Como o lago de água de fusão do Glaciar 79°N está a desestabilizar a língua glaciar

Muito acima do Oceano Ártico, uma língua glaciar flutuante está a flectir, a abrir fendas e a erguer-se à medida que a água de fusão a atravessa com força - um raro vislumbre em tempo real de como o aquecimento do clima pode desestabilizar rapidamente gelo que, até há pouco, parecia relativamente estável.

Uma língua glaciar sob pressão

Na costa remota do nordeste da Gronelândia, a língua de gelo Nioghalvfjerdsbræ - mais conhecida como Glaciar 79°N - tornou-se um laboratório natural para cientistas do clima. É uma das apenas três grandes línguas glaciares flutuantes ainda existentes na Gronelândia, o que, por si só, a torna relevante para projecções futuras da subida do nível do mar.

Desde meados da década de 1990, esta região aqueceu de forma acentuada. A água do oceano, mais quente, está a desgastar o glaciar por baixo. Em simultâneo, o aumento da temperatura do ar transformou partes da superfície num cenário sazonal de lagoas e pequenos cursos de água.

Em 1995, imagens de satélite revelaram uma novidade: um grande lago de água de fusão instalado no topo da língua glaciar. Esse lago, com cerca de 21 quilómetros quadrados, passou 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 a voltar a descongelar. Ele drena repetidamente em episódios súbitos e violentos que remodelam o próprio glaciar.

A equipa já registou sete grandes esvaziamentos deste único lago, quatro deles apenas nos últimos cinco anos. Em cada episódio, enormes volumes de água doce precipitam-se por fracturas e por poços verticais no gelo, descem até à base do glaciar e seguem em direcção ao oceano.

Um lago gigante que desaparece de um dia para o outro

Sete esvaziamentos, cada vez mais rápidos e mais estranhos

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 dá lugar, de repente, a um aspecto opaco e fragmentado. No sítio onde havia água calma, surge um desenho intricado de fendas.

A partir de 2019, os cientistas do AWI identificaram uma geometria nova e marcante nesses campos de fracturas: grandes formações triangulares a irradiar para fora da bacia esvaziada. Estas estruturas diferem dos padrões mais circulares, semelhantes a dolinas, que são comuns quando lagos de superfície drenam noutros glaciares.

Os campos triangulares de fracturas funcionam como funis gigantes, conduzindo a água para aberturas no gelo com dezenas de metros de largura.

Essas aberturas chamam-se moulins - poços quase verticais que actuam como “ralos” na superfície do glaciar, encaminhando a água de fusão directamente para a base, por vezes a mais de um quilómetro de profundidade. Assim que o lago ultrapassa um nível crítico, estes moulins conseguem transportar quantidades enormes de água num intervalo muito curto.

Imagens obtidas a partir de aeronaves e de satélites mostram ainda que, mesmo após um grande episódio de drenagem, a água continua a circular pelos moulins durante algum tempo. Ou seja, o glaciar é “lavado” por pulsos repetidos de água de fusão, e não apenas por um único jorro.

O comportamento invulgar do gelo “vivo”

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

Esta dupla natureza ajuda a perceber porque é que o sistema triangular de fracturas dura tanto tempo. À superfície, as fendas mantêm-se visíveis e quase sem alterações durante anos. No interior, medições de radar indicam que os canais se transformam, apertam e fecham parcialmente à medida que o gelo flui e recongela - mas não desaparecem por completo.

Isso significa que cada época de degelo no Verão não começa do zero. Fragilidades pré-existentes podem reactivar-se quando chega nova água de fusão, o que poderá 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 consegue flectir, estalar e recuperar quando é sujeito a esforço rapidamente.
• Resultado: sistemas de fracturas duradouros que podem reabrir quando a pressão da água aumenta.

Quando a água levanta um glaciar inteiro

Uma bolha escondida debaixo do gelo

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

Ao longo de algumas linhas de fractura, os dois lados da fenda não ficam à mesma altura. Um dos lados aparece ligeiramente levantado, sinal de que o gelo terá sido empurrado de baixo para cima. A elevação mais significativa encontra-se directamente sob a antiga bacia do lago.

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

Os perfis de radar revelam algo semelhante a uma bolha de água retida sob o glaciar. Esse excesso de pressão obriga o gelo a subir, deformando a superfície em vários metros. De forma notável, mais de 15 anos depois do primeiro grande esvaziamento, as fracturas superficiais associadas a essa elevação continuam visíveis.

Este levantamento 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 os sedimentos subjacentes diminui. Isso pode permitir que o glaciar deslize mais depressa em direcção ao mar, sobretudo durante ou pouco depois de eventos de drenagem.

