Como o lago de água de fusão no Glaciar 79°N está a desestabilizar a sua língua glaciar

Lá no alto, junto ao Oceano Árctico, uma língua glaciar flutuante está a dobrar-se, a abrir fendas e a elevar-se à medida que a água de fusão se infiltra e circula no seu interior. É uma oportunidade rara de observar em “tempo real” como um clima mais quente consegue desestabilizar rapidamente gelo que, durante muito tempo, parecia relativamente estável.

O que torna este caso especialmente revelador é que não se trata apenas de um derretimento gradual: aqui, a água acumula-se, ganha pressão e desencadeia episódios súbitos capazes de remodelar a própria estrutura do glaciar. Para quem acompanha o impacto do aquecimento global no nível do mar, este é um exemplo claro de como pequenos mecanismos à superfície podem ter efeitos grandes e rápidos em profundidade.

A glacier tongue under pressure

Na remota costa nordeste da Gronelândia, a língua de gelo Nioghalvfjerdsbræ – mais conhecida como Glaciar 79°N – tornou-se um verdadeiro laboratório natural para cientistas do clima. É uma das apenas três grandes línguas glaciares flutuantes ainda existentes na Gronelândia. Só isso já a torna crucial para projeções futuras do nível do mar.

Desde meados da década de 1990, a região aqueceu de forma acentuada. Água do oceano mais quente está a atacar o glaciar por baixo. Em paralelo, o aumento da temperatura do ar transformou partes da superfície num cenário sazonal de charcos e ribeiros.

Em 1995, imagens de satélite mostraram algo novo: um grande lago de água de fusão instalado mesmo no topo da língua glaciar. Esse lago, com cerca de 21 quilómetros quadrados de área, passou desde então a ser o centro de um estudo detalhado liderado por investigadores do Instituto Alfred Wegener (AWI), na Alemanha.

O lago não se limita a congelar e descongelar. Drena repetidamente em eventos súbitos e violentos que remodelam o próprio glaciar.

A equipa já documentou sete drenagens maiores a partir deste único lago, quatro delas apenas nos últimos cinco anos. Cada episódio envia enormes volumes de água doce a correr por fraturas e por condutas verticais no gelo, até à base do glaciar e daí em direção ao oceano.

A giant lake that disappears overnight

Seven drainages, growing faster and stranger

Quando o lago drena, fá-lo depressa - numa escala de horas a dias. Em imagens de satélite captadas antes e depois, uma superfície azul viva passa, de repente, a opaca e fraturada. Onde antes havia água calma, surge um padrão complexo de fendas.

A partir de 2019, os cientistas do AWI repararam numa geometria nova e marcante nesses campos de fraturas: grandes formações triangulares a irradiar para fora da bacia drenada. Estas estruturas diferem dos padrões mais circulares, tipo “sumidouro”, que normalmente se observam quando lagos superficiais drenam noutros glaciares.

Os campos de fraturas triangulares funcionam como funis gigantes, canalizando água para aberturas no gelo com dezenas de metros de largura.

Essas aberturas são chamadas moulins - condutas verticais que funcionam como ralos na superfície do glaciar, encaminhando água de fusão diretamente para a base, por vezes a mais de um quilómetro de profundidade. Quando o lago ultrapassa um nível crítico, estes moulins conseguem transportar quantidades imensas de água num intervalo muito curto.

Imagens de aeronaves e de satélite mostram que, mesmo após uma drenagem grande, a água continua a fluir pelos moulins durante algum tempo. Ou seja, o glaciar é “lavado” por pulsos repetidos de água de fusão, e não apenas por uma descarga única.

The strange behaviour of “living” ice

O estudo também sublinha que o gelo pode comportar-se de formas pouco intuitivas. O gelo glaciar escoa como um líquido muito espesso ao longo de anos e décadas, mas em escalas mais curtas também se dobra e recupera como um material elástico.

Esta dupla natureza ajuda a explicar a longevidade do sistema triangular de fraturas. À superfície, as fraturas permanecem visíveis e praticamente inalteradas durante anos. No interior do glaciar, medições por radar indicam que os canais evoluem, comprimem-se e fecham parcialmente à medida que o gelo deforma e recongela - sem, no entanto, desaparecerem por completo.

Isso significa que cada época de degelo no verão não começa do zero. Fragilidades pré-existentes podem ser reativadas quando chega nova água de fusão, o que pode explicar por que motivo o lago tem drenado com maior frequência nos últimos anos.

• Comportamento viscoso: o gelo flui lentamente encosta abaixo sob o seu próprio peso.
• Comportamento elástico: o gelo pode fletir, fissurar e recuperar quando sujeito a tensões rápidas.
• Resultado: sistemas de fraturas duradouros que podem reabrir quando a pressão da água aumenta.

When water lifts an entire glacier

A hidden blister beneath the ice

Uma das conclusões mais impressionantes do estudo do AWI surge de sombras subtis em fotografias aéreas e de ecos registados por radar de penetração no gelo.

Ao longo de algumas linhas de fratura, os dois lados da fenda não ficam à mesma altura. Um dos lados está ligeiramente elevado, sugerindo que o gelo foi empurrado para cima a partir de baixo. A maior elevação encontra-se diretamente sob a antiga bacia do lago.

Grandes volumes de água drenada parecem ter-se acumulado sob o glaciar, formando um lago subglaciar pressurizado que levanta fisicamente a língua glaciar acima dele.

