Em março de 2002, quando as imagens de satélite mostraram que 1.300 milhas quadradas da plataforma de gelo Larsen B da Antártica - uma placa maior do que o estado de Rhode Island - se fragmentou em uma massa de blocos de gelo flutuantes, os cientistas começaram a ver as regiões polares da Terra de uma nova maneira.

"De repente, a possibilidade de que o aquecimento global pudesse causar uma mudança rápida no mundo polar gelado era real, "disse o geofísico polar Robin Bell, cientista-chefe do Changing Ice, Iniciativa Changing Coastlines no Observatório Terrestre Lamont Doherty de Columbia. Quando Larsen B se separou, as geleiras que alimentam a plataforma de gelo começaram a deslizar mais rapidamente para o mar, adicionando ao seu volume. "Por muito tempo, as pessoas não pensaram que as plataformas de gelo importavam, mas quando Larson B se separou e vimos os fluxos de gelo acelerar, sabíamos que eram importantes. "

Em resposta, Bell e seus colegas desenvolveram um projeto para monitorar o maior bloco de gelo flutuante do mundo. Por dois anos, o Projeto Rosetta-Ice sobrevoou a plataforma de gelo Ross da Antártica, reunindo uma visão sem precedentes de sua estrutura e dicas de como essa estrutura está mudando ao longo do tempo. Rosetta vai voar pela última vez neste outono, mas o legado científico do projeto continua a prosperar nas próximas décadas.

Por que as prateleiras de gelo são importantes

Os grandes mantos de gelo que cobrem a Groenlândia e a Antártica retêm água suficiente para elevar o nível global do mar em mais de 60 metros. Para contexto, um terço da população mundial vive a cerca de 300 pés do nível do mar, e muitas das maiores cidades do planeta estão situadas perto do oceano. Prateleiras de gelo - plataformas flutuantes de gelo - ajudam a manter os mantos de gelo com segurança na terra.

A plataforma de gelo Ross cobre uma área do tamanho da França, mede algumas centenas de metros de espessura e desempenha um papel crítico na manutenção do manto de gelo da Antártica Ocidental, reforçando o gelo que se move constantemente sobre a superfície da terra. Onde os mantos de gelo da Antártica oriental e ocidental fluem para o mar, geleiras e correntes de gelo se aglutinam para formar a plataforma de gelo. À medida que o gelo continua a fluir, a água do mar pode causar derretimento e recongelamento na base da plataforma. Na frente da plataforma de gelo, icebergs se desprendem, deixando uma falésia de gelo que atinge até 50 metros acima da superfície do mar. Essas interações entre o oceano, gelo e rocha levantam muitas questões que a equipe da Rosetta espera responder.

Prateleiras de gelo, como icebergs, estão principalmente abaixo da linha de água. Isso significa que a maior parte da prateleira não é visível a olho nu. Dez anos atrás, os cientistas queriam encontrar uma maneira de estudar como o gelo, oceano, e a terra subjacente interagem para que pudessem identificar mudanças potenciais na plataforma de gelo por causa das mudanças climáticas. Então, Bell e um colega desenvolveram a ideia de um projeto que alcançaria esse nível de compreensão da plataforma de gelo Ross. No momento, o equipamento sofisticado necessário para rastrear acima e mergulhar abaixo e dentro da plataforma de gelo ainda não tinha sido desenvolvido.

Isso mudou com a Lei Americana de Recuperação e Reinvestimento de 2009. A equipe de Bell recebeu uma concessão multimilionária para desenvolver o IcePod, um sistema de imagem de gelo integrado que pode medir em detalhes a superfície e o leito de gelo. O sistema está contido em um pod que é montado na porta traseira de uma aeronave. O pod é equipado com instrumentos que coletam uma série de medições e é implantado para missões de rotina e direcionadas na Antártica e na Groenlândia. Com a capacidade de coletar regularmente dados simultâneos sobre a mudança no volume de gelo e os processos subjacentes, O IcePod permite que os pesquisadores examinem não apenas "quão rápido" as camadas de gelo estão mudando, mas "por quê".

"Percebendo que agora tínhamos as ferramentas, montamos um projeto e nos tornamos a primeira equipe a estudar sistematicamente a plataforma de gelo Ross em 50 anos, "disse Bell.

