O Beaufort Gyre é um enorme, Piscina de 600 milhas de largura de redemoinho de frio, água doce no Oceano Ártico, ao norte do Alasca e Canadá. No inverno, esta corrente é coberta por uma espessa camada de gelo. Cada verão, conforme o gelo derrete, o giro exposto reúne o gelo do mar e o escoamento do rio, e puxa para baixo para criar um enorme reservatório de água doce gelada, igual ao volume de todos os Grandes Lagos combinados.

Cientistas do MIT identificaram agora um mecanismo chave, que eles chamam de "governador do oceano de gelo, "que controla a velocidade com que o Gyre Beaufort gira e quanta água doce ele armazena. Em um artigo publicado hoje em Cartas de pesquisa geofísica , os pesquisadores relatam que a cobertura de gelo do Ártico basicamente estabelece um limite de velocidade para o giro do giro.

Nas últimas duas décadas, como as temperaturas aumentaram globalmente, o gelo de verão do Ártico diminuiu progressivamente de tamanho. A equipe observou que, com menos gelo disponível para controlar o giro do Beaufort Gyre, a corrente acelerou nos últimos anos, recolhendo mais gelo marinho e expandindo em volume e profundidade.

Se as temperaturas globais continuarem a subir, os pesquisadores esperam que o mecanismo que governa o giro do giro diminua. Sem regulador para limitar sua velocidade, os pesquisadores dizem que o giro provavelmente fará a transição para "um novo regime" e, eventualmente, transbordará, como uma banheira transbordando, liberando grandes volumes de frio, água doce no Atlântico Norte, que podem afetar o clima global e a circulação oceânica.

"Essa mudança na cobertura de gelo no Ártico está mudando o sistema que impulsiona o Giro Beaufort, e mudando sua estabilidade e intensidade, "diz Gianluca Meneghello, um cientista pesquisador do Departamento da Terra do MIT, Ciências Atmosféricas e Planetárias. “Se toda essa água doce for liberada, vai afetar a circulação do Atlântico. "

Meneghello é co-autor do artigo, junto com John Marshall, o Cecil e Ida Green Professor de Oceanografia, Jean-Michel Campin e Edward Doddridge do MIT, e Mary-Louise Timmermans, da Universidade de Yale.

Um "novo oceano Ártico"

Houve um punhado de vezes no passado registrado em que o giro Beaufort transbordou, começando com a Grande Anomalia de Salinidade no final dos anos 1960, quando o giro enviou uma onda de frio, água doce para o sul. A água doce tem o potencial de amortecer a circulação do oceano, afetando as temperaturas da superfície e talvez tempestades e clima.

Eventos semelhantes podem ocorrer se o gelo ártico que controla a rotação do Giro Beaufort continuar a diminuir a cada ano.

"Se este governador do oceano de gelo for embora, então acabaremos basicamente com um novo oceano Ártico, "Marshall diz.

"A natureza tem um governador natural"

Os pesquisadores começaram a investigar a dinâmica do Giro Beaufort há vários anos. Naquela hora, eles usaram medições feitas por satélites entre 2003 e 2014, para rastrear o movimento da cobertura de gelo do Ártico, junto com a velocidade do vento ártico. Eles usaram essas medições de gelo e velocidade do vento para estimar a velocidade com que o Giro Beaufort deve estar afundando, ou girando sob o gelo. Mas o número que obtiveram era muito menor do que o esperado.

"Achamos que havia um erro de codificação, "Marshall relembra." Mas acontece que havia algo mais chutando de volta. "Em outras palavras, deve haver algum outro mecanismo que estava limitando, ou desacelerando, o giro do giro.

A equipe recalculou a velocidade do giro, desta vez, incluindo estimativas da atividade da corrente oceânica dentro e ao redor do giro, que eles inferiram de medições de satélite das alturas da superfície do mar. A nova estimativa, Meneghello diz, era "muito mais razoável".

Neste novo artigo, os pesquisadores estudaram a interação do gelo, vento, e as correntes oceânicas em mais profundidade, usando alta resolução, representação idealizada da circulação oceânica com base no Modelo de Circulação Geral do MIT, construído pelo grupo de Marshall. Eles usaram este modelo para simular a atividade sazonal do Giro Beaufort à medida que o gelo ártico se expande e recua a cada ano.

Eles descobriram que na primavera, conforme o gelo ártico derrete, o giro é exposto ao vento, que atua para agitar a corrente do oceano, fazendo com que ele gire mais rápido e retire mais água doce do escoamento do rio Ártico e do gelo derretido. No inverno, à medida que o manto de gelo do Ártico se expande, o gelo atua como uma tampa, protegendo o giro dos ventos que se movem rapidamente. Como resultado, o giro gira contra a parte inferior do gelo e, eventualmente, diminui a velocidade.

"O gelo se move muito mais devagar do que o vento, e quando o giro atinge a velocidade do gelo, neste ponto, não há atrito - eles estão girando juntos, e não há nada aplicando estresse [para acelerar o giro], "Meneghello diz." Este é o mecanismo que rege a velocidade do giro. "

“Em sistemas mecânicos, o governador, ou limitador, entra em ação quando as coisas estão indo muito rápido, "Marshall acrescenta." Descobrimos que a natureza tem um governador natural no Ártico. "

Marshall e Meneghello notam que, como as temperaturas árticas aumentaram nas últimas duas décadas, e o gelo do verão diminuiu a cada ano, a velocidade do Beaufort Gyre aumentou. Suas correntes tornaram-se mais variáveis ​​e imprevisíveis, e são apenas ligeiramente retardados pelo retorno do gelo no inverno.

"Em algum ponto, se esta tendência continuar, o giro não consegue engolir toda essa água doce que está puxando, "Marshall diz. Eventualmente, o dique provavelmente vai quebrar e o giro vai estourar, liberando centenas de bilhões de galões de frio, água doce no Atlântico Norte.

Um giro Beaufort cada vez mais instável também poderia perturbar o haloclino do Ártico - a camada de água do oceano subjacente à água doce fria do giro, que o isola de muito mais profundo, mais quente, e água mais salgada. Se o haloclino for de alguma forma enfraquecido por um giro mais instável, isso pode encorajar águas mais quentes a subir, derretendo ainda mais o gelo do Ártico.

"Isso é parte do que estamos vendo em um mundo em aquecimento, "Marshall diz." Sabemos que as temperaturas médias globais estão subindo, mas as temperaturas do Ártico estão subindo ainda mais. Portanto, o Ártico é muito vulnerável às mudanças climáticas. E vamos viver um período em que o governador vai embora, essencialmente."

Esta história foi republicada por cortesia do MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), um site popular que cobre notícias sobre pesquisas do MIT, inovação e ensino.