O manto de gelo da Antártica contém gelo suficiente para elevar o nível global do mar em cerca de 54 metros se tudo derreter. Mas dramático, mudanças atraentes nas plataformas de gelo flutuantes da Antártica, como icebergs partindo, são frequentemente destacados nas notícias sem um senso de contexto de longo prazo ou uma conexão clara com o que está causando as mudanças.

A Antártica está perdendo gelo terrestre em um ritmo acelerado, e as observações atuais sugerem que ele se tornará o maior contribuinte para o aumento do nível do mar em meados deste século. Compreender as variações na altura das plataformas de gelo da Antártica - as bordas flutuantes da camada de gelo do continente - pode nos dizer como e por que a Antártica está mudando, e o que isso pode significar para os níveis do mar no futuro.

Nós estudamos as mudanças nas plataformas de gelo da Antártica, junto com nossa colega Laurie Padman da Earth &Space Research, um instituto sem fins lucrativos em Seattle. Um de nós, Helen Amanda Fricker, contribuiu para dois artigos em uma edição especial da revista Nature que reúne o conhecimento atual do estado da Antártica. Aqui está o que vemos acontecendo.

Prateleiras de gelo seguram o gelo no solo

As plataformas de gelo da Antártica fornecem suporte mecânico para conter o fluxo de gelo do continente para o oceano, regulando o ritmo de perda de massa do enorme manto de gelo. Os cientistas chamam esse processo de "reforço, "pois funciona da mesma forma que um contraforte arquitetônico evita que um edifício desmorone.

A redução da massa de uma plataforma de gelo não contribui diretamente para o aumento do nível do mar, uma vez que este gelo já está flutuando no oceano, mas promove uma descarga mais rápida de gelo no solo, o que aumenta o nível do mar. Para entender como a perda de massa da Antártica varia, precisamos entender como as plataformas de gelo crescem e encolhem.

As plataformas de gelo ganham massa principalmente por meio do gelo que flui do continente e da queda de neve local em suas superfícies. Eles perdem massa principalmente pelo derretimento pelo oceano e pelo desprendimento de icebergs.

A Antártica tem mais de 300 plataformas de gelo, e a variação líquida em sua massa é um equilíbrio delicado entre ganhos e perdas. Determinar esse equilíbrio requer a compreensão de como o gelo, oceano, e a atmosfera interagem para impulsionar as mudanças na Antártica. A mudança climática irá alterar o equilíbrio geral entre ganhos e perdas, e determinará o futuro da perda de gelo da Antártica.

O papel crítico dos satélites

As pequenas plataformas de gelo da Antártica são quase a área de pequenas cidades, e seu maior é o tamanho da Espanha. A área total da plataforma de gelo é de cerca de 1,5 milhão de quilômetros quadrados (580, 000 milhas quadradas), quase tão grande quanto a Mongólia. A única maneira viável de monitorar rotineiramente as mudanças em sua massa é por meio de satélites.

Desde o lançamento do Landsat 1 em 1972, dados de satélite nos ensinaram muito sobre o manto de gelo, incluindo sua estrutura em grande escala, propriedades de superfície e taxas de fluxo. Uma síntese recente combinou 150 estimativas independentes de perda de massa da camada de gelo de dados de satélite e modelos atmosféricos para mostrar que a camada de gelo está perdendo mais massa para o oceano a cada ano que passa. As maiores mudanças ocorreram em lugares onde as plataformas de gelo diminuíram ou desmoronaram.

As missões de um único satélite normalmente duram apenas cinco a 10 anos, mas podemos juntar dados de missões consecutivas para aumentar a duração do registro. Isso nos ajuda a separar as tendências de longo prazo da variabilidade natural do clima e desvendar os processos que impulsionam as mudanças nas margens da Antártica.

A Agência Espacial Europeia (ESA) lançou quatro satélites de observação de gelo desde 1992, carregando altímetros de radar para determinar com precisão a distância entre o satélite e a superfície da Terra abaixo dele. Esses dados agora fornecem uma série de tempo contínua de variações na altura da superfície da plataforma de gelo desde o início dos anos 1990. Combinando aumentos e diminuições medidas na altura da superfície com a última geração de modelos climáticos para inferir como a atmosfera mudou, podemos estimar a quantidade de massa que uma plataforma de gelo pode perder para o oceano.

