Mais de dois meses atrás, A pesquisadora da EPFL Julia Schmale se juntou à tripulação do Polarstern, um navio quebra-gelo de pesquisa alemão que está à deriva lentamente pelas águas congeladas do norte da Sibéria em direção a Svalbard desde setembro do ano passado. O navio está transportando uma equipe internacional de cientistas em uma expedição de pesquisa de um ano, trabalhando em condições incomuns e muitas vezes desafiadoras:clima instável, temperaturas caindo tão baixas quanto –40 ° C, escuridão interminável dando lugar à luz do dia sem fim, e gelo até onde a vista alcança.

A tripulação está realizando pesquisas como parte de uma grande expedição intitulada Observatório Multidisciplinar de Deriva para o Estudo do Clima Ártico, ou MOSAiC para abreviar, que visa obter insights fundamentais sobre as condições do Ártico, o impacto das mudanças climáticas na região e vice-versa a influência da região nas mudanças climáticas globais.

Schmale, um cientista atmosférico, está liderando a equipe de pesquisa atmosférica do observatório. Ela havia planejado um retorno em meados de abril para a Suíça, onde ela foi recentemente nomeada chefe do novíssimo Laboratório de Pesquisa de Ambientes Extremos da EPFL, mas a crise do COVID-19 significa que ela permanecerá a bordo até o início de junho. Schmale não é estranho aos ambientes polares, tendo participado da Expedição de Circunavegação da Antártica (ACE) em 2017. Seu papel nesta última expedição é estudar como as moléculas e partículas aerotransportadas influenciam as formações de nuvens no Ártico. Nesta entrevista, ela fala conosco da linha de frente sobre como viver e trabalhar neste ambiente extremo, como é entrar no bloco de gelo, e os objetivos e métodos de sua pesquisa. A entrevista completa estará disponível em breve no site EPFL Out there.

Como é viver e trabalhar no gelo?

"Imprevisível. O icescape muda com frequência e novas rachaduras, chumbo e sulcos se formam durante a noite, muitas vezes nos impedindo de alcançar nossos locais de pesquisa no gelo. Dependendo de quão severas são as mudanças, talvez precisemos procurar uma nova rota ou reprogramar quaisquer atividades que havíamos planejado. Às vezes, o gelo se torna dinâmico durante o dia, enquanto estamos fora. Quando isso acontecer, ou temos que ficar de olho em nosso caminho de volta ao navio ou seremos chamados de volta pela ponte, onde a equipe de bordo coordena e monitora as atividades no gelo. Antes de sairmos, sempre preenchemos um registro de viagem detalhando quem está indo para onde, que equipamento eles estão carregando e - mais importante - quem está atuando como o guarda do urso polar. A maioria de nós são guardas de ursos polares qualificados, uma função que envolve manter uma vigilância permanente enquanto nossos colegas estão trabalhando. Carregamos uma pistola sinalizadora para assustar os ursos, bem como um rifle para usar se um animal se aproximar de nós muito rapidamente. Em 23 de abril, vimos o primeiro urso em nosso floe desde que chegamos no início de março.

O ambiente é simplesmente lindo. Ainda estava escuro quando chegamos, com apenas uma luz do dia no horizonte. Os locais de pesquisa no floe pareciam distantes, mas eram fáceis de alcançar em gelo plano. Agora, com o sol alto 24 horas por dia, tudo parece muito mais próximo. Mas mover-se é muito mais difícil porque muitas ligações e rachaduras se formaram, especialmente entre o navio e o principal local de pesquisa de nossa equipe. Com temperaturas em torno de –20 ° C, cabos abertos congelam relativamente rápido - cerca de 6 cm em um dia. As vezes, cristas se formam quando as pontas abertas se fecham e podemos acabar cercados por gelo que chega a 6 metros de altura em apenas algumas horas. Em ocasião, podemos ouvir o gelo se movendo e, se acontecer rapido, nós também podemos ver isso. Também é fascinante observar o crescimento das flores congeladas. Nós os experimentamos para aprender sobre sua biogeoquímica.

E quanto ao clima?

Experimentamos todas as condições climáticas do Ártico em nosso tempo aqui. Tivemos temperaturas baixas persistentes de -40 ° C, o que torna o trabalho ao ar livre muito desafiador e torna alguns dos equipamentos do navio inutilizáveis. Março foi particularmente tempestuoso, com ventos fortes e alguns brancos completos. As condições se estabilizaram recentemente, no entanto. Temos céu limpo, sol e ventos fracos - muito parecidos com o inverno nos Alpes. Agora que caímos abaixo de 84 ° N, intrusões de massa de ar quente do Atlântico estão elevando as temperaturas de até 0 ° C, trazendo derretimento superficial e chuva.

