Relatos sobre o rápido derretimento do manto de gelo da Antártica Ocidental geralmente referem-se a quanto o derretimento poderia adicionar aos níveis globais do mar - como se o derretimento elevasse o oceano uniformemente, como uma pia enchendo. A realidade é muito diferente. A água da Antártica Ocidental acabará elevando o nível do mar mais em Los Angeles e Miami do que no Rio de Janeiro, por exemplo, embora o Brasil esteja milhares de milhas mais perto da Antártica do que os Estados Unidos.

Como nós sabemos? Os cientistas observaram pela primeira vez este padrão oceânico usando dados da missão do satélite Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) da NASA, que terminou em outubro passado, após 15 anos de operação. Quando a missão GRACE Follow-On da NASA / Centro Alemão de Pesquisa para Geociências (GRACE-FO) for lançada da Base da Força Aérea de Vandenberg na Califórnia Central no próximo mês, ele assumirá o trabalho de monitorar o derretimento do gelo polar. Isso dará aos cientistas uma oportunidade renovada de compreender alguns dos muitos processos que levam a diferentes taxas de aumento do nível do mar em diferentes litorais. Já que o escoamento do derretimento dos mantos de gelo e geleiras atualmente é responsável por cerca de dois terços do aumento global do nível do mar, compreender esses processos relacionados ao derretimento é uma peça crítica para entender a mudança do nível do mar em uma escala regional.

A atração gravitacional de uma camada de gelo atrai a água do mar dos oceanos próximos e faz com que ela se acumule ao longo da costa. Quando o manto de gelo derrete e perde massa, a atração gravitacional é reduzida, fazendo com que o nível do mar próximo caia. Ao mesmo tempo, a água de degelo adicional no oceano causa aumento do nível do mar - mas sobe ainda mais longe da fonte de degelo. A queda do nível do mar próximo ao manto de gelo e a elevação do nível do mar mais longe estão conectados como as pontas de uma gangorra sobe e desce. Uma vez que cada manto de gelo e geleira tem uma localização e tamanho únicos, cada um cria um padrão de gangorra diferente, tão individual quanto uma impressão digital.

Os cientistas teorizaram que esses padrões de impressão digital existiam, mas apenas os detectou de forma observacional pela primeira vez em setembro de 2017 usando dados do GRACE.

As impressões digitais da Groenlândia e da Antártica alcançam o equador, de modo que as massas de terra de latitudes baixas e médias são afetadas pelo derretimento de ambas as regiões. Essas linhas costeiras podem ser afetadas mais fortemente pela perda de gelo no hemisfério oposto. Cidade de Nova York, por exemplo, experimenta um aumento ligeiramente maior do nível do mar com o derretimento do gelo na Antártica do que com a Groenlândia. Ou para um exemplo extremo, Estima-se que a perda de gelo da Groenlândia contribua atualmente com 12 vezes mais para o aumento do nível do mar na Cidade do Cabo, África do Sul, do que a subida do mar em Londres, embora Londres tenha 8 anos, 000 milhas mais perto da Groenlândia.

Como funciona o GRACE-FO

GRACE-FO, como GRACE, é projetado para medir mudanças mensais na atração gravitacional que resultam de mudanças na massa na Terra abaixo dos satélites em órbita. Mais de 99 por cento da atração gravitacional média da Terra não muda de um mês para o outro, porque é devido à própria Terra sólida - sua superfície e seu interior. Água, Contudo, move-se continuamente em quase todos os lugares:a chuva cai, o fluxo das correntes oceânicas, o gelo derrete e assim por diante. Como os satélites gêmeos GRACE-FO orbitam a Terra, um seguindo de perto o outro, essas massas em movimento alteram a atração gravitacional abaixo dos dois satélites, mudando a distância entre eles muito ligeiramente. O registro dessas mudanças é analisado para criar mapas mensais das variações e redistribuição da massa da Terra perto da superfície.

Impressões abaixo da superfície da Terra

Outro efeito da mudança na massa do derretimento do gelo envolve não apenas a recente perda de gelo, mas o derretimento em escala continental que terminou por volta de 6, 000 anos atrás. Esse antigo evento ainda tem repercussões no nível do mar nos litorais de hoje.

Frank Webb do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, Califórnia, o cientista do projeto para GRACE-FO, usou a analogia da espuma da memória para descrever esse efeito. "Quando você se deita em uma cama de espuma com memória, você afunda nele. Quando você se levanta, ele rebate, lentamente. Pode haver uma ligeira protuberância ao redor de onde você estava deitado. "Da mesma forma, uma camada de gelo pressiona a camada viscosa do manto da Terra, cerca de 50 milhas abaixo da superfície. Ao longo de milênios, o gelo pesado empurra a camada superficial para dentro do manto, e o material do manto se projeta em outro lugar. Quando um manto de gelo derrete, o manto flui de volta na direção reversa, em um processo que dura milênios depois que o gelo desaparece.

A placa tectônica norte-americana ainda está se recuperando da perda de massa no final da última era glacial. Naquela hora, Hoje, o Canadá e a Groenlândia foram enterrados sob um gelo espesso, enquanto a maior parte do que hoje são os Estados Unidos permaneceu sem gelo. O manto fluiu sob o Canadá e cresceu sob os Estados Unidos. Hoje, conforme o fluxo se move na direção oposta, o lado americano da placa norte-americana está afundando muito lentamente, e o Canadá está crescendo.

Mesmo se não houvesse outras mudanças ocorrendo nos oceanos de hoje, esses movimentos para cima e para baixo da Terra sólida fariam com que os níveis do mar mudassem na atual costa leste dos EUA. Como isso é, eles adicionam ou neutralizam outras influências no nível do mar.

The Bottom Line

Desde a missão GRACE original lançada em 2002, suas medições mostraram que a Groenlândia tem perdido cerca de 280 gigatoneladas de gelo por ano em média, e as perdas na Antártica chegam a quase 120 gigatoneladas por ano. (Um gigaton de água encheria cerca de 400, 000 piscinas olímpicas.) Os dados também mostraram que a taxa de perda acelerou de 2003 a 2013 em cerca de 25 gigatoneladas por ano todos os anos na Groenlândia, e 11 gigatoneladas por ano todos os anos na Antártica. Embora consideráveis ​​incertezas permaneçam, as medições do GRACE nos últimos 15 anos deixam os cientistas e planejadores preocupados com o fato de que a elevação do nível do mar será medida em pés em vez de polegadas até o final do século.

Combinado, esses outros efeitos das mudanças gravitacionais à medida que o gelo derrete na Groenlândia e na Antártica podem adicionar ou subtrair 25 a 50 por cento de uma mudança regional no nível do mar causada apenas pelo derretimento do gelo.

Ainda restam dúvidas sobre todos esses processos. Por exemplo, quanta variação natural existe na taxa de perda de gelo que estamos observando atualmente? Como a perda de gelo em algumas regiões interage com os padrões naturais do clima, como o El Niño? Apesar de 15 anos de alta qualidade, dados globais e quase ininterruptos do GRACE já produziram uma infinidade de descobertas, o registro de dados mais longo do GRACE-FO é essencial para separar o sinal da evolução climática de longo prazo dos efeitos de curto prazo desses padrões climáticos recorrentes.