O segundo maior manto de gelo do mundo, e o maior contribuidor individual para o aumento global do nível do mar, está potencialmente se tornando instável devido ao desenvolvimento de fraturas em resposta ao fluxo de gelo mais rápido e à formação de mais água derretida em sua superfície.

Usando drones personalizados, fortes o suficiente para resistir às condições extremas do Ártico, pesquisadores liderados pela Universidade de Cambridge fizeram as primeiras observações baseadas em drones de como as fraturas se formam sob os lagos de água derretida na camada de gelo da Groenlândia. Essas fraturas causam drenagens catastróficas de lagos, em que grandes quantidades de água superficial são transferidas para o ambiente sensível sob o gelo.

O estudo, publicado no Proceedings of the National Academy of Sciences , mostra como a água é transferida e como o manto de gelo responde. Os pesquisadores descobriram que o fluxo de água derretida expandiu o lago e a drenagem começou quando a borda do lago cruzou uma fratura, que se formou um ano antes.

Cada verão, milhares de lagos se formam na camada de gelo da Groenlândia com o aquecimento. Muitos desses lagos podem drenar em apenas algumas horas, criando cavernas conhecidas como moulins, através do qual a água desce para o fundo do manto de gelo.

Essas cavidades normalmente permanecem abertas pelo restante da estação de derretimento, à medida que a água derretida de riachos e rios na superfície desce sob o gelo. Dado que a camada de gelo tem normalmente um quilômetro de espessura ou mais, o fluxo de água para os moulins pode muito bem ser as maiores cachoeiras do mundo.

Enquanto conduzia a pesquisa em um acampamento na geleira Store, no noroeste da Groenlândia, a equipe testemunhou como essa fratura se tornou ativa e como se propagou 500 metros mais para dentro do lago, fazendo com que o lago drene rapidamente. Em vários voos de drones, a equipe foi capaz de documentar o fluxo de água na fratura e o caminho subsequente da água sob o gelo.

Em uma reconstrução detalhada do evento, que raramente é observado diretamente, O time, que também incluiu pesquisadores das Universidades de Aberystwyth e Lancaster, mostrou como a água de degelo causa a formação de novas fraturas, bem como a expansão de fraturas dormentes.

Em apenas cinco horas, cinco milhões de metros cúbicos de água - o equivalente a 2, 000 piscinas olímpicas - drenadas para o fundo do manto de gelo através da fratura, causando a formação de uma nova cavidade e reduzindo o lago a um terço de seu volume original. Isso fez com que o fluxo de gelo acelerasse de uma velocidade de dois metros por dia para mais de cinco metros por dia conforme a água da superfície era transferida para o leito, o que, por sua vez, elevou o manto de gelo em meio metro.

A filmagem do drone suporta modelos de computador usados ​​pela mesma equipe de pesquisadores para mostrar que a drenagem de lagos derretidos na Groenlândia pode ocorrer em uma reação em cadeia. O novo estudo fornece uma visão de como essas reações em cadeia podem ser desencadeadas, através de lagos que podem drenar através de fraturas existentes.

"É possível que tenhamos subestimado os efeitos dessas geleiras na instabilidade geral da camada de gelo da Groenlândia, "disse o co-primeiro autor Tom Chudley, um Ph.D. aluno da Scott Polar Research e piloto de drone da equipe. "É raro observar esses lagos de drenagem rápida - tivemos a sorte de estar no lugar certo na hora certa."

“Essas geleiras já estão se movendo muito rápido, portanto, o efeito dos lagos pode não parecer tão dramático quanto nas geleiras que se movem mais lentamente em outros lugares, mas o efeito geral é de fato muito significativo, "disse o Dr. Poul Christoffersen, quem liderou a pesquisa. "A data, a maioria das observações são fornecidas por satélites. Isso nos permite ver o que está acontecendo em toda a camada de gelo, mas as observações baseadas em drones fornecem muito mais nuances ao nosso entendimento dessas drenagens de lagos. Também podemos observar a formação e reabertura de fraturas, o que não é possível a partir de satélites. "

Os drones, que foram construídos no Scott Polar Research Institute, eram equipados com piloto automático e navegavam de forma autônoma ao longo de trajetórias de vôo pré-programadas em missões que duravam até uma hora cada. Ao encaixar também o GPS a bordo, a equipe conseguiu localizar geograficamente e juntar centenas de fotos tiradas durante cada pesquisa. As fotos foram usadas para criar reconstruções 3D detalhadas da superfície do manto de gelo.

As descobertas mostram que as geleiras de fluxo rápido na Groenlândia estão sujeitas a forçantes significativas pelo derretimento da superfície. Eles também mostram que as mudanças no fluxo de gelo ocorrem em escalas de tempo muito mais curtas do que as consideradas possíveis até agora.

Christoffersen lidera o projeto RESPONDER, financiado pela UE, do qual este estudo fez parte. A equipe RESPONDER está usando a filmagem do drone para identificar 'pontos críticos' onde a camada de gelo se comporta com sensibilidade.

Usando equipamento de perfuração, a equipe agora está explorando como a água é acomodada no sistema de drenagem basal e como o manto de gelo pode mudar nas próximas décadas à medida que o clima continua a aquecer.

A diferença entre o acúmulo de neve e a perda de gelo na camada de gelo da Groenlândia atualmente é de um bilhão de toneladas de gelo sendo perdidas todos os dias. Esta perda líquida de gelo está crescendo, tornando a camada de gelo da Groenlândia o maior contribuinte individual para o aumento do nível do mar global.