Que amostras você está coletando e por quê?

Estou estudando até que ponto as emissões naturais e humanas modificam as nuvens árticas de baixo nível. Essas nuvens desempenham um papel vital na manutenção do equilíbrio de massa e energia do Ártico, porque refletem e absorvem a radiação, e porque contribuem para a cobertura de neve por meio da precipitação. Em geral, as nuvens só se formam na presença de núcleos de condensação de nuvens ou partículas de nucleação de gelo. Estes são um subconjunto de partículas de aerossol que podem se originar de fontes naturais, como a água do mar, emissões de fitoplâncton ou neve soprada, mas também de atividades humanas, como a combustão de combustíveis fósseis, outras emissões industriais e agricultura.

Podemos usar nossa instrumentação de bordo para caracterizar partículas de aerossol em termos de suas propriedades microfísicas e químicas. Variáveis ​​como concentração numérica, distribuição de tamanho de partícula, higroscopicidade, a composição química e a fluorescência nos ajudam a entender sua origem - natural ou humana - e seus efeitos potenciais nas nuvens. Nosso objetivo final é entender até que ponto os processos naturais versus os produzidos pelo homem contribuem para a formação de nuvens e para o equilíbrio de energia no Ártico, e como isso pode mudar à medida que o chamado "Novo Ártico" evolui e as emissões humanas mudam no futuro. Em última análise, esta informação pode ser usada em cenários de mudanças climáticas do Ártico.

O que você aprendeu sobre o ar do Ártico até agora?

Olhando para os dados, Tenho uma imagem quase em tempo real da composição da atmosfera. Quando as massas de ar vêm do norte - do Alto Ártico - a população de aerossóis envelhece, significando de vários dias a semanas, e consiste principalmente em ácido sulfúrico. Este é um fenômeno comum de inverno conhecido como névoa ártica, quando as emissões de dióxido de enxofre - principalmente da atividade humana em latitudes médias e altas - se acumulam durante o inverno. A névoa começou a se formar em novembro. Inicialmente, a concentração era de cerca de 50 partículas por centímetro cúbico. Agora subiu para 200.

Durante condições de tempestade, neve salgada é levantada no ar onde forma partículas de aerossol. O número de partículas depende de vários fatores, incluindo a microestrutura da neve, como estava pressionado pelo vento, e sua rugosidade superficial. Como essas partículas constituem uma parcela significativa da população geral de aerossóis, eles provavelmente desempenham um papel importante na formação de nuvens.

Quando as massas de ar chegam do sul, Contudo, todas essas variáveis ​​são diferentes. As partículas foram processadas por nuvens, e diferem na origem, tamanho e composição química. Meados de abril é a época em que ocorre o florescimento do fitoplâncton no Atlântico. Essas flores emitem sulfeto de dimetila, que é transformado em ácido metanossulfônico - um traçador que agora vemos nas partículas de aerossol. Também encontramos halogênios - ácido iódico e bromo - na população de aerossóis. Estes são de origem mais local, e estão conectados à química da neve e à radiação ultravioleta. E, claro, também vemos partículas de escape do navio, skidoos e helicópteros. Eles carregam uma assinatura distinta que os diferencia de outros tipos de aerossol.

Você pessoalmente observou mudanças no clima do Ártico?

Essa é uma pergunta difícil. Eu não tenho um benchmark confiável porque esta é a primeira vez que eu, como muitos outros membros da equipe, ter estado tão ao norte nesta época do ano. De um modo geral, we didn't anticipate observing so much mobile ice so early in the year. We expected to see a much more consolidated ice pack. But this might not necessarily be a sign of climate change. What was striking, Contudo, was that precipitation fell as rain instead of snow when Atlantic air masses arrived in mid-April.

Is the COVID-19 crisis affecting life on an Arctic research vessel?

Sim, definitely. It's affecting us in two main ways. Primeiro, we're all hearing news from home about how the world has changed and what it means for our families, friends and colleagues. It's a real cause for concern and we talk about the pandemic a lot. Segundo, the outbreak has disrupted the crew changeover schedule. It's taken us several weeks to figure out our options, given the travel restrictions in force around the world. Despite the delays and uncertainty around when we'll return home, I'm happy to report that crew morale is high. We've grown together as a fantastic team of scientists who communicate openly and look out for each other. It's also made my job much easier, as one of the five science team leaders on board.

As someone who's used to spending long periods on boats, how are you coping with living under lockdown?

I'd hardly call this a lockdown. We have a lot more freedom than people back at home. We can still work, go out, hold social gatherings, exercise and eat together. Claro, we can't travel far from the ship and our activity options are limited. But you don't really notice those things when you're surrounded by such a fascinating environment, making friends and building new working relationships. Contudo, it's been an immensely satisfying and rewarding experience."