Submarino Ran revela estruturas sob a Plataforma de Gelo Dotson e desaparece

Um submarino não tripulado que estava a cartografar a Plataforma de Gelo Dotson, na Antártida Ocidental, detetou estruturas invulgares sob o gelo e, depois, deixou de dar sinal após percorrer debaixo de água cerca de 16 quilómetros em direção ao centro da plataforma.

O veículo, batizado Ran, passou semanas a varrer uma área de gelo com aproximadamente 130 km², revelando padrões que desafiam modelos simples de fusão.

Missão do Ran sob a Plataforma de Gelo Dotson

O trabalho foi coordenado por Anna Wåhlin, professora de física oceanográfica na Universidade de Gotemburgo, que liderou as missões do Ran na Antártida Ocidental.

A sua investigação centra-se na forma como as correntes oceânicas desgastam as plataformas de gelo por baixo, alterando a estabilidade dos glaciares e a evolução futura do nível do mar.

O Ran é um veículo subaquático autónomo - um submarino robótico capaz de navegar sozinho sob o gelo durante horas.

Numa campanha em 2022, o Ran passou 27 dias a serpentear sob o gelo flutuante de Dotson, chegando, no final, a cerca de 17,7 quilómetros para dentro da cavidade oculta.

O objetivo era esclarecer o contraste acentuado entre o lado oriental de Dotson, mais espesso e com fusão lenta, e o lado ocidental, mais fino e com fusão mais rápida.

O Ran viu formas estranhas e depois desapareceu

Com recurso a sonar, o Ran cartografou 140 km² da face inferior do gelo sob a Plataforma de Gelo Dotson. As imagens revelaram planaltos planos, degraus em terraços e cavidades em forma de lágrima, todos esculpidos pela fusão basal - a fusão que ataca o gelo a partir de baixo.

Na zona leste e no centro, o Ran encontrou terraços gelados empilhados como uma escadaria; já a oeste, a base parecia mais lisa, com canais e depressões escavadas.

Como estes terraços e cavidades em lágrima não aparecem em imagens de satélite, tinham permanecido totalmente invisíveis até à missão do Ran.

Água profunda quente e fusão desigual

Em redor da Antártida, a Água Profunda Circumpolar (Circumpolar Deep Water), uma corrente quente e salgada proveniente do Oceano Austral, avança sobre a plataforma continental e derrete as plataformas de gelo por baixo.

A altimetria por satélite sobre Dotson indica que os canais de fusão perdem gelo a um ritmo de cerca de 12,2 metros por ano, um padrão de adelgaçamento associado à entrada de água mais quente.

A análise de medições sob Dotson sugere que esta plataforma de gelo contribuiu com 0,05 cm para o aumento do nível do mar entre 1979 e 2017.

Os mapas subglaciais mostram que esta entrada quente concentra a erosão no flanco ocidental de Dotson, enquanto água mais fria mantém a ala oriental relativamente protegida.

Terraços, “lágrimas” e turbulência

Quando as correntes se deslocam lentamente, a base do gelo pode assumir o aspeto de saliências sobrepostas: a fusão corrói superfícies planas e deixa pequenos desníveis, formando degraus.

Na região de escoamento mais rápido, as correntes geram superfícies mais suaves com sulcos, onde a turbulência induzida por cisalhamento - mistura causada pelo deslizamento de camadas de água - acelera a fusão.

Algumas cavidades têm formato de lágrima, com 300 metros de comprimento e 50 metros de profundidade, talhadas por correntes junto à base do gelo.

Noutros pontos, os planaltos em terraços parecem registar episódios de entrada de água ligeiramente mais quente na cavidade, removendo gradualmente camadas de gelo ao longo de muitos anos.

Fraturas que se alargam por baixo

O Ran também registou fraturas de espessura total que cortam a plataforma de gelo, muitas delas alargadas e alisadas na base pela fusão.

Os registos de satélite indicam que algumas destas fendas estão abertas desde a década de 1990, e as fraturas mais antigas exibem as marcas de fusão mais profundas.

Nestas ranhuras estreitas, a água que se move mais depressa consegue canalizar calor adicional contra as paredes de gelo, transformando fraturas em vias ocultas de perda de gelo.

Como muitos modelos computacionais tratam a fusão de forma generalista, é frequente não captarem como fraturas e canais direcionam a água quente e concentram os danos.

Implicações para o nível do mar no futuro

A combinação de dados de satélite e clima mostra que a perda de gelo na Antártida acrescentou cerca de 1,4 cm ao nível do mar desde 1979.

Uma parte substancial dessa perda vem da Antártida Ocidental, onde plataformas como Dotson flutuam sobre bacias profundas que as correntes quentes conseguem alcançar.

Quando essas plataformas flutuantes afinam ou colapsam, deixam de atuar como “escora” para o gelo em terra firme a montante; assim, os glaciares aceleram e o nível do mar sobe mais depressa.

Compreender, agora, de que modo a água quente corrói a base de Dotson ajuda os investigadores a estimar a rapidez com que glaciares distantes poderão responder à medida que o clima aquece.

Desafios de operar na Plataforma de Gelo Dotson

O Ran operava sem contacto em tempo real, porque ondas de rádio e sinais GPS não atravessam centenas de pés de gelo sólido (mais de 60 metros).

Em alternativa, o veículo dependia de sistemas de navegação e instrumentos acústicos para seguir a sua posição face ao fundo do mar e à face inferior do gelo.

As missões típicas duravam de algumas horas a mais de um dia, o que significava que problemas nas profundezas sob o gelo permaneciam invisíveis até o Ran voltar à superfície.

Apesar destes riscos, a equipa concluiu 14 missões subglaciais bem-sucedidas com o Ran em 2022, reunindo um conjunto de dados valioso para glaciólogos e oceanógrafos.

O desaparecimento do submarino Ran

Quando os investigadores regressaram a Dotson, o Ran foi enviado para uma missão sob o gelo com o objetivo de ampliar os mapas e as medições.

“Ver o Ran desaparecer na escuridão, nas profundezas desconhecidas por baixo do gelo, a executar as suas tarefas durante mais de 24 horas sem comunicação, é claro que é assustador”, afirmou Wåhlin.

Como o Ran não surgiu no ponto de recolha, as tentativas de contacto falharam e as buscas não detetaram sinais nem destroços.

Sem qualquer transmissão, a equipa apenas pode especular sobre a causa, desde uma avaria mecânica até uma colisão com cristas de gelo.

Ran e a Plataforma de Gelo Dotson: o que os mapas revelaram

Apesar da perda do veículo, as missões anteriores do Ran mudaram a forma como a equipa entende a interação entre oceano e gelo nesta cavidade remota.

Os mapas mostram que a face inferior de uma plataforma de gelo pode albergar terraços, canais, fraturas e depressões em forma de lágrima, e que cada uma destas estruturas responde de maneira distinta às correntes.

Integrar terraços, fraturas e canais de fusão nos modelos deverá ajudar a reduzir a incerteza sobre a velocidade a que a Antártida Ocidental poderá perder gelo em climas futuros.

Por enquanto, os mapas detalhados enviados pelo Ran são uma janela rara para a “máquina” de fusão escondida da Antártida, lembrando aos cientistas quanto ainda falta explorar.