El Niño e La Niña afetam plataformas de gelo

O setor do Oceano Pacífico da camada de gelo da Antártica está experimentando uma perda de massa excepcionalmente alta. Este setor contém a geleira Thwaites, que muda rapidamente, que é o foco de uma nova iniciativa de pesquisa importante entre a U.S. National Science Foundation e o National Environmental Research Council do Reino Unido.

O registro do altímetro de 23 anos revelou perda de massa de longo prazo nas plataformas de gelo do setor do Pacífico. Uma análise mais aprofundada desses dados mostrou que, além disso, o El Niño / Oscilação do Sul (ENSO) - uma variação periódica nas temperaturas da superfície do mar e pressão sobre o oceano Pacífico tropical oriental - causou flutuações adicionais de mudança de altura.

Fortes eventos de El Niño, que normalmente trazem águas oceânicas mais quentes e aumentam a precipitação, aumentar a queda de neve sobre essas plataformas de gelo. Mas também aumentam o degelo causado pelo oceano, remover o gelo da base da placa de gelo. Como a neve é ​​menos densa que o gelo sólido, a massa perdida com o derretimento excede a adicionada pela queda de neve. O resultado é que a massa total da plataforma de gelo, e, portanto, sua capacidade de reforço, na verdade, diminui durante os eventos do El Niño, embora a altura da plataforma de gelo possa aumentar.

O oposto ocorre durante La Niñas, o contador do El Niño, onde as águas tropicais do oceano esfriam. Os cientistas esperam que a precipitação total e a frequência de eventos ENSO extremos aumentem à medida que a atmosfera da Terra aquece, o que implica que as flutuações anuais da espessura e da massa da plataforma de gelo também aumentarão.

As condições atmosféricas afetam a Península Antártica

Uma região mais ao norte na Antártica, a Península Antártica, passou por mudanças surpreendentes nas últimas três décadas. Aqui, várias plataformas de gelo desabaram catastroficamente devido ao aquecimento da atmosfera. Os cientistas veem isso como um canário na mina de carvão:eventos de aquecimento semelhantes podem levar ao colapso de plataformas de gelo mais ao sul, que pode desempenhar um papel maior no futuro aumento do nível do mar.

A extensa cobertura da imprensa sobre o parto de um iceberg do tamanho de Delaware em 2017 da plataforma de gelo Larsen C agravou essas preocupações. Contudo, em um estudo recente, mostramos que a altura das plataformas de gelo remanescentes da Península Antártica em toda a região aumentou desde 2009. Usando modelos atmosféricos apoiados por observações de campo, conectamos essa recuperação de altura a um resfriamento regional que persistiu por vários anos e reduziu o derretimento da superfície no verão. O grande evento de parto foi provavelmente um processo normal de perda de massa, semelhante a um evento maior em 1986. Não há até agora nenhuma indicação clara de que Larsen C está à beira de um colapso.

O papel da atmosfera é apenas parte dessa história. Depois de remover o efeito das altas temperaturas do ar, descobrimos que o oceano continuou a derreter as bases das plataformas de gelo a uma taxa que inclinou as escalas em direção à perda líquida de massa. Na verdade, descobrimos que a atmosfera recentemente desempenhou um papel estabilizador, enquanto o oceano exerce uma influência desestabilizadora contínua, destacando a interação complexa entre a atmosfera, gelo e oceano ao redor da Antártica.

Novos satélites fornecerão mais informações

Com os dados existentes, os cientistas podem começar a decodificar os meandros da evolução da plataforma de gelo para melhorar nossa compreensão do que está influenciando as mudanças e a estabilidade da massa da plataforma de gelo.

Os satélites mostraram que as plataformas de gelo estão diminuindo em geral devido ao aumento do degelo induzido pelo oceano. Além da tendência geral, sinais correspondentes aos processos atmosféricos e oceânicos estão se tornando aparentes, como influências dos ciclos de El Niño e La Niña nos trópicos e mudanças atmosféricas locais.

À medida que o registro do satélite aumenta com o lançamento de novos satélites de órbita polar como o ICESat-2 da NASA em setembro de 2018 e o NISAR em 2020, os cientistas esperam chegar ao ponto em que possamos incluir com segurança esses processos em modelos de resposta da camada de gelo às mudanças climáticas, que irá melhorar as projeções de futura elevação do nível do mar.

Este artigo foi publicado originalmente em The Conversation. Leia o artigo original.