacional não muda.
Quando Marco Tedesco, professor Lamont do Observatório Terrestre Lamont-Doherty da Universidade de Columbia e cientista adjunto do Instituto Goddard de Estudos Espaciais da NASA, iniciou sua pesquisa por volta de 2001, ele teve que esperar semanas ou meses para receber os dados que lhe foram enviados. em um CD. Mas com a padronização dos dados do modelo e a disponibilidade de satélites como o GRACE, lançado em Março de 2002, os investigadores poderiam alargar o seu âmbito de observação.
As primeiras observações do GRACE mostraram que entre 2002 e 2023, a Groenlândia perdeu cerca de 270 gigatoneladas de gelo por ano, o que causaria um aumento global do nível do mar de 0,03 polegadas por ano.
Novas ferramentas descobriram que mais gelo derreteu do que se pensava anteriormente, descobriram Greene e sua equipe em seu estudo recente. Embora a perda tenha um impacto direto mínimo na subida do mar, dizem eles, uma adição de mais de 1.000 gigatoneladas de água doce ao Oceano Atlântico Norte pode alterar a flutuabilidade da água, o que poderia fortalecer as correntes costeiras da Gronelândia e alterar o curso das futuras interações entre gelo e o oceano. O derretimento dos icebergs libera grandes quantidades de água doce nos fiordes, o que pode influenciar o fluxo de calor oceânico.
A subida do nível do mar e a expansão dos oceanos não são uniformes em todo o mundo e, à medida que o gelo da Gronelândia derrete, a redistribuição da subida do nível do mar também será afectada, à medida que a atracção gravitacional das massas de gelo cada vez menores diminui e os locais onde a Gronelândia liberta água mudam.
Até 2100, de acordo com um estudo publicado na Nature, a Gronelândia irá libertar gelo a um ritmo mais rápido do que qualquer período dos últimos 12.000 anos e, de acordo com outro estudo, a Corrente de Gelo do Nordeste da Gronelândia contribuirá seis vezes mais para a subida do nível do mar. como os modelos anteriores previam.
“Matematicamente falando, estamos perseguindo algo que não está apenas mudando, mas também acelerando e quase escapando de nossa capacidade de observar as coisas”, diz Tedesco.
Mas a aprendizagem automática e a inteligência artificial tornar-se-ão grandes intervenientes para ajudar a nova geração de cientistas a aceder a dados e a responder a perguntas de uma forma menos demorada, disse ele.
“Com a intersecção da ciência da computação (e da disponibilidade de dados), haverá uma compreensão ainda melhor dos processos e das ferramentas que nos permitem fazer melhores simulações, utilizando melhores recursos e tendo respostas em um prazo muito menor do que antes”, afirmou. .
“Uma preocupação fundamental é evitar um ponto de inflexão em que o afinamento da camada de gelo seja tão severo que, mesmo que regressemos às condições climáticas pré-industriais, a espessura da camada de gelo será demasiado pequena para ser recuperada.”
Um afinamento da camada de gelo pode acelerar o derretimento, disse Xavier Fettweis, especialista em equilíbrio de massa de gelo da Universidade de Liège, na Bélgica, por um processo conhecido como feedback de elevação de derretimento que ocorre quando a camada de gelo entra em um ciclo de declínio da altura da superfície e a perda de massa de gelo de sua massa superficial aumenta. À medida que o gelo derrete e a superfície da geleira cai, as temperaturas da superfície aumentam, promovendo ainda mais o derretimento do gelo.
A perda de 100 metros de gelo pode adicionar um aquecimento adicional de um grau Celsius localmente. A camada de gelo deverá diminuir em aproximadamente 200-300 metros até o ano 2100 nas áreas mais próximas das bordas.
“Uma preocupação fundamental é evitar um ponto de inflexão em que o afinamento da camada de gelo seja tão grave que, mesmo que regressemos às condições climáticas pré-industriais, a espessura da camada de gelo será demasiado pequena para ser recuperada”, diz Fettweis.
As taxas de perda de massa de gelo no século 21 serão significativamente mais altas do que as da era pré-industrial, mas variam amplamente em resposta a diferentes cenários de concentração de gases de efeito estufa na atmosfera, descobriu um estudo de 2020 da revista Nature. . Num cenário de baixas emissões, a perda de massa prevista no século XXI é de 8.800 mil milhões de toneladas métricas, mas num cenário de emissões elevadas, até 35.900 mil milhões de toneladas métricas poderiam ser perdidas nesse período de 100 anos.
A única maneira de salvar o gelo seria resfriando e formando novo gelo, diz Tedesco. Mas ele acredita que isso não irá acontecer, porque mesmo que o CO2 deixe de ser bombeado para a atmosfera, seriam necessários pelo menos 50 a 100 anos para que a atmosfera eliminasse gradualmente o dióxido de carbono que já existe. É por isso que processos como o sequestro de carbono se tornarão cada vez mais importantes.
Mesmo com os avanços na compreensão de há 20 anos, “há sempre mais que precisamos de saber e há sempre coisas novas que precisamos de fazer para melhorar a nossa compreensão da Gronelândia”, disse Tedesco. “Não está resolvido. Isso nunca será resolvido.”
Mas as novas tecnologias e métodos de investigação podem ajudar a resolver algumas das incertezas, disse ele.
“Quanto mais aprendemos sobre a interação entre os diferentes componentes, melhor podemos (desenvolver) essas estimativas”, diz Tedesco. “Precisamos de mais observações da interação do oceano com as geleiras e precisamos entender melhor para onde vai a água.