Perfis de radar mostram o que parece ser uma “bolha” de água retida sob o glaciar. Essa pressão extra força o gelo para cima, deformando a superfície em vários metros. Notavelmente, mais de 15 anos após a primeira grande drenagem, as fraturas à superfície associadas a essa elevação ainda são visíveis.

Esta elevação faz mais do que alterar a forma do glaciar. Quando a pressão da água aumenta na base, a fricção entre o gelo e a rocha ou sedimentos subjacentes diminui. Isso pode permitir que o glaciar deslize mais depressa em direção ao mar, sobretudo durante ou logo após eventos de drenagem.

Is the glacier entering a new state?

Ao combinar imagens de satélite, radar aerotransportado e simulações computacionais, a equipa reconstruiu como o lago enche e esvazia, como as fraturas se propagam e como os canais internos se abrem e se fecham.

Usaram modelos viscoelásticos - ferramentas matemáticas que consideram tanto o comportamento “fluido” como o comportamento “elástico” do gelo - para testar se estas vias de drenagem podem voltar a fechar totalmente ou se cada evento deixa o sistema um pouco mais preparado para o seguinte.

A questão central agora é se as drenagens repetidas empurraram o glaciar para um modo de comportamento diferente, menos estável.

Ao longo de cerca de uma década, o lago passou de episódios esporádicos para um padrão mais regular de drenagens rápidas e repetidas. Cada evento envia um pulso extremo de água de fusão para a “parte de baixo” do glaciar, alterando as condições basais em escalas de horas a dias.

Os investigadores perguntam-se agora se o glaciar ainda consegue regressar todos os anos a uma configuração de inverno mais calma, ou se ultrapassou um limiar em que fraturas e canais se mantêm como elementos semi-permanentes, prontos a reativar-se assim que o degelo recomeça.

Why one lake matters for global sea level

Cracks climbing higher up the glacier

Os detalhes de um único lago num único glaciar podem soar a algo muito local. Mas, para quem modela mantos de gelo, este sistema fornece dados raros sobre como o degelo à superfície se liga a uma “canalização” profunda e invisível dentro de grandes massas de gelo.

À medida que a atmosfera aquece, a zona onde se podem formar lagoas de fusão está a avançar para o interior e para cotas mais elevadas na encosta do Glaciar 79°N. Novas fraturas e lagos estão agora a afetar uma área maior da língua glaciar do que nos anos 1990.

Este processo não é exclusivo do nordeste da Gronelândia. Em toda a calota, milhares de lagos sazonais surgem todos os verões. Alguns simplesmente voltam a congelar. Outros drenam de forma catastrófica, perfurando centenas de metros de gelo. Até agora, os modelos têm tido dificuldade em representar estes episódios de forma realista.

Process	Effect on glacier
Surface melt and lake formation	Adds weight and water pressure on the ice surface
Lake drainage through moulins	Rapidly delivers water to the glacier base
Basal water pressure increase	Reduces friction, can speed up ice flow
Repeated drainage cycles	Maintains fractures and channels, shifts glacier behaviour

O estudo do AWI fornece geometrias medidas de fraturas, cronogramas de drenagem e evidência de estruturas internas duradouras que agora podem ser incorporadas em modelos numéricos da Calota de Gelo da Gronelândia. Modelos melhores, por sua vez, ajudam a refinar projeções de quão depressa o gelo poderá escoar para o oceano à medida que o planeta aquece.

Key terms and what they really mean

Parte da linguagem técnica desta investigação esconde ideias simples:

• Moulin: Uma conduta quase vertical no gelo que transporta água da superfície para a base de um glaciar. Pense nisto como um enorme tubo de drenagem, escavado pela água em movimento.
• Subglacial lake: Um corpo de água líquida preso sob o gelo. Estes lagos podem ser pequenas poças ou grandes bacias que se estendem por quilómetros.
• Viscoelastic modelling: Uma forma de simular materiais que tanto fluem como recuperam elasticamente. Para glaciares, isto ajuda a prever como o gelo fissura, flete e se deforma lentamente.
• Glacier tongue: Uma extensão longa e estreita de gelo que flutua no mar, mantendo-se ligada à principal massa de gelo em terra.

Compreender estes processos também afina a nossa perceção do risco. Uma língua glaciar enfraquecida por fraturas pode fragmentar-se com maior facilidade quando exposta a tempestades, ao aquecimento do oceano ou a mais água de fusão. Se se destacarem grandes blocos, perde-se uma espécie de “porta” natural que abranda o fluxo de gelo vindo dos vales interiores para o oceano.

Uma preocupação emergente é o efeito combinado do degelo à superfície e do calor do oceano. Água do mar mais quente pode afinar a língua flutuante por baixo, ao mesmo tempo que lagos e fendas a fragilizam por cima. Esta dupla pressão pode encurtar a vida de estruturas como a língua do Glaciar 79°N, acelerando a descarga de gelo para o oceano aberto mais cedo do que se esperava.

Os investigadores já estão a correr cenários futuros em que as épocas de degelo se prolongam e os lagos se formam mais cedo no ano. Nessas simulações, as drenagens tornam-se mais frequentes, os sistemas de água basal permanecem ativos durante mais tempo e a língua glaciar responde com escoamento mais rápido e maior flexão. Embora os valores exatos variem entre modelos, apontam na mesma direção: este comportamento de “fissurar e drenar” provavelmente vai intensificar-se à medida que o Árctico aquece.