O gelo na Antártica já derreteu antes

Sessenta por cento da água doce do mundo está concentrada nas camadas de gelo da Antártica. Trinta milhões de quilômetros cúbicos de gelo talvez seja um número difícil de entender. Mas se absolutamente todo o gelo da Antártida derretesse, os mares subiriam 58 metros em média.

“A camada de gelo na Antártica Oriental armazena enormes quantidades de água. Isso significa que esta é a maior fonte possível de aumento futuro do nível do mar – até 53 metros se todo o gelo da Antártica Oriental derreter – e é vista como a maior fonte de incertezas no futuro planejamento de adaptação do nível do mar”, diz Irina Rogozhina, professor associado do Departamento de Geografia da Universidade Norueguesa de Ciência e Tecnologia (NTNU).

A maior parte do derretimento/perda de gelo na Antártica ocorre por meio do derretimento das plataformas de gelo e desprendimento de gelo causado pelo oceano. Isso, por sua vez, leva a uma aceleração das correntes de gelo em terra e a uma maior descarga de gelo no oceano, onde se perde devido ao derretimento/ desprendimento, disse ela. Esta também foi provavelmente a causa da maior perda de gelo durante os períodos mais quentes do passado. Na Groenlândia, esses dois processos contribuem com cerca de 65% de toda a perda de gelo.

Mas nem todo o gelo precisa derreter antes de ter grandes consequências.

Pesquisadores da NTNU estavam entre um grupo de cientistas que examinou o gelo em Queen Maud Land, na Antártica Oriental.

Os resultados mostram que esse setor de manto de gelo variou muito ao longo do tempo. Esta informação é importante à medida que os pesquisadores tentam aprender mais sobre o clima do planeta e como ele está mudando.

O grupo de Rogozhina estudou a camada de gelo na Antártica Oriental e um derretimento ocorrido há alguns milhares de anos. Os resultados foram publicados na Nature Communications Earth & Environment.

O gelo no Leste está na terra

A camada de gelo na Antártida não é uniformemente distribuída ou uniforme. No Oeste, grandes partes da camada de gelo ficam abaixo do nível do mar, até uma profundidade de 2.500 metros.

Área de estudo a) Antártica e o Oceano Antártico. O sombreamento antártico indica a elevação do manto de gelo e os contornos do Oceano Antártico mostram a função do fluxo de transporte integrado verticalmente. As cores vermelhas (azuis) indicam uma circulação ciclônica (anticiclônica), e o Giro de Weddell é destacado por uma seta branca. Os intervalos de contorno são 10 Sv (1 Sv = 1,0 × 106 m3 s−1). EAIS Manto de Gelo Antártico Leste, SR Shackleton Range, WS Mar de Weddell, WG Weddell Gyre. A caixa preta marca o local mostrado em b. b) Visão geral de Dronning Maud Land e a localização da área de estudo de Gjelsvikfjella (caixa preta, c) dentro da bacia hidrográfica de Jutulstraumen (linha tracejada azul). Os círculos amarelos e a estrela verde são locais onde as temperaturas da água do mar são extraídas do modelo de circulação geral atmosfera-oceano e a mudança regional do nível do mar é calculada, respectivamente. A linha tracejada azul indica a área da bacia hidrográfica de Jutulstraumen usada para experimentos com modelos de placas de gelo. A seta vermelha mostra a direção aproximada do fluxo das Águas Circumpolares Profundas (CDW) mais quentes. c) Visão geral de Gjelsvikfjella, incluindo Rabben, Grjotfjellet e Terningskarvet. As setas indicam a direção do fluxo de gelo. Pequenas caixas brancas correspondem à Fig. 2a–c. Olhos azuis indicam localizações aproximadas para as fotografias da Fig. 3. O mapa base é do pacote de dados Quantarctica GIS79 para QGIS. As velocidades do gelo80 e os contornos da superfície do gelo (a cada 100 m) são sobrepostos na imagem Landsat da Antártica (LIMA)