Estará o glaciar a entrar num novo estado?

Ao cruzar imagens de satélite, radar aerotransportado e simulações computacionais, a equipa reconstituiu a forma como o lago enche e esvazia, como as fracturas se propagam e como os canais internos abrem e fecham.

Foram usados modelos viscoelásticos - ferramentas matemáticas que incorporam tanto o escoamento como a resposta elástica do gelo - para testar se estas vias de drenagem conseguem encerrar totalmente outra vez ou se, pelo contrário, cada episódio deixa o sistema um pouco mais preparado para o seguinte.

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

Ao longo de aproximadamente uma década, o lago passou de explosões esporádicas para um padrão mais regular de drenagens rápidas e repetidas. Cada ocorrência injecta um pulso extremo de água de fusão na parte inferior do glaciar, alterando as condições basais em escalas de horas a dias.

Os investigadores questionam-se se o glaciar ainda consegue regressar todos os anos a uma configuração invernal mais calma, ou se já ultrapassou um limiar em que fracturas e canais ficam como elementos semi-permanentes, prontos a reactivar assim que o degelo recomeça.

Porque é que um único lago importa para o nível do mar global

Fendas a subir para zonas mais altas do glaciar

Os pormenores de um só lago num só glaciar podem parecer muito locais. No entanto, para quem modela mantos de gelo, este sistema fornece dados raros sobre como o degelo à superfície se liga a uma rede de “canalização” profunda e escondida no interior de grandes massas de gelo.

À medida que a atmosfera aquece, a zona onde se formam lagoas de fusão está a avançar para o interior e para altitudes maiores ao longo da encosta do Glaciar 79°N. Hoje, novas fracturas e novos lagos afectam uma área maior da língua glaciar do que afectavam nos anos 1990.

Este processo não é exclusivo do nordeste da Gronelândia. Por todo o manto de gelo, surgem todos os Verões milhares de lagos sazonais. Alguns apenas voltam a congelar. Outros drenam de forma catastrófica, abrindo caminho através de centenas de metros de gelo. Até agora, tem sido difícil para os modelos representar estes eventos de forma realista.

Processo	Efeito no glaciar
Degelo à superfície e formação de lagos	Aumenta o peso e a pressão da água sobre a superfície do gelo
Drenagem do lago através de moulins	Entrega rapidamente água à base do glaciar
Aumento da pressão de água na base	Reduz a fricção, podendo acelerar o escoamento do gelo
Ciclos repetidos de drenagem	Mantém fracturas e canais, alterando o comportamento do glaciar

O estudo do AWI disponibiliza geometrias de fractura medidas, calendários de drenagem e indícios de estruturas internas duradouras que podem agora ser integrados em modelos numéricos do Manto de Gelo da Gronelândia. Modelos mais robustos, por sua vez, ajudam a apertar as projecções sobre a rapidez com que o gelo irá escoar para o oceano à medida que o planeta aquece.

Termos-chave e o que significam na prática

Parte da linguagem técnica usada nesta investigação esconde ideias simples:

• Moulin: poço quase vertical no gelo que transporta água da superfície até à base de um glaciar. Pode ser entendido como um enorme tubo de drenagem, escavado pela própria água em movimento.
• Lago subglaciar: acumulação de água líquida presa sob o gelo. Pode tratar-se de pequenas poças ou de grandes bacias com vários quilómetros.
• Modelação viscoelástica: método de simulação de materiais que tanto fluem como recuperam elasticamente. Em glaciares, ajuda a prever como o gelo racha, flecte e se deforma por fluência.
• Língua glaciar: extensão longa e estreita de gelo que flutua no mar, mantendo-se ainda ligada ao manto de gelo em terra.

Compreender estes mecanismos também afina a percepção do risco. Uma língua glaciar fragilizada por fracturas pode desintegrar-se com maior facilidade quando é 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 proveniente de vales no interior para o oceano.

Uma preocupação emergente é o efeito combinado do degelo à superfície e do calor do oceano. A água do mar mais quente pode afinar a língua flutuante por baixo, ao mesmo tempo que lagos e fendas a minam por cima. Esta dupla pressão poderá encurtar a vida de estruturas como a língua do Glaciar 79°N, antecipando uma maior descarga de gelo para o oceano aberto.

Os investigadores já estão a testar 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 na base permanecem activos durante mais tempo e a língua glaciar responde com maior velocidade de escoamento e maior flexão. Embora os valores exactos variem entre modelos, todos sugerem a mesma tendência: este comportamento de “fender e drenar” deverá intensificar-se à medida que o Ártico aquece.

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