Quando a primavera chega ao Ártico, o rompimento dos mantos de gelo frio do inverno começa na superfície com a formação de lagoas de derretimento. Essas piscinas de neve derretida e gelo escurecem a superfície do gelo, aumentando a quantidade de energia solar que o manto de gelo absorve e acelerando o derretimento. Uma equipe que inclui o matemático da Universidade de Utah, Kenneth Golden, determinou como essas lagoas de derretimento se formam, resolvendo um mistério paradoxal de como uma piscina de água realmente fica sobre gelo altamente poroso. Seus resultados são publicados em Journal of Geophysical Research - Oceans .

"Aqui somos apresentados a este quebra-cabeça fundamental, "Golden diz." Como no mundo você forma lagoas? Quando eles se formam, quão profundos eles são, e sua extensão de área é absolutamente crítica para como o gelo vai derreter. "

Golden estuda a dinâmica do gelo marinho, que é um sistema composto de sólidos e líquidos de salinidade e química variadas. Lagoas de derretimento são o foco de sua pesquisa porque afetam dramaticamente o albedo, ou reflexividade, do gelo do mar, um dos parâmetros mais importantes na modelagem climática. Eles também podem permitir que mais luz penetre no gelo, permitindo que as algas se proliferem na água do mar abaixo.

Em 2014, Dourado, junto com o primeiro autor do estudo, Chris Polashenski, do Laboratório de Engenharia e Pesquisa do Corpo de Engenheiros do Exército dos EUA, e colegas viajaram a bordo do cortador da Guarda Costeira dos EUA, Healy, para o Mar de Chukchi, entre o Alasca e a Sibéria, para investigar a proliferação de algas maciças abaixo do gelo, que foi observada pela primeira vez em 2011. Como parte do estudo, eles precisavam medir a permeabilidade do gelo. A permeabilidade é uma medida de quão bem vazios e canais interconectados dentro de um material permitem que o fluido flua através dele.

A primeira tentativa envolveu perfurar um buraco no gelo abaixo do "nível da borda livre, "ou lençol freático, para ver a rapidez com que a água preencheu o buraco de volta.

"Ele se encheu até o nível da borda livre em cerca de um segundo e meio, "Golden diz, indicando que o gelo era muito permeável para fazer uma medição. Próximo, a equipe tentou adicionar água ao buraco para ver a rapidez com que o nível da água se reequilibrou para o nível da borda livre. Eles planejaram várias tentativas, e percebi que na segunda tentativa, o nível da água caiu muito mais lentamente do que na primeira tentativa.

"E então a terceira vez foi o charme, "Golden diz. A equipe derramou água no buraco e o nível não desceu." Formamos um lago de derretimento! ", Diz ele.

Intrigado, a equipe testou diferentes níveis de salinidade da água em poços e usou corantes para rastrear o progresso da água através do gelo. (A equipe usou corante alimentar vermelho e verde da cozinha do Healy, Golden diz). Todos os experimentos apontaram para um mecanismo claro para a formação de tanques de derretimento.

"O ponto de congelamento da água doce do degelo da neve é ​​zero Celsius, "Golden diz." Mas o gelo em si é talvez -1 ou -1,5. O ponto de congelamento da água do mar é -1,8. Então, basicamente, você está recebendo essa infusão de água doce e há frio suficiente para obstruir os poros. Você está reduzindo a permeabilidade do gelo por este processo de congelamento de água doce na microestrutura porosa. "Com a permeabilidade reduzida, a água derretida pode formar uma poça no topo do gelo.

Outros, incluindo Polashenski, especularam que tal processo pode estar por trás da formação da lagoa de derretimento, Golden diz, mas que sua equipe estava no lugar certo, na hora certa, com o equipamento certo para montar a história em campo. Esperançosamente, ele diz, compreender as condições que levam à formação de lagoas de derretimento pode ajudar os cientistas a prever onde e quando as lagoas podem se formar à medida que as temperaturas do Ártico continuam a subir.