Há missões científicas que terminam com mais perguntas do que respostas - e foi isso que aconteceu sob a Plataforma de Gelo Dotson, na Antártida Ocidental. Um submarino não tripulado, usado para mapear o gelo por baixo, detetou estruturas invulgares e depois deixou de dar sinal quando avançava para o interior da cavidade.
O veículo, chamado Ran, passou várias semanas a varrer uma área de cerca de 130 km², revelando padrões que baralham modelos simples de derretimento e mostram um cenário bem mais complexo do que se via à superfície.
Ran’s mission beneath Dotson ice shelf
O trabalho foi liderado por Anna Wåhlin, professora de física oceanográfica na Universidade de Gotemburgo, que coordenou as missões do Ran na Antártida Ocidental.
A investigação dela centra-se em como as correntes oceânicas desgastam as plataformas de gelo por baixo, afetando a estabilidade dos glaciares e o nível do mar no futuro.
O Ran é um veículo autónomo subaquático, um “submarino-robô” que consegue navegar sozinho sob o gelo durante horas.
Numa campanha de 2022, o Ran passou 27 dias a percorrer a zona flutuante de Dotson, acabando por entrar cerca de 18 km na cavidade escondida.
A missão procurava explicar o contraste acentuado entre o lado leste de Dotson, mais espesso e com derretimento lento, e o lado oeste, mais fino e a derreter mais depressa.
Ran saw strange things then vanished
Com sonar, o Ran mapeou 140 km² da face inferior do gelo sob a Plataforma de Gelo Dotson. Os mapas mostraram planaltos planos, degraus em socalcos e cavidades em forma de lágrima - tudo esculpido pelo derretimento basal, o derretimento que ataca o gelo a partir de baixo.
No leste e no centro, o Ran observou terraços gelados empilhados como escadas; já no oeste, a superfície parecia mais lisa, com canais e depressões escavadas.
Nenhum destes terraços ou cavidades em forma de lágrima aparece em imagens de satélite, pelo que tinham permanecido totalmente ocultos até à missão do Ran.
Warm deep water, uneven melting
À volta da Antártida, a Água Profunda Circumpolar (Circumpolar Deep Water), uma corrente quente e salgada do Oceano Austral, avança para a plataforma continental e derrete as plataformas de gelo por baixo.
A altimetria por satélite sobre Dotson indica que os canais de derretimento perdem gelo a um ritmo de cerca de 12 m por ano, um padrão de afinamento associado a água mais quente.
A análise de medições sob Dotson sugere que esta plataforma de gelo acrescentou 0,05 cm ao nível do mar entre 1979 e 2017.
Os mapas sob o gelo mostram que esta entrada de água quente concentra a erosão no lado oeste de Dotson, enquanto água mais fria deixa o flanco leste relativamente protegido.
Terraces, teardrops, and turbulence
Onde as correntes se movem lentamente, a base do gelo parece uma série de saliências empilhadas, formadas quando o derretimento “come” áreas planas e deixa pequenos degraus.
Na zona de escoamento mais rápido, as correntes produzem superfícies mais suaves com sulcos, onde a turbulência gerada por cisalhamento - a mistura causada por camadas de água a deslizar a velocidades diferentes - acelera o derretimento.
Algumas cavidades têm forma de lágrima, com 300 m de comprimento e 50 m de profundidade, talhadas por correntes junto à base do gelo.
Noutros pontos, os planaltos em socalcos provavelmente registam entradas episódicas de água ligeiramente mais quente na cavidade, removendo lentamente camadas de gelo ao longo de muitos anos.
Fractures that widen from below
O Ran também registou fraturas de espessura total que cortam a plataforma de gelo, muitas delas alargadas e alisadas na base pelo derretimento.
Registos de satélite mostram que algumas destas fendas estão abertas desde os anos 1990, e essas fraturas mais antigas exibem as marcas de derretimento mais profundas.
Nestes “corredores” estreitos, água a circular mais depressa pode canalizar calor extra contra as paredes de gelo, transformando fraturas em autoestradas escondidas de perda de gelo.
Como a maioria dos modelos computacionais trata o derretimento de forma muito geral, muitas vezes não capta como fraturas e canais direcionam a água quente e concentram os danos.
Implications for future sea levels
Dados combinados de satélite e clima mostram que a perda de gelo na Antártida acrescentou cerca de 1,4 cm ao nível do mar desde 1979.
Grande parte dessa perda vem da Antártida Ocidental, onde plataformas de gelo como Dotson flutuam sobre bacias profundas que correntes quentes conseguem alcançar.
Quando essas plataformas flutuantes afinam ou se quebram, deixam de “segurar” o gelo em terra por trás, fazendo com que os glaciares acelerem e o nível do mar suba mais rapidamente.
Perceber como a água quente está a desgastar hoje a base de Dotson ajuda os investigadores a estimar quão depressa glaciares mais distantes podem reagir à medida que o clima aquece.
Dotson Ice Shelf difficulties
O Ran trabalhou sem contacto em tempo real, porque as ondas de rádio e os sinais de GPS não atravessam centenas de pés de gelo sólido.
Em vez disso, o veículo dependeu de sistemas de navegação e instrumentos acústicos para seguir a sua posição em relação ao fundo do mar e à face inferior do gelo.
As missões típicas duravam entre várias horas e mais de um dia, o que significa que problemas em profundidade permaneciam invisíveis até o Ran voltar à superfície.
Apesar desses riscos, a equipa concluiu 14 missões bem-sucedidas sob o gelo com o Ran em 2022, trazendo um conjunto de dados valioso para glaciólogos e oceanógrafos.
When the Ran submarine disappeared
Quando os investigadores regressaram a Dotson, o Ran foi enviado numa missão sob o gelo para ampliar mapas e medições.
“To see Ran disappear into the dark, unknown depths below the ice, executing her tasks for over 24 hours without communication, is of course daunting,” said Wåhlin.
Como o Ran não apareceu no ponto de recolha, as tentativas de contacto falharam e as buscas não encontraram sinais nem destroços.
Sem transmissão de dados, a equipa só pode especular sobre a causa, desde uma avaria mecânica a uma colisão com cristas de gelo.
Ran and the Dotson Ice Shelf
Apesar da perda, as missões anteriores do Ran mudaram a forma como a equipa vê a interação entre o oceano e o gelo nesta cavidade remota.
Esses mapas mostram que a face inferior de uma plataforma de gelo pode ter terraços, canais, fraturas e formas em lágrima, cada uma a responder de forma diferente às correntes.
Integrar terraços, fraturas e canais de derretimento nos modelos deverá ajudar a reduzir a incerteza nas previsões sobre a rapidez com que a Antártida Ocidental pode perder gelo em climas futuros.
Por agora, os mapas detalhados que o Ran conseguiu enviar são uma janela rara para a “máquina” escondida do derretimento na Antártida, lembrando aos cientistas quanto ainda está por explorar.
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