Mapas topográficos detalhados de Grjotfjellet. As localizações das amostras e suas idades de exposição 10Be de Grjotfjellet (a), Rabben (b) e Terningskarvet (c) são mostradas junto com os pontos de referência de elevação correspondentes na camada de gelo contemporânea. As cordilheiras bem definidas em Grjotfjellet são contornadas por linhas amarelas com algarismos romanos indicando os números da morena (I–IV). As idades de exposição 10Be de amostras erráticas coletadas das cordilheiras da morena são rotuladas por seus números de moraina correspondentes. Linhas tracejadas azuis indicam localizações passadas contemporâneas (negrito) e inferidas (finas) da margem do manto de gelo. Os contornos topográficos estão em metros acima do nível do mar (m a.s.l.), com base no Modelo de Elevação de Referência da Antártica (REMA) de resolução de 2 m e no Modelo Gravitacional da Terra 2008. A imagem de fundo é um mapa de imagem de relevo vermelho de índice de proteção morfométrica produzido a partir do mesmo DEM com áreas glacialícias sombreadas em azul semitransparente.

Grande parte da camada de gelo da Antártica fica no leste e em terra acima do nível do nível do mar, o que significa que é menos sensível à influência do oceano

Isso o torna muito vulnerável ao aquecimento dos oceanos. Em contraste, grande parte da camada de gelo no leste fica diretamente na terra, acima do nível do mar, o que significa que é menos sensível à influência do oceano.

Este setor de manto de gelo na Antártica Oriental era mais fino no passado do que é agora, e também não muito tempo atrás. Na verdade, ficou mais fino após o fim da última era glacial, quando enormes mantos de gelo cobriam a América do Norte, o norte da Europa e o sul da América do Sul.

Quando essas camadas de gelo derreteram, elevaram o nível do mar em mais de 100 metros.

“A partir das evidências que apresentamos em nosso estudo, concluímos que a camada de gelo da Antártica Oriental na Terra da Rainha Maud também derreteu rapidamente ao longo de suas margens entre 9.000 e 5.000 anos atrás, em um período que chamamos de Holoceno médio. Nesta época, muitas partes do mundo experimentaram verões mais quentes do que os atuais”, disse Rogozhina.

“Embora esse tipo de resposta do manto de gelo da Antártica Oriental ao calor durante o Holoceno não seja completamente inesperado, ainda é difícil e preocupante acreditar que o lento manto de gelo da Antártica Oriental possa mudar tão rapidamente”, disse ela.

É difícil encontrar uma explicação simples e fácil para esse comportamento, ou determinar o momento exato em que ocorreu o derretimento, até porque as condições nesta parte do mundo às vezes são bastante inóspitas. Mas os pesquisadores encontraram uma maneira de desvendar esse mistério.

A radiação cósmica altera as rochas

O grupo de pesquisa examinou rochas de vários nunataks em Queen Maud Land para exposição à radiação cósmica.

“Nunataks são montanhas que se projetam através do gelo. Visitamos nunataks e coletamos amostras”, diz Ola Fredin, professor do Departamento de Geociências e Petróleo da NTNU.

Os pesquisadores examinam diferentes isótopos, ou variantes, de elementos como cloro, alumínio, berílio e néon nas rochas dos nunataks.

Fotografias de Grjotfjellet, Terningskarvet e Rabben. As localizações aproximadas dos locais de amostra são mostradas por círculos amarelos junto com as idades de exposição 10Be. a Visão geral de Grjotfjellet, com Terningskarvet ao fundo. As idades de exposição 10Be de amostras erráticas coletadas de três cordilheiras de morenas são rotuladas por seus números de morainas correspondentes. b Locais de amostragem em Grjotfjellet imediatamente adjacentes à superfície da camada de gelo contemporânea. Linhas tracejadas amarelas em a, b delineiam cordilheiras bem definidas em Grjotfjellet, com algarismos romanos indicando números de morena que correspondem àqueles em c Visão geral de Rabben. A elevação da superfície do manto de gelo no lado oeste de Rabben (onde a fotografia foi tirada) é de aproximadamente 150–200 m mais baixa do que no lado oposto. d Os 2690 m a.s.l. cume de Terningskarvet..

