O gelo marinho do Ártico ajuda a manter a temperatura da Terra, já que sua superfície brilhante reflete a energia do Sol de volta ao espaço. Todos os anos, os cientistas usam vários satélites e conjuntos de dados para rastrear quanto do Oceano Ártico está coberto de gelo marinho, mas sua espessura é mais difícil de medir. Os resultados iniciais da nova nuvem de gelo da NASA e do satélite de elevação terrestre 2 (ICESat-2) sugerem que o gelo marinho diminuiu em até 20% desde o final da primeira missão ICESat (2003-2009), ao contrário dos estudos existentes que mostram que a espessura do gelo marinho permaneceu relativamente constante na última década.

A espessura do gelo do mar Ártico caiu drasticamente na primeira década do século 21, conforme medido pela primeira missão do ICESat de 2003 a 2009 e outros métodos. O CryoSat-2 da Agência Espacial Europeia, lançado em 2010, mediu uma espessura relativamente consistente no gelo marinho do Ártico desde então. Com o lançamento do ICESat-2 em 2018, pesquisadores olharam para essa nova maneira de medir a espessura do gelo marinho para avançar no estudo desse registro de dados.

"Não podemos obter espessura apenas com o próprio ICESat-2, mas podemos usar outros dados para derivar a medição, "disse Petty. Por exemplo, os pesquisadores subtraem a altura da neve no topo do gelo marinho usando modelos de computador que estimam a queda de neve. "Os primeiros resultados foram muito encorajadores."

Em seu estudo, publicado recentemente no Journal of Geophysical Research:Oceans , Petty e seus colegas geraram mapas da espessura do gelo marinho do Ártico de outubro de 2018 a abril de 2019 e viram o gelo engrossar durante o inverno, conforme o esperado.

Geral, Contudo, cálculos usando ICESat-2 descobriram que o gelo era mais fino durante esse período de tempo do que os pesquisadores descobriram usando dados do CryoSat-2. O grupo de Petty também descobriu que um declínio pequeno, mas significativo de 20% na espessura do gelo marinho, comparando as medições de fevereiro / março de 2019 ICESat-2 com as calculadas usando o ICESat em fevereiro / março de 2008 - um declínio que os pesquisadores do CryoSat-2 não veem em seus dados.

Estas são duas abordagens muito diferentes para medir o gelo marinho, Petty disse, cada um com suas próprias limitações e benefícios. O CryoSat-2 carrega um radar para medir a altura, ao contrário do lidar do ICESat-2, e o radar passa principalmente pela neve para medir o topo do gelo. Medições de radar como as do CryoSat-2 podem ser prejudicadas pela água do mar inundando o gelo, ele notou. Além disso, ICESat-2 ainda é uma missão jovem e os algoritmos de computador ainda estão sendo refinados, ele disse, o que pode, em última análise, alterar os achados de espessura.

"Acho que vamos aprender muito com essas duas abordagens para medir a espessura do gelo. Elas podem nos fornecer um limite superior e inferior para a espessura do gelo marinho, e a resposta certa está provavelmente em algum lugar entre, "Petty disse." Existem razões pelas quais as estimativas do ICESat-2 podem ser baixas, e as razões pelas quais o CryoSat-2 pode estar alto, e precisamos trabalhar mais para entender e alinhar essas medições. "

ICESat-2 tem um altímetro de laser, que usa pulsos de luz para medir com precisão a altura até cerca de uma polegada. A cada segundo, o instrumento envia 10, 000 pulsos de luz que refletem na superfície da Terra e retornam ao satélite e registram o tempo que leva para fazer essa viagem de ida e volta. A luz reflete na primeira substância que atinge, seja em águas abertas, gelo marinho descoberto ou neve que se acumulou no topo do gelo, portanto, os cientistas usam uma combinação de medições do ICESat-2 e outros dados para calcular a espessura do gelo marinho.

Ao comparar os dados do ICESat-2 com as medições de outro satélite, pesquisadores também criaram os primeiros mapas baseados em satélite da quantidade de neve que se acumulou no topo do gelo do mar Ártico, rastrear este material isolante.

"O gelo do mar Ártico mudou drasticamente desde que o monitoramento de satélites começou, há mais de quatro décadas, "disse Nathan Kurtz, Cientista assistente do projeto ICESat-2 no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. "A extraordinária precisão e capacidade de medição durante todo o ano do ICESat-2 fornecem uma ferramenta nova e estimulante que nos permite compreender melhor os mecanismos que levam a essas mudanças, e o que isso significa para o futuro. "

Com ICESat-2 e CryoSat-2 usando dois métodos diferentes para medir a espessura do gelo - um medindo o topo da neve, o outro, o limite entre a parte inferior da camada de neve e o topo da camada de gelo - mas os pesquisadores perceberam que poderiam combinar os dois para calcular a profundidade da neve.

"Esta é a primeira vez que podemos obter a profundidade da neve em toda a cobertura de gelo marinho do Oceano Ártico, "disse Ron Kwok, um cientista do gelo marinho no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA no sul da Califórnia e autor de outro estudo em JGR Oceans . "A região do Ártico é um deserto - mas a neve que obtemos é muito importante em termos de clima e isolamento do gelo marinho."

O estudo descobriu que a neve começa a aumentar lentamente em outubro, quando o gelo recém-formado tem uma média de cerca de 5 centímetros de neve sobre ele e o gelo plurianual tem uma média de 5,5 polegadas (14 cm) de neve. A neve começa no final do inverno em dezembro e janeiro e atinge sua profundidade máxima em abril, quando o gelo relativamente novo tem uma média de 6,7 polegadas (17 cm) e o gelo mais antigo tem uma média de 10,6 polegadas (27 cm) de neve.

Quando a neve derrete na primavera, pode acumular-se no gelo marinho - essas lagoas de derretimento absorvem o calor do Sol e podem aquecer o gelo mais rápido, apenas um dos impactos da neve no gelo.