Um submarino não tripulado que estava a cartografar a Plataforma de Gelo de Dotson, na Antártida Ocidental, registou formações invulgares sob o gelo e, depois disso, deixou de dar sinais de vida após percorrer debaixo de água cerca de 16 km em direcção ao centro da plataforma.
O veículo, chamado Ran, passou várias semanas a varrer uma área de gelo de aproximadamente 130 km², revelando padrões que põem em causa modelos simplificados de fusão.
A missão do Ran sob a Plataforma de Gelo de Dotson
A operação foi coordenada por Anna Wåhlin, professora de física oceanográfica na Universidade de Gotemburgo, que liderou as missões do Ran na Antártida Ocidental.
O seu trabalho centra-se em perceber de que forma 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 robô capaz de navegar sozinho sob o gelo durante horas.
Numa campanha em 2022, o Ran passou 27 dias a serpentear por baixo do gelo flutuante de Dotson, chegando por fim a cerca de 18 km para dentro da cavidade oculta.
O objectivo era esclarecer o contraste acentuado entre o lado oriental de Dotson - mais espesso e com fusão mais lenta - e o flanco ocidental, mais fino e com fusão mais rápida.
O Ran viu estruturas estranhas e depois desapareceu
Com recurso a sonar, o Ran cartografou 140 km² da face inferior do gelo sob a Plataforma de Gelo de Dotson. Os mapas 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.
Nas zonas leste e central, o Ran identificou terraços gelados empilhados como degraus. Já no lado oeste, a base apresentava um aspecto mais liso, com canais e depressões cavadas.
Nenhum destes terraços ou cavidades em lágrima é visível em imagens de satélite, pelo que permaneceram totalmente ocultos até à missão do Ran.
Água profunda quente, fusão desigual
Em torno da Antártida, a Água Profunda Circumpolar - uma corrente quente e salgada vinda do Oceano Austral - avança sobre a plataforma continental e derrete as plataformas de gelo por baixo.
A altimetria por satélite sobre Dotson mostra que os canais de fusão perdem gelo a um ritmo de cerca de 12 m por ano, um padrão de adelgaçamento associado a água mais quente.
A análise de medições sob Dotson indica que esta plataforma de gelo contribuiu com 0,5 mm para o nível do mar entre 1979 e 2017.
Os mapas subglaciais 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.
Terraços, lágrimas e turbulência
Onde as correntes são lentas, a base do gelo assume o aspecto de saliências empilhadas, formadas à medida que a fusão consome superfícies planas e deixa pequenos degraus.
Na região de escoamento rápido, as correntes criam superfícies mais suaves com sulcos; aí, a turbulência induzida pelo cisalhamento - a mistura causada pelo deslizamento de camadas de água - acelera a fusão.
Algumas cavidades têm forma de lágrima, com cerca de 300 m de comprimento e 50 m de profundidade, escavadas por correntes próximas da base do gelo.
Noutros pontos, os planaltos em terraços deverão registar entradas episódicas de água ligeiramente mais quente na cavidade, removendo lentamente camadas de gelo ao longo de muitos anos.
Fendas que alargam por baixo
O Ran também registou fendas de espessura total que cortam a plataforma de gelo, muitas delas alargadas e alisadas na base devido à fusão.
Registos de satélite mostram que algumas destas fracturas estão abertas desde a década de 1990, e as mais antigas exibem as marcas de fusão mais profundas.
Nestes estreitos corredores, água em movimento mais rápido consegue canalizar calor adicional contra as paredes de gelo, transformando as fracturas em auto-estradas ocultas de perda de gelo.
Como a maioria dos modelos computacionais representa a fusão de forma muito generalista, tende a ignorar a forma como fracturas e canais guiam a água quente e concentram os danos.
Implicações para os níveis futuros do mar
A combinação de dados de satélite e de clima mostra que a perda de gelo na Antártida acrescentou cerca de 1,4 cm ao nível do mar desde 1979.
Uma parte significativa dessa perda vem da Antártida Ocidental, onde plataformas como a de Dotson flutuam sobre bacias profundas ao alcance de correntes quentes.
Quando essas plataformas flutuantes afinam ou se fragmentam, deixam de conter o gelo assente em terra atrás delas; assim, os glaciares aceleram e o nível do mar sobe mais depressa.
Compreender de que modo a água quente corrói hoje a base de Dotson ajuda os investigadores a avaliar quão rapidamente glaciares mais distantes poderão reagir à medida que o clima aquece.
Desafios na Plataforma de Gelo de Dotson
O Ran operava sem contacto em tempo real, porque as ondas de rádio e os sinais de GPS não atravessam várias dezenas de metros de gelo sólido.
Em vez disso, o veículo dependia de sistemas de navegação e de instrumentos acústicos para determinar a sua posição relativamente ao fundo do mar e à face inferior do gelo.
As missões típicas duravam desde algumas horas até mais de um dia, o que significava que qualquer problema em profundidade permanecia invisível até o Ran regressar à superfície.
Apesar dos riscos, a equipa completou 14 missões bem-sucedidas sob o gelo com o Ran em 2022, trazendo um conjunto de dados valioso para glaciologistas e oceanógrafos.
Quando o submarino Ran desapareceu
Quando os investigadores regressaram a Dotson, o Ran foi enviado para uma nova missão sob o gelo, com o objectivo de ampliar os mapas e as medições.
“Ver o Ran desaparecer na escuridão das profundezas desconhecidas sob o gelo, a executar as suas tarefas durante mais de 24 horas sem comunicação, é, claro, assustador”, disse Wåhlin.
Quando o Ran não surgiu no ponto de recolha, as tentativas de contacto falharam e as buscas não encontraram sinais nem destroços.
Sem qualquer transmissão, a equipa só pode especular sobre a causa, desde uma avaria mecânica até uma colisão com cristas de gelo.
O Ran e a Plataforma de Gelo de Dotson
Apesar da perda, as missões anteriores do Ran mudaram a forma como a equipa entende a interacção entre o oceano e o gelo nesta cavidade remota.
Esses mapas mostram que a face inferior de uma plataforma de gelo pode albergar terraços, canais, fracturas e formas em lágrima, cada uma a responder de maneira diferente às correntes.
A integração de terraços, fracturas e canais de fusão nos modelos deverá ajudar a reduzir a incerteza nas previsões sobre a rapidez com que a Antártida Ocidental poderá perder gelo em climas futuros.
Por agora, os mapas detalhados que o Ran conseguiu enviar constituem uma janela rara para a maquinaria oculta de fusão na Antártida, lembrando aos cientistas quanto ainda falta explorar.
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