O Projeto Rosetta-Ice, nomeado para a pedra enigmática que contém um decreto escrito em três línguas que levou à decodificação dos hieróglifos egípcios, é um grande projeto multidisciplinar e multiinstitucional com vários objetivos principais vinculados a diferentes partes do sistema de plataforma de gelo. A equipe Rosetta, que inclui cientistas de Lamont, Scripps Institution of Oceanography, Colorado College, Pesquisa da Terra e do Espaço, e GNS Science da Nova Zelândia, recebeu financiamento da Fundação Gordon and Betty Moore, a National Science Foundation, a Fundação Old York, e apoiadores de crowdfunding para estudar como o gelo, oceano, e a terra subjacente interagem. As descobertas do projeto ajudarão a determinar a estabilidade das camadas de gelo que fluem para a plataforma de gelo.

Vendo através do gelo

Os instrumentos do IcePod incluem dois radares para fazer imagens através do gelo, lidar para medir a superfície do gelo, câmeras para imagens de superfície, e um magnetômetro para entender melhor a tectônica e a origem do leito abaixo da plataforma de gelo. Junto com os instrumentos IcePod, o projeto usa gravímetros para desenvolver um mapa da profundidade do fundo do mar sob a plataforma de gelo. A gravidade é um dado crítico neste projeto, já que o radar não consegue captar imagens através da água sob a plataforma de gelo.

"O projeto é muito parecido com a Pedra de Roseta, "disse a cientista polar de Lamont, Margie Turin." A pedra histórica foi inscrita em três scripts diferentes, cada um contando a mesma história, mas em uma língua diferente. Quando combinados, a informação foi suficiente para permitir aos estudiosos decodificar uma língua antiga. O Projeto Rosetta na Antártica também reúne três roteiros diferentes, 'mas neste caso eles são escritos por três sistemas terrestres; o gelo, o oceano, e a cama subjacente, cada um tem uma história para contar. Mapeados juntos, esses três sistemas podem ser usados ​​para desvendar os mistérios da história do gelo antártico nesta região e nos ajudar a desenvolver modelos para prever mudanças futuras no gelo antártico. "

As plataformas de gelo são vulneráveis ​​em duas direções:aquecendo o ar acima e aquecendo a água abaixo. Os cientistas têm medido a temperatura do ar há vários anos, mas medir a temperatura da água sob o gelo é mais difícil. Bell e seus colegas do Projeto Rosetta-Ice têm voado transectos pela plataforma de gelo nos últimos dois anos, usando IcePod para mapear a plataforma de gelo flutuante e o fundo do mar abaixo dela, procurando em particular por calhas onde água menos fria possa entrar e derreter a plataforma de gelo por baixo. Eles podem localizar áreas de alto risco, mas eles não podem medir a temperatura da água a partir do ar. A implantação de flutuadores perto dessas áreas de alto risco oferece uma solução de baixo custo. Durante o verão polar do ano passado, a equipe da Rosetta lançou seis carros alegóricos ALAMO (Micro Observer Autônomo de Lançamento Aéreo). Esses tubos de metal cheios de instrumentos científicos foram lançados de pára-quedas nas águas geladas do Mar de Ross da Antártica, marcando uma nova fronteira na pesquisa polar. Os flutuadores ALAMO são os primeiros exploradores desse tipo a começar a traçar o perfil da água adjacente à plataforma de gelo Ross da Antártica e enviar dados em tempo real. Sua missão:encontrar vulnerabilidades onde a água mais quente (mas ainda perto do congelamento) do fundo do oceano pode estar infiltrando-se sob a plataforma de gelo e derretendo-a por baixo.

Este ano, os flutuadores mediram a temperatura da água em todas as profundidades, descendo e subindo a cada quatro dias e movendo-se horizontalmente com as correntes. Cada vez que eles surgem, eles ligam para casa, retransmitindo suas medições mais recentes para um satélite, que então transmite os dados para cientistas de todo o mundo.

O mapa da plataforma de gelo de Rosetta agora está quase completo. Em outubro de 2017, a equipe embarcará em sua missão final. Durante esta expedição de dois meses, eles farão uma série de voos de oito horas, seccionando a plataforma de gelo e completando o conjunto de dados.

"Ainda temos muito trabalho pela frente apenas para colocar em prática o mapeamento básico para que possamos obter previsões melhores e precisas sobre o que a Antártica pode fazer no futuro, "disse Kirsty Tinto, um membro do grupo de geofísica polar de Lamont e uma liderança na Rosetta.

Depois de concluído, o Projeto Rosetta-Ice será um marco crítico na ciência do clima.

"Esses dados serão a base para as pessoas entenderem como as plataformas de gelo funcionaram por décadas, "disse Bell." As pessoas vão poder voltar e medir o gelo exatamente para onde voamos para ver as mudanças. Vai se tornar um conjunto de dados de referência. É uma coisa linda. "