Questões sobre a estabilidade da camada de gelo da Antártica Oriental são uma grande fonte de incerteza nas estimativas de quanto o nível do mar aumentará à medida que a Terra continuar a aquecer. Por décadas, cientistas pensaram que o manto de gelo da Antártica Oriental havia permanecido estável por milhões de anos, mas estudos recentes começaram a lançar dúvidas sobre essa ideia. Agora, pesquisadores da UC Santa Cruz relataram novas evidências de perda substancial de gelo da Antártica Oriental durante um período interglacial quente de cerca de 400, 000 anos atrás.

O estudo, publicado em 22 de julho em Natureza , focado na Bacia de Wilkes, uma das várias bacias em forma de tigela nas bordas do manto de gelo que são consideradas vulneráveis ​​ao derretimento porque o gelo repousa em terra que está abaixo do nível do mar. A Bacia de Wilkes atualmente contém gelo suficiente para elevar o nível do mar em 3 a 4 metros (10 a 13 pés).

O gelo flui lentamente através das bacias do interior do continente para as plataformas de gelo flutuantes nas margens. A perda de gelo faz com que a linha de aterramento - o ponto em que o gelo perde contato com o solo e começa a flutuar - se desloque para o interior, explicou o primeiro autor Terrence Blackburn, professor assistente de ciências terrestres e planetárias na UC Santa Cruz.

"Nossos dados mostram que a linha de aterramento na Bacia de Wilkes recuou 700 quilômetros [435 milhas] para o interior durante um dos últimos interglaciais realmente quentes, quando as temperaturas globais eram 1 a 2 graus Celsius mais altas do que agora, "Blackburn disse." Isso provavelmente contribuiu de 3 a 4 metros para o aumento global do nível do mar, com a Groenlândia e a Antártica Ocidental juntas contribuindo com mais 10 metros. "

Em outras palavras, um período de aquecimento global comparável ao que é esperado nos cenários atuais para as emissões de gases de efeito estufa causadas pelo homem resultou em um aumento no nível do mar de cerca de 13 metros (43 pés). Claro, isso não aconteceria de uma vez - leva tempo para que tanto gelo derreta.

"Abrimos a porta do freezer, mas aquele bloco de gelo ainda está frio e não vai a lugar nenhum no curto prazo, "Blackburn disse." Para entender o que vai acontecer em escalas de tempo mais longas, precisamos ver o que aconteceu em condições comparáveis ​​no passado. "

O problema de estudar os períodos interglaciais durante o Pleistoceno é que todos eles terminaram em outra era do gelo, quando o manto de gelo avançou novamente e cobriu as evidências. Para o novo estudo, Blackburn e seus colegas usaram uma nova técnica baseada em medições de isótopos em depósitos minerais que registram mudanças anteriores nos fluidos subglaciais.

Urânio-234 (U-234) é um isótopo de urânio que se acumula muito lentamente na água que está em contato com as rochas devido à decomposição de alta energia do urânio-238. Isso acontece em todos os lugares, mas na maioria dos lugares os processos hidrológicos levam a água para longe das fontes de enriquecimento, e o U-234 é diluído em grandes massas de água. Na Antártica, Contudo, a água fica presa na base do manto de gelo e se move muito lentamente, desde que o gelo esteja estável, permitindo que o U-234 atinja níveis muito altos por longos períodos de tempo.

Blackburn explicou que o manto de gelo atua como um cobertor isolante, de modo que o calor do interior da Terra causa o derretimento na base. Mas as temperaturas são mais frias onde o gelo é mais fino nas margens da camada de gelo, fazendo com que a água subglacial volte a congelar.

"A água que flui sob o gelo começa a congelar novamente nas bordas, que concentra todos os minerais dissolvidos até que se torne supersaturado e os minerais precipitam para formar depósitos de opala ou calcita, "disse ele." Esses depósitos prendem o urânio-234, para que possamos datar os depósitos e medir sua composição, e podemos rastrear isso ao longo do tempo para obter um histórico profundo da composição da água sob o manto de gelo. "

O que essa história sugere é que o U-234 em águas subglaciais na Bacia de Wilkes foi lavado durante o período interglacial de 400, 000 anos atrás, quando o gelo derreteu e a linha de aterramento recuou. Isso redefiniu a concentração do U-234 para níveis de fundo baixos, e a acumulação então recomeçou quando o gelo avançou novamente.

Blackburn observou que as evidências atuais para o acúmulo de U-234 em fluidos subglaciais podem ser encontradas nos Vales Secos de McMurdo, o único lugar onde as geleiras da Antártica terminam em terra. Lá, salmouras altamente concentradas emergem das geleiras em lugares como Blood Falls, onde a cor vermelho-sangue vem de altas concentrações de ferro na salmoura.

"As composições isotópicas dessas salmouras são comparáveis ​​aos precipitados que datamos de uma variedade de locais, e todos eles compartilham o enriquecimento U-234 característico, "Blackburn disse." As salmouras são o que resta quando os fluidos subglaciais chegam até a borda do manto de gelo. "

Ele disse que o novo estudo foi inspirado por um artigo de 2016 no qual pesquisadores que estudam corais de águas profundas relataram evidências de uma grande mudança na química dos oceanos, incluindo um pico no U-234, coincidindo com o fim da última era do gelo, quando a vasta camada de gelo Laurentide que cobria grande parte da América do Norte derreteu.

"Eles especularam que ele se acumula sob as camadas de gelo e apontaram alguns possíveis locais na Antártica onde isso pode estar acontecendo, "Blackburn disse." Acontece que eu estava em um desses lugares na hora. "

Seu colega também, glaciologista Slawek Tulaczyk, professor de ciências terrestres e planetárias na UC Santa Cruz. Eles discutiram o artigo e começaram a planejar este estudo, que eventualmente envolveu vários professores e alunos da UCSC. A equipe coletou algumas amostras de depósitos minerais, mas algumas das amostras mais importantes usadas no estudo foram coletadas na década de 1980 e arquivadas no Byrd Polar Rock Repository da Ohio State University.