Muito acima do Oceano Ártico, uma língua glaciar flutuante está a flectir, a estalar e a elevar-se à medida que a água de fusão percorre o seu interior - uma observação rara, quase em tempo real, de como o aquecimento do clima pode desestabilizar depressa gelo que se julgava relativamente estável.
Uma língua glaciar sob pressão
Na costa remota do nordeste da Gronelândia, a língua de gelo Nioghalvfjerdsbræ - mais conhecida como 79°N Glacier - transformou-se numa espécie de laboratório natural para cientistas do clima. É uma das apenas três grandes línguas glaciares flutuantes que ainda restam na Gronelândia, e isso torna-a particularmente relevante para estimar a futura subida do nível do mar.
Desde meados da década de 1990, esta região aqueceu de forma acentuada. Por baixo, água do oceano mais quente está a corroer o glaciar; por cima, o aumento das temperaturas do ar converteu partes da superfície, sazonalmente, numa paisagem de charcos e pequenos cursos de água.
Em 1995, imagens de satélite mostraram algo inédito: um grande lago de água de degelo instalado mesmo sobre a língua glaciar. Esse lago, com cerca de 21 quilómetros quadrados, passou a ser o centro de um estudo detalhado liderado por investigadores do Alfred Wegener Institute (AWI), na Alemanha.
“O lago não se limita a congelar e a descongelar. Drena repetidamente em episódios súbitos e violentos que remodelam o próprio glaciar.”
A equipa já registou sete grandes drenagens deste único lago, quatro delas apenas nos últimos cinco anos. Cada episódio faz disparar volumes gigantescos de água doce através de fracturas e poços verticais no gelo, até à base do glaciar, seguindo depois em direcção ao oceano.
Um lago gigante que desaparece de um dia para o outro
Sete drenagens, cada vez mais rápidas e invulgares
Quando o lago drena, fá-lo depressa - numa escala de horas a dias. Nas imagens de satélite, a superfície azul-viva que existia antes dá lugar, de repente, a uma área opaca e quebradiça. Onde havia água calma, surge um padrão intricado de fendas.
A partir de 2019, os cientistas do AWI observaram uma geometria nova e marcante nesses campos de fracturas: grandes formações triangulares a irradiar para fora da bacia drenada. Estas estruturas diferem dos padrões mais circulares, semelhantes a dolinas, que costumam aparecer quando lagos superficiais drenam noutros glaciares.
“Os campos de fracturas triangulares funcionam como funis gigantes, canalizando água para aberturas no gelo com dezenas de metros de largura.”
Essas aberturas são chamadas moulins - poços quase verticais que actuam como ralos na superfície do glaciar, conduzindo a água de fusão directamente até à base, por vezes a mais de um quilómetro de profundidade. Assim que o lago ultrapassa um nível crítico, os moulins conseguem escoar quantidades enormes de água num intervalo muito curto.
Imagens obtidas por aeronaves e por satélites indicam que, mesmo após uma drenagem importante, a água continua a circular pelos moulins durante algum tempo. Ou seja, o glaciar não é “lavado” por um único pico; recebe, antes, pulsos repetidos de água de degelo.
O comportamento estranho do gelo “vivo”
O estudo também sublinha que o gelo pode comportar-se de formas pouco intuitivas. Em escalas de anos e décadas, o gelo glaciário escoa como um líquido muito espesso; porém, em períodos mais curtos, também se dobra e recupera como um material elástico.
Esta natureza dupla ajuda a perceber porque é que o sistema de fracturas triangulares dura tanto. À superfície, as fendas permanecem visíveis e praticamente inalteradas durante anos. No interior, medições por radar mostram que os canais se transformam, estreitam e fecham parcialmente à medida que o gelo flui e volta a congelar, mas sem desaparecerem por completo.
Isso significa que cada época de degelo no verão não recomeça do zero. Fragilidades já existentes podem ser reactivadas quando chega nova água de fusão - o que pode explicar por que razão o lago tem drenado com mais frequência nos últimos anos.
- Comportamento viscoso: o gelo desloca-se lentamente encosta abaixo sob o seu próprio peso.
- Comportamento elástico: quando sujeito a tensão rápida, o gelo pode flectir, fracturar e recuperar.
- Resultado: sistemas de fracturas duradouros que podem reabrir quando a pressão da água aumenta.
Quando a água levanta um glaciar inteiro
Uma bolha escondida sob o gelo
Uma das conclusões mais impressionantes do estudo do AWI surge a partir de sombras subtis em fotografias aéreas e de ecos registados por radar de penetração no gelo.
Ao longo de certas linhas de fractura, as duas margens da fenda não ficam à mesma altura. Um dos lados aparece ligeiramente elevado, sugerindo que o gelo foi empurrado para cima a partir de baixo. A maior elevação está localizada exactamente sob a antiga bacia do lago.
“Grandes volumes de água drenada parecem ter-se acumulado sob o glaciar, formando um lago subglaciário pressurizado que levanta fisicamente a língua glaciar acima dele.”
