O oceano que circunda a Antártica desempenha um papel crucial na regulação do balanço de massa da cobertura de gelo do continente. Agora sabemos que o afinamento do gelo que afeta quase um quarto da camada de gelo da Antártica Ocidental está claramente ligado ao oceano.

A conexão entre o Oceano Antártico e o manto de gelo da Antártica encontra-se em plataformas de gelo - enormes placas de gelo glacial, muitas centenas de metros de espessura, que flutuam no oceano. As plataformas de gelo se movem contra os litorais e ilhas e reforçam o fluxo de gelo no solo. Quando o oceano causa a erosão das plataformas de gelo por baixo, esta ação de reforço é reduzida.

Embora algumas plataformas de gelo estejam diminuindo rapidamente, outros permanecem estáveis, e a chave para entender essas diferenças está nos oceanos ocultos sob as plataformas de gelo. Nossa pesquisa publicada recentemente explora os processos oceânicos que levam ao derretimento da maior plataforma de gelo do mundo. Isso mostra que um processo frequentemente esquecido está levando ao derretimento rápido de uma parte importante da prateleira.

Derretimento das impressões digitais do oceano no manto de gelo

A rápida perda de gelo da Antártica está frequentemente associada a Circumpolar Deep Water (CDW). Esta massa de água relativamente quente (+ 1C) e salgada, que é encontrado em profundidades abaixo de 300 metros ao redor da Antártica, pode levar ao derretimento rápido. Por exemplo, no sudeste do Pacífico, ao longo da costa do Mar de Amundsen, no oeste da Antártica, O CDW cruza a plataforma continental em canais profundos e entra nas cavidades da plataforma de gelo, levando a rápida fusão e desbaste.

Interessantemente, nem todas as plataformas de gelo estão derretendo rapidamente. As maiores plataformas de gelo, incluindo as vastas plataformas de gelo Ross e Filchner-Ronne, parecem perto do equilíbrio. Eles estão amplamente isolados do CDW pelas águas frias que os cercam.

Os efeitos contrastantes do CDW e das águas frias da plataforma, combinado com sua distribuição, explicar muito da variabilidade no derretimento que observamos ao redor da Antártica hoje. Mas, apesar dos esforços contínuos para sondar as cavidades da plataforma de gelo, esses mares ocultos permanecem entre as partes menos exploradas dos oceanos da Terra.

É dentro desse contexto que nossa pesquisa explora um novo e arduamente conquistado conjunto de dados de observações oceanográficas e taxas de derretimento da maior plataforma de gelo do mundo.

Abaixo da plataforma de gelo Ross

Em 2011, usamos um poço de 260 metros de profundidade que foi derretido no canto noroeste da plataforma de gelo de Ross, sete quilômetros do oceano aberto, implantar instrumentos que monitorem as condições do oceano e as taxas de derretimento sob o gelo. Os instrumentos permaneceram no local por quatro anos.

As observações mostraram que longe de ser uma água parada tranquila, as condições abaixo da plataforma de gelo mudam constantemente. Temperatura da água, salinidade e correntes seguem um forte ciclo sazonal, o que sugere que a água quente da superfície do norte da frente de gelo é atraída para o sul para a cavidade durante o verão.

As taxas de derretimento no local de atracação são em média 1,8 metros por ano. Embora essa taxa seja muito menor do que as plataformas de gelo impactadas por CDW quente, é dez vezes maior do que a taxa média da plataforma de gelo Ross. A forte variabilidade sazonal na taxa de derretimento sugere que este ponto de fusão está ligado ao influxo de verão.

Para avaliar a escala desse efeito, usamos um radar de alta precisão para mapear as taxas de derretimento basal em uma região de cerca de 8, 000 quilômetros quadrados ao redor do local de amarração. Observações cuidadosas em cerca de 80 locais nos permitiram medir o movimento vertical da base de gelo e das camadas internas dentro da plataforma de gelo em um intervalo de um ano. Poderíamos então determinar quanto do desbaste foi causado pelo derretimento basal.

O derretimento foi mais rápido perto da frente de gelo, onde observamos taxas de derretimento de curto prazo de até 15 centímetros por dia - várias ordens de magnitude mais altas do que a taxa média da plataforma de gelo. Taxas de derretimento reduzidas com a distância da frente de gelo, mas o derretimento rápido estendeu-se muito além do local de atracação. O derretimento na região da pesquisa foi responsável por cerca de 20% do total de toda a plataforma de gelo.

A figura maior

Por que essa região da plataforma está derretendo muito mais rapidamente do que em qualquer outro lugar? Como costuma acontecer no oceano, parece que os ventos desempenham um papel fundamental.

Durante o inverno e a primavera, Fortes ventos catabáticos varrem a plataforma de gelo oeste de Ross e expulsam o gelo marinho da costa. Isso leva à formação de uma área livre de gelo marinho, um polynya, onde o oceano está exposto à atmosfera. Durante o inverno, esta área de oceano aberto esfria rapidamente e o gelo marinho cresce. Mas durante a primavera e o verão, a superfície escura do oceano absorve o calor do sol e aquece, formando uma piscina de superfície quente com calor suficiente para conduzir o derretimento observado.

Embora as taxas de derretimento que observamos sejam muito mais baixas do que as observadas nas plataformas de gelo influenciadas pelo CDW, as observações sugerem que, para a plataforma de gelo Ross, o calor da superfície é importante.

Dado que este calor está intimamente ligado ao clima da superfície, é provável que as reduções previstas no gelo marinho no próximo século aumentem as taxas de derretimento basal. Embora o rápido derretimento que observamos seja atualmente equilibrado pelo influxo de gelo, modelos de geleira mostram que esta é uma região estruturalmente crítica, onde a plataforma de gelo é fixada contra a Ilha de Ross. Qualquer aumento nas taxas de derretimento pode reduzir o apoio da Ilha de Ross, aumentando a descarga de gelo terrestre, e, em última análise, aumentam os níveis do mar.

Embora ainda haja muito o que aprender sobre esses processos, e mais surpresas são certas, uma coisa é clara. O oceano desempenha um papel fundamental na dinâmica da camada de gelo da Antártica e para entender a estabilidade da camada de gelo devemos olhar para o oceano.

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.