Cientistas fluviais da Suécia, A Finlândia e a Alemanha relatam medições detalhadas do movimento de sedimentos e do nível de água em um rio coberto de gelo usando uma nova técnica - sinais sísmicos. Os resultados são publicados no Journal of Geophysical Research:Earth Surface .

"Também fomos capazes de determinar se o rompimento do gelo foi causado pelo derretimento lento ou pelo movimento de blocos de gelo, detectando sinais sísmicos de quebra de gelo e determinando quando eles ocorrem em relação à quebra de gelo, "diz Lina Polvi Sjöberg, professor associado da Universidade de Umeå.

O transporte de sedimentos nos rios afeta os habitats de organismos aquáticos e o ciclo biogeoquímico. Até agora, a medição do transporte de sedimentos em rios cobertos de gelo tem sido quase impossível de fazer com técnicas comuns, uma vez que não podemos ver abaixo do gelo.

"Normalmente, podemos medir as velocidades da água e o transporte de sedimentos vadeando no rio ou usando um barco, mas fazer essas medições cruciais em um rio coberto de gelo é logisticamente desafiador e pode ser extremamente perigoso se o gelo for muito fino para caminhar ou quando o gelo estiver se quebrando, "diz Lina Polvi Sjöberg.

Diante desses desafios logísticos, a equipe de pesquisa usou um método mais comumente usado para estudar terremotos:sinais sísmicos. Esta técnica foi usada em vários estudos nos últimos cinco anos para estudar os processos do rio, mas esta é a primeira vez que foi usado para estudar um rio coberto de gelo.

De acordo com Eliisa Lotsari, conferencista sênior da University of Eastern Finland e um dos co-autores, esta nova aplicação da sismologia abre portas para responder a perguntas sobre como os rios cobertos de gelo se formam e mudam, o que antes era uma caixa preta.

"Porque o tempo e a extensão da cobertura de gelo nos rios do norte mudarão com o aquecimento do clima, é particularmente importante medir e compreender como a dinâmica do rio difere em condições de gelo e sem gelo e durante diferentes tipos de quebra de gelo, " ela diz.

São necessárias observações contínuas de transporte de sedimentos em todo o fluxo coberto de gelo, períodos de separação e sem gelo, a fim de validar melhor as previsões de mudanças futuras nos rios do norte. Já que a quebra do gelo pode ser o período de tempo mais dinâmico para rios do norte, causando erosão rápida do canal do rio e riscos de inundação, também é importante ser capaz de determinar se a quebra do gelo ocorre via derretimento mais calmo ou quebra do gelo dinâmico.

A equipe de pesquisa conduziu seu estudo no rio Sävar, cerca de 60 quilômetros a noroeste de Umeå, no norte da Suécia, durante o inverno de 2018. Três geofones, sismômetros do tamanho de um punho, foram enterrados no solo a 10 a 40 metros de distância do canal do rio e registraram todas as pequenas vibrações do solo. Ao analisar a frequência, intensidade, e padrões dos sinais, os pesquisadores poderiam interpretar o que causa os sinais, incluindo turbulência da água, movimento de areia e cascalho no leito do rio, e quebra de gelo.

O momento da quebra do gelo permitiu-lhes interpretar se a quebra do gelo é térmica e causada por derretimento lento ou mecânico que é causado por blocos de gelo que se quebram. A quebra do gelo ocorre durante todo o inverno coberto de gelo, mas se o número de rachaduras no gelo aumentar repentinamente logo antes de o gelo desaparecer, então a quebra é mecânica e se a taxa permanecer a mesma até a quebra, então é térmica. Durante o período de estudo em 2018 no rio Sävar, o rompimento do gelo foi térmico até o último dia do rompimento, quando houve um aumento no número de rachaduras no gelo e os pesquisadores observaram blocos de gelo rompidos.

"Essa técnica minimamente invasiva nos permite ter uma cobertura segundo a segundo de todos os processos dentro e ao redor do rio, então, quando você aprende a interpretar os diferentes sinais, é como ter alguém sentado no local gravando ainda mais do que podemos ver com nossos olhos, "diz Lina Polvi Sjöberg.