O verão no Ártico faz mais do que derreter o gelo - acaba por alterar, de forma discreta, o céu por cima dele. À medida que o gelo marinho amolece, formam-se à superfície poças rasas de água de degelo. Essas pequenas acumulações libertam para a atmosfera partículas minúsculas que ajudam as nuvens a nascer e a transformar-se.
As nuvens são um elemento central no clima do Ártico: determinam quanta luz solar é devolvida ao espaço e quanta energia térmica fica retida. Numa região que aquece a grande velocidade, mudanças aparentemente pequenas na formação de nuvens podem ter impactos desproporcionados.
Investigação recente indica que parte dessas alterações pode começar num local inesperado - dentro destas poças de água de degelo.
Partículas nucleadoras de gelo: minúsculas, decisivas
Estas partículas são conhecidas como partículas nucleadoras de gelo. Têm a função de iniciar a formação de cristais de gelo no interior das nuvens.
O vapor de água no ar precisa de uma superfície onde se fixar antes de congelar, e estas partículas fornecem esse “ponto de apoio”. Sem elas, as nuvens desenvolver-se-iam de outra forma ou, em alguns casos, poderiam nem chegar a formar-se.
A origem destas partículas é variada. Uma parte provém de fragmentos de poeira. Outra pode resultar de salpicos e aerossóis gerados pelo mar.
No entanto, no Ártico existe um contributo inesperado: a vida. Micróbios e bactérias presos no gelo ou na água podem tornar-se aerotransportados e ajudar a desencadear a formação de nuvens.
O que acontece dentro das poças de água de degelo no gelo marinho
O novo trabalho foca-se em poças pouco profundas que se instalam sobre o gelo marinho. Estas poças surgem a partir de neve derretida, mas não são compostas por água “limpa”.
Pode infiltrar-se água do mar. Podem misturar-se sedimentos vindos de camadas inferiores. E há também pequenos organismos a viver e a circular nesse ambiente. Trata-se de um sistema ativo e concentrado numa película fina de água.
Os cientistas recolheram amostras no gelo marinho e quantificaram as partículas libertadas para o ar na zona em redor destas poças.
Os especialistas observaram que estas áreas de degelo apresentavam concentrações mais elevadas de partículas nucleadoras de gelo do que a água do mar circundante. Este resultado aponta para a atividade biológica no interior das poças como um fator provável.
O estudo foi realizado por uma equipa da Universidade Estatal do Colorado, com amostras obtidas durante a Expedição MOSAiC, um esforço de investigação ártica de grande escala que decorreu entre 2019 e 2020.
Um olhar pouco comum sobre o Ártico
A Expedição MOSAiC esteve longe de ser um projeto pequeno. Reuniu investigadores de 20 países. O objetivo foi compreender de que forma o gelo marinho do Ártico está a mudar e o que isso significa para o planeta.
Estudar o Ártico é particularmente difícil. O tempo severo, a distância a centros habitados e longos períodos de escuridão tornam a recolha de dados um desafio.
Camille Mavis, estudante de doutoramento que liderou o estudo, explicou por que razão o Ártico representa uma oportunidade singular.
“Clouds are complex, and there is still a lot of uncertainty associated with how aerosol interactions affect cloud radiative effects overall. Developing an understanding of the role these particles play will help with weather modeling and a host of other benefits in the future,” she said.
“Our current models don’t do a good job of mimicking these clouds right now, especially in polar regions.”
As nuvens no Ártico comportam-se de forma singular
As nuvens sobre o Ártico não funcionam da mesma maneira que as que se formam sobre oceanos mais quentes. Mesmo quando os “ingredientes” parecem semelhantes, os resultados não o são. A temperatura, a luz e as condições à superfície influenciam o processo.
“The clouds in the Arctic are different than you would find in the Pacific or Atlantic. They behave differently despite having some of the same general materials and processes,” said Jessie Creamean, a research scientist involved in the study.
“That is part of the reason we want to understand how they are formed there, because each region is unique in this small but important process. Our work shows the complex interactions and composition of these ponds and how they contribute to that process.”
Até hoje, apenas um número reduzido de estudos tinha analisado a água de degelo como fonte destas partículas. Por isso, estas conclusões ganham relevo, sobretudo numa altura em que o Ártico continua a transformar-se.
A velocidade do aquecimento no Ártico
O Ártico está a aquecer mais depressa do que qualquer outra região do planeta. Na realidade, aquece quatro vezes mais rapidamente do que a média global.
Esse ritmo altera tudo. O gelo derrete mais cedo. As épocas de degelo prolongam-se. E as pequenas poças à superfície podem tornar-se mais frequentes.
Com mais poças, poderá haver mais partículas a entrar na atmosfera. Mesmo pequenas mudanças no que existe dentro dessas poças podem influenciar a forma como as nuvens se desenvolvem. E isso, por sua vez, pode afetar quanta energia fica retida na região.
“The particles studied can trigger ice formation at relatively warm temperatures and appear to be more closely associated with time spent over ice rather than the open ocean,” said study co-author Sonia Kreidenweis.
“More research is needed to understand how they are released from meltwater, and how big a role they play in the radiation budget as Arctic melt seasons grow longer and larger.”
O estudo completo foi publicado na revista científica Cartas de Investigação Geofísica.
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