Imagem esquemática de um afinamento do EAIS em DML. a O EAIS avançou devido à queda do nível do mar durante o LGM19. b O aquecimento do CDW iniciou o recuo da plataforma de gelo, conforme observado no setor do Mar de Weddell20. c O mar alto regional desencadeou o derretimento basal e o rompimento das plataformas de gelo, facilitado pelo influxo de CDW mais quente, que atingiu um pico de 9–8 ka e continuou até ~5 ka, resultando no recuo da linha de aterramento e no afinamento da camada de gelo. d A queda do nível do mar devido ao GIA do continente antártico estabilizou as plataformas de gelo e/ou pode ter causado um novo avanço do EAIS, apoiado por fixação em elevações de gelo e sulcos de gelo ao longo da margem DML

Com a ajuda de isótopos cosmogênicos, eles podem descobrir a altura do gelo ao longo do tempo geológico em Queen Maud Land. Fredin compara isso a usar uma vareta para medir o nível de óleo do motor em seu carro. Desta forma, os pesquisadores podem dizer algo sobre quanto tempo as rochas foram expostas à radiação cósmica. Eles também podem dizer algo sobre quanto tempo se passou desde que as rochas estiveram sob uma camada protetora de gelo e, portanto, não absorveram nenhuma radiação cósmica. Para isso, utilizam dados de diversas áreas e fazem diversas simulações computacionais.

O aumento do mar e a água mais quente quebraram o gelo

Os pesquisadores também acreditam que estão no caminho para encontrar uma razão pela qual o setor de manto de gelo na Antártica Oriental diminuiu tanto imediatamente após o fim da última era glacial. “Acreditamos que a camada de gelo se tornou menos estável devido aos níveis regionais do mar mais altos e à água mais quente subindo das profundezas do oceano nas regiões polares, penetrando sob as margens do gelo e derretendo-as por baixo.

Isso leva à quebra de grandes icebergs e acelera o movimento do gelo da terra para o oceano, o que, por sua vez, afina a seção interna da camada de gelo. O processo é semelhante a quando uma casa em uma encosta perde sua fundação de suporte e começa a deslizar para baixo”, disse Rogozhina. Em suma, as partes menos estáveis e que fluem rapidamente da camada de gelo na Antártica Oriental, chamadas de plataformas de gelo e flutuam no oceano, foram quebradas com mais facilidade, o que, por sua vez, levou a que a camada de gelo se tornasse muito mais fina em um período relativamente curto. tempo, geologicamente falando, ou algumas centenas a milhares de anos.

O gelo espesso é o mais comum ao longo da costa

A radiação cósmica também pode ajudar os pesquisadores a descobrir o quão comum é o gelo cobrir uma área. Os pesquisadores também investigaram isso.

Os resultados mostram que é mais comum que o gelo em Queen Maud Land seja espesso ao longo da costa. Mas não mais no continente, onde os picos das montanhas se projetam através do gelo e a terra pode ter vários milhares de metros de altura. “Descobrimos que as massas de terra ao longo da costa de Queen Maud Land foram cobertas por gelo entre 75 e 97% do tempo durante o último milhão de anos”, disse Fredin.

Ele fez parte de outro estudo, que também teve seus resultados publicados na Nature Communications Earth & Environment. Este grupo examinou rochas de várias áreas diferentes em Queen Maud Land e encontrou grandes variações.

“Em contraste com as áreas ao longo da costa, que estiveram cobertas de gelo na maior parte do tempo, descobrimos que os cumes das montanhas mais distantes do continente estiveram cobertos de gelo apenas 20% do tempo”, disse Fredin. A espessura do manto de gelo e a velocidade de movimento, portanto, variam muito em períodos mais longos, e a cordilheira mais adentro do continente parece ser uma divisão importante entre a costa dinâmica e o manto de gelo mais próximo ao Pólo Sul, que varia muito menos em espessura.