Perfis de radar revelam algo que se assemelha a uma bolha de água retida sob o glaciar. Essa pressão adicional força o gelo a subir, deformando a superfície em vários metros. De forma notável, mais de 15 anos após a primeira drenagem grande, as fracturas superficiais associadas a essa elevação continuam visíveis.
Este levantamento altera mais do que a forma do glaciar. Quando a pressão da água na base aumenta, 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 logo após episódios de drenagem.
Estará o glaciar a entrar num novo estado?
Combinando imagens de satélite, radar aerotransportado e simulações computacionais, a equipa reconstituiu o modo 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 captam tanto o comportamento de escoamento como o de “mola” do gelo - para testar se estas vias de drenagem conseguem voltar a encerrar totalmente ou se, pelo contrário, cada evento deixa o sistema um pouco mais preparado para o seguinte.
“A questão-chave agora é saber se drenagens repetidas empurraram o glaciar para um modo de comportamento diferente e menos estável.”
Ao longo de cerca de uma década, o lago passou de erupções esporádicas para um padrão mais regular de drenagens rápidas e repetidas. Cada evento injeta um pulso extremo de água de degelo no “ventre” do glaciar, alterando as condições basais em escalas de horas a dias.
Os investigadores questionam-se agora se o glaciar ainda consegue regressar todos os anos a uma configuração de inverno mais tranquila, ou se já ultrapassou um limiar em que fracturas e canais ficam como estruturas semi-permanentes, prontas a reactivar assim que o degelo recomeça.
Porque é que um lago importa para o nível do mar global
Fendas a subir cada vez mais no glaciar
Os detalhes de um único lago num único glaciar podem parecer um tema estritamente local. No entanto, para quem modela mantos de gelo, este sistema fornece dados raros sobre a ligação entre a fusão à superfície e a canalização profunda e oculta dentro de grandes massas de gelo.
À medida que a atmosfera aquece, a zona onde os lagos de degelo se podem formar está a avançar para o interior e para altitudes mais elevadas na encosta do 79°N Glacier. Em comparação com a década de 1990, novas fracturas e lagos estão hoje a afectar uma área maior da língua glaciar.
Este mecanismo não é exclusivo do nordeste da Gronelândia. Por toda a calote, surgem milhares de lagos sazonais a cada verão. Alguns congelam de novo sem mais consequências. Outros drenam de forma catastrófica, abrindo caminho através de centenas de metros de gelo. Até agora, tem sido difícil para os modelos representar estes episódios de forma realista.
| Processo | Efeito no glaciar |
|---|---|
| Fusão à superfície e formação de lago | 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 basal | Reduz a fricção e pode acelerar o escoamento do gelo |
| Ciclos repetidos de drenagem | Mantém fracturas e canais e altera o comportamento do glaciar |
O estudo do AWI disponibiliza geometrias medidas de fracturas, momentos de drenagem e evidências de características internas duradouras que agora podem ser integradas em modelos numéricos da calote da Gronelândia. Modelos melhores, por sua vez, ajudam a reduzir a incerteza sobre a rapidez com que o gelo passará para o oceano à medida que o planeta aquece.
Termos-chave e o que significam na prática
Alguma da linguagem técnica associada a esta investigação esconde ideias simples:
- Moulin: poço quase vertical no gelo que transporta água da superfície para a base de um glaciar. É como um cano de drenagem gigante, escavado pela própria água em movimento.
- Lago subglaciário: massa de água líquida presa por baixo do gelo. Pode ser um pequeno reservatório ou uma bacia extensa ao longo de quilómetros.
- Modelação viscoelástica: forma de simular materiais que tanto escoam como recuperam elasticamente. Nos glaciares, ajuda a prever como o gelo racha, flecte e se deforma.
- Língua glaciar: extensão longa e estreita de gelo que flutua no mar, mantendo-se ligada, em terra, à calote principal.
Compreender estes processos também torna mais nítida a percepção do risco. Uma língua glaciar enfraquecida por fracturas pode desintegrar-se com maior facilidade quando exposta a tempestades, ao aquecimento do oceano ou a volumes adicionais de água de degelo. Se se soltarem grandes blocos, perde-se uma espécie de “porta” natural que ajuda a travar o gelo dos vales interiores antes de este alcançar o oceano.
Uma preocupação emergente é o efeito combinado da fusão superficial e do calor oceânico. Água do mar mais quente pode adelgaçar a língua flutuante por baixo, ao mesmo tempo que lagos e fendas a minam por cima. Essa dupla pressão pode encurtar a vida de estruturas como a língua do 79°N Glacier, antecipando a transferência de mais gelo para o oceano aberto.
Os investigadores já estão a correr cenários futuros em que as épocas de degelo se prolongam e os lagos se formam mais cedo no ano. Nestas simulações, os episódios de drenagem tornam-se mais frequentes, os sistemas de água basal mantêm-se activos por mais tempo e a língua glaciar responde com maior velocidade de escoamento e flexão. Embora os números exactos variem entre modelos, a direcção é consistente: este comportamento de “fracturar e drenar” deverá intensificar-se à medida que o Árctico aquece.
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