Uma equipe de cientistas desenvolveu um novo modelo para simular o nascimento de icebergs e os tsunamis que são desencadeados como resultado. Seu método pode ajudar a melhorar a avaliação de risco em áreas costeiras e refinar os modelos empíricos de parto usados ​​para avaliar a elevação do nível do mar.

Johan Gaume, um especialista EPFL em avalanches e geomecânica, voltou sua atenção para o gelo. Seu objetivo é entender melhor a correlação entre o tamanho de um iceberg e a amplitude do tsunami que resulta de seu nascimento. Gaume, junto com uma equipe de cientistas de outros institutos de pesquisa, acaba de revelar um novo método para modelar esses eventos. O trabalho deles aparece em Comunicações Terra e Meio Ambiente .

Esses cientistas são os primeiros a simular os fenômenos de fratura da geleira e formação de ondas quando o iceberg cai na água. "Nosso objetivo era modelar a interação explícita entre água e gelo, mas isso tem um custo substancial em termos de tempo de computação. Portanto, decidimos usar um modelo contínuo, que é muito poderoso numericamente e que dá resultados que são conclusivos e consistentes com muitos dos dados experimentais, "diz Gaume, que chefia o Laboratório de Simulação de Avalanche de Neve (SLAB) da EPFL e é o autor correspondente do estudo. Os outros institutos envolvidos no estudo são a Universidade da Pensilvânia, a Universidade de Zurique, a Universidade de Nottingham, e o WSL Institute for Snow and Avalanche Research da Suíça.

Melhorando as leis de parto

O método dos cientistas também pode fornecer informações sobre os mecanismos específicos envolvidos na ruptura glacial. "Os pesquisadores podem usar os resultados de nossas simulações para refinar as leis de parto incorporadas em seus modelos de grande escala para prever aumentos do nível do mar, ao fornecer informações detalhadas sobre o tamanho dos icebergs, que representam uma quantidade considerável de perda de massa, "diz Gaume.

O parto ocorre quando pedaços de gelo na borda de uma geleira se quebram e caem no mar. Os mecanismos por trás da ruptura geralmente dependem da altura da água. Se o nível da água estiver baixo, o iceberg se quebra do topo da geleira. Se o nível da água estiver alto, o iceberg é mais longo e se quebra no fundo, antes de eventualmente flutuar para a superfície devido à flutuabilidade. Esses diferentes mecanismos criam icebergs de tamanhos diferentes - e, portanto, ondas de amplitudes diferentes. "Outro evento que pode desencadear um tsunami é quando o centro de gravidade de um iceberg muda, fazendo com que o próprio iceberg gire, "diz Gaume." Fomos capazes de simular todos esses processos. "

Na Groenlândia, os cientistas colocaram uma série de sensores na Eqip Sermia, uma geleira de saída de 3 km de largura do manto de gelo da Groenlândia que termina em um fiorde com um penhasco de gelo de 200 m. Em 2014, um iceberg medindo cerca de 1 milhão de metros ³ (o equivalente a 300 piscinas olímpicas) rompeu a frente da geleira e produziu um tsunami de 50 m de altura; a onda ainda tinha 3 m de altura quando atingiu a primeira linha costeira povoada a cerca de 4 km de distância. Os cientistas testaram seu método de modelagem em conjuntos de dados de campo de grande escala do Eqip Sermia, bem como com dados empíricos sobre ondas de tsunami obtidos em uma bacia de laboratório no instituto Deltares na Holanda.

Projetos em andamento

O derretimento das geleiras tornou-se uma das principais áreas de foco da pesquisa hoje, como resultado do aquecimento global. Um dos cientistas da Universidade de Zurique envolvidos no estudo deu início a um novo projeto de pesquisa este ano com financiamento da Fundação Nacional de Ciência da Suíça. Este projeto investigará a dinâmica da geleira de movimento mais rápido da Groenlândia, Jakobshavn Isbrae, combinando dados de experimentos de campo individuais na Groenlândia com os resultados de simulações executadas usando o modelo SLAB. "Nosso método também será usado para modelar cadeias de processos complexos desencadeados por movimentos gravitacionais de massa, como a interação entre uma avalanche de rochas e um lago de montanha, "diz Gaume.