Pela primeira vez, os pesquisadores observaram de perto como as marés do oceano podem aumentar ou diminuir a velocidade do movimento glacial na Antártica. Os novos dados ajudarão os modeladores a prever melhor como as geleiras responderão ao aumento do nível do mar.

Brent Minchew da Caltech (PhD '16) e Mark Simons, junto com seus colaboradores e em cooperação com a Agência Espacial Italiana (ASI), explorou quatro satélites de imagem por radar COSMO-SkyMed no Rutford Ice Stream na Antártica. Os satélites coletaram dados quase contínuos por quase nove meses de uma variedade de ângulos.

O Rutford Ice Stream é um rio de gelo em movimento rápido, aproximadamente 300 quilômetros de comprimento e 25 quilômetros de largura, na Antártica Ocidental. Ele conecta geleiras nas montanhas Ellsworth à plataforma de gelo Filchner-Ronne, um pedaço flutuante de gelo mais ou menos do tamanho da Califórnia. Impulsionado por seu próprio peso, o fluxo de gelo sólido flui colina abaixo em direção ao mar a uma taxa de cerca de um metro por dia, embora essa velocidade varie em até 20% com as marés.

A variabilidade é impulsionada pelas interações do gelo com o oceano. Na maré baixa, o gelo flutuante afunda o suficiente para aterrar no fundo do mar como um navio naufragando, causando um congestionamento de gelo que pode ser detectado até 100 quilômetros rio acima. Quando a maré subir novamente, o gelo se eleva do fundo do mar e flui livremente mais uma vez.

"A maré alta levanta todos os navios, e também levanta todo o gelo, "diz Minchew, um estudante de doutorado na Caltech enquanto conduzia a pesquisa e agora um pesquisador de pós-doutorado do British Antarctic Survey. Minchew é o principal autor de um artigo sobre o estudo publicado pela Journal of Geophysical Research em 22 de novembro.

A corrente de gelo era tão sensível à mudança nas marés que Simons e Minchew puderam detectar as influências individuais das marés solares e lunares.

As marés solares e lunares do planeta são causadas pelo puxão do sol e da lua, respectivamente, na Terra. A maré alta ocorre simultaneamente nos lados da Terra voltados para e para longe do Sol e da Lua, porque suas forças gravitacionais criam uma protuberância, ou maré alta, no planeta.

As marés lunar e solar não estão perfeitamente sincronizadas:os ciclos da maré lunar de alta a baixa a cada 12 horas e meia, enquanto a maré solar dá um ciclo a cada 12 horas. Quando esses dois ciclos se alinham perfeitamente, o mar experimenta suas marés mais fortes. Quando eles estão mais desalinhados, o mar experimenta suas marés mais fracas.

Esforços anteriores para explorar o efeito da maré no movimento glacial dependiam da colocação de um dispositivo GPS diretamente no gelo. Esta técnica, Contudo, fornece informações para apenas um ponto de movimento.

Em vez disso, a equipe do Caltech coletou pares de imagens tiradas do mesmo local no espaço, mas em momentos diferentes, mostrando assim o movimento não apenas de um único ponto, mas o rastreamento contínuo de cada centímetro quadrado da superfície das correntes de gelo. (O gelo não se move como uma massa sólida fixa, em vez disso, flui como um xarope incrivelmente viscoso - seu movimento costuma ser comparado ao de mel frio. Como tal, o movimento de um ponto fornece apenas as informações mais básicas sobre toda a geleira.) Além disso, a variedade de ângulos de visão fornecidos pela constelação de satélites ofereceu informações tridimensionais sobre o movimento do gelo e revelou, por exemplo, que a plataforma de gelo flutuante se moveu mais rapidamente, mostrando assim que o efeito de aterramento foi de fato responsável pelas mudanças na velocidade do gelo.

Estudos sobre o movimento glacial podem fornecer dados importantes para cientistas que buscam modelar como as geleiras responderão aos efeitos das mudanças climáticas.

"A resposta do fluxo de gelo às mudanças no nível do mar e na temperatura do oceano tem um impacto direto no aumento contemporâneo do nível do mar, "diz Simons, professor de geofísica na Caltech. "Quantificar isso é fundamental para compreender como a Antártica irá evoluir nas próximas décadas e séculos, à medida que o clima esquenta e as geleiras que terminam com o mar são expostas à água do oceano mais quente."

Com águas mais quentes e alto nível do mar, as geleiras vão fluir mais rápido para o mar, derretendo mais rapidamente assim que chegarem à água.

Já, o estudo rendeu informações surpreendentes sobre a resistência do gelo e sua capacidade de resistir à deformação devido ao estresse glacial. Acontece que o gelo é mais fraco ao longo das margens dos fluxos glaciais do que se suspeitava anteriormente. A mesma tecnologia e técnica poderia ser usada para estudar o movimento das geleiras em todo o mundo, Minchew diz.