Escondido da vista por quilômetros de gelo de espessura, existe uma vasta rede de lagos e riachos na base do manto de gelo da Antártica. Esse derretimento subterrâneo afeta a velocidade com que a camada de gelo flui em direção ao oceano. Usando uma década de dados de altimetria do satélite CryoSat da ESA, os cientistas fizeram uma descoberta inesperada sobre como os lagos abaixo da geleira Thwaites foram drenados e recarregados em rápida sucessão.

A água derretida na parte inferior do gelo não é apenas um resultado do aquecimento por atrito, pois o gelo flui sobre a rocha, mas também do calor, chamado de calor geotérmico, vindo de baixo da rocha. Medidas de fluxo de calor geotérmico na Antártica são particularmente difíceis de obter, e existem grandes diferenças entre as várias estimativas atuais.

O derretimento sob o gelo pode, portanto, indicar o estado da rocha-mãe e o grau de fluxo geotérmico. Isso é importante porque ambos afetam a velocidade com que o gelo flui e drena para o oceano.

Quando esta água derretida basal atinge o oceano, ela forma plumas flutuantes de água derretida, que conduzem uma circulação sob o gelo que coloca a água quente e profunda do oceano em contato com o gelo e faz com que o gelo derreta ainda mais.

Embora esta rede subglacial esteja oculta por gelo de quilômetros de espessura, o movimento da água derretida bem abaixo causa pequenos movimentos na superfície do gelo, que, notavelmente, podem ser detectados e monitorados do espaço.

Um artigo publicado recentemente em Cartas de pesquisa geofísica descreve como uma década de observação de altimetria por radar foi usada para revelar uma rede de quatro lagos subglaciais, sob a geleira Thwaites.

Com cerca de 120 km de largura, Thwaites é a maior geleira da Terra e uma das mais frágeis da Antártica. Isto é, Portanto, o assunto de muitas pesquisas internacionais através do Conselho Nacional de Pesquisa Ambiental do Reino Unido NERC / Fundação Científica Nacional dos EUA (NSF), Colaboração Internacional Thwaites Glacier e projeto 4-D Antarctica da ESA.

Diego Fernandez da ESA, chefe da Seção de Ciência de Observação da Terra e supervisão do projeto 4-D da Antártica, disse, "O projeto reúne vários anos de pesquisa de diferentes equipes para formar uma nova avaliação abrangente dos processos hidrológicos da camada de gelo da Antártica - desde a litosfera e ambiente subglacial até o processo de derretimento da superfície.

"Isso certamente contribuirá para estabelecer uma base científica robusta sobre a qual desenvolver uma Gêmea Digital da Antártica no futuro."

Usando dados de altimetria de mais de 10 anos do satélite CryoSat da ESA, cientistas descobriram que os lagos abaixo de Thwaites, o maior deles tem mais de 40 km de comprimento, drenado em rápida sucessão, em 2013 e depois em 2017.

Esse tipo de drenagem recorrente sob Thwaites nunca foi registrado antes.

Os cientistas estimam que a taxa de drenagem atingiu o pico em cerca de 500 metros cúbicos por segundo - possivelmente o maior fluxo de derretimento já relatado de lagos subglaciais nesta região.

Essa taxa de pico é cerca de oito vezes mais rápida do que o rio Tamisa, na Inglaterra, descarrega em média no Mar do Norte.

George Malczyk, autor principal da Universidade de Edimburgo, no Reino Unido, disse, "Usamos o CryoSat para mostrar um período de atividade do lago apenas quatro anos após o evento de drenagem anterior em 2013.

"Mas o que é interessante sobre este segundo evento de drenagem é como ele é diferente do primeiro, com uma transferência de água mais rápida e maior descarga de água. Nossas observações destacam que houve modificações potencialmente significativas no sistema subglacial entre esses dois eventos. "

Entre 2013 e 2017, os cientistas podem ver que os lagos recarregaram.

Vincular essas observações com a água derretida basal fluindo para o lago através de uma rede de canais basais, deu pela primeira vez, uma estimativa da taxa de derretimento na base do manto de gelo. Ao comparar essas taxas com estimativas modeladas, os cientistas conseguiram demonstrar que os modelos subestimam o derretimento basal nessa região de Thwaites em quase 150%.

Essas descobertas ajudarão a avaliar e restringir os modelos e, por sua vez, melhorar a representação do sistema de manto de gelo, e melhor projetar sua evolução.

Noel Gourmelen, também da Universidade de Edimburgo, disse, "O que acontece sob a camada de gelo é fundamental para a forma como ela responde às mudanças na atmosfera e no oceano ao redor da Antártica, e, no entanto, está oculto por quilômetros de gelo, o que torna muito difícil observá-lo.

“Esse movimento da água nos dá um vislumbre de onde a água está e quanto e com que rapidez ela se move no sistema. Juntas, essas são informações importantes sobre a natureza do ambiente subglacial e os processos da rede hidrológica sob o manto de gelo. Essas descobertas fornecem informações importantes que podem nos ajudar a projetar como a camada de gelo aumenta o nível do mar conforme responde às mudanças climáticas.

"Ser capaz de monitorar essas regiões remotas do espaço por longos períodos de tempo é extremamente importante. Como tal, a missão CRISTAL planejada, que faz parte da expansão do programa Copernicus da Europa, será crucial. Isso garantirá a continuidade e a expansão das capacidades atuais para estudar todo o manto de gelo do espaço. "

Dr. Fernandez acrescentou, "Com esta atividade, queremos contribuir para os esforços científicos empreendidos pela Colaboração Internacional Thwaites Glacier NERC / NSF e pelo Cluster Polar da UE, para melhor compreender e prever as mudanças dramáticas que afetam as regiões polares. É apenas por meio de colaboração científica, tanto na Europa como internacionalmente, que seremos capazes de abordar coletivamente os principais desafios científicos e sociais que todos enfrentamos. "