p De cima, o manto de gelo da Antártica pode parecer uma calmaria, manto de gelo perpétuo que cobre a Antártica há milhões de anos. Mas a camada de gelo pode ter milhares de metros de profundidade em sua parte mais espessa, e esconde centenas de lagos de água derretida onde sua base encontra o leito rochoso do continente. Bem abaixo da superfície, alguns desses lagos enchem e drenam continuamente através de um sistema de cursos d'água que eventualmente drenam para o oceano. p Agora, com o mais avançado instrumento de observação da Terra a laser que a NASA já voou no espaço, os cientistas melhoraram seus mapas desses sistemas de lagos ocultos sob o manto de gelo da Antártica Ocidental - e descobriram mais dois desses lagos subglaciais ativos.

p O novo estudo fornece uma visão crítica para detectar novos lagos subglaciais do espaço, bem como para avaliar como este sistema de encanamento oculto influencia a velocidade com que o gelo desliza para o Oceano Antártico, adicionar água doce que pode alterar sua circulação e ecossistemas.

p Gelo da NASA, Nuvem e Terra Elevação Satélite 2, ou ICESat-2, permitiu aos cientistas mapear com precisão os lagos subglaciais. O satélite mede a altura da superfície do gelo, que, apesar de sua enorme espessura, sobe ou desce à medida que os lagos se enchem ou se esvaziam sob o manto de gelo.

p O estudo, publicado em 7 de julho em Cartas de pesquisa geofísica , integra dados de altura do predecessor do ICESat-2, a missão original do ICESat, bem como o satélite da Agência Espacial Europeia dedicado a monitorar a espessura do gelo polar, CryoSat-2.

p Os sistemas hidrológicos sob a camada de gelo da Antártica são um mistério há décadas. Isso começou a mudar em 2007, quando Helen Amanda Fricker, um glaciologista da Scripps Institution of Oceanography da University of California San Diego, fez uma descoberta que ajudou a atualizar a compreensão clássica dos lagos subglaciais na Antártica.

p Usando dados do ICESat original em 2007, Fricker descobriu pela primeira vez que sob as correntes de gelo da Antártica, toda uma rede de lagos se conectam uns com os outros, enchendo e drenando ativamente ao longo do tempo. Antes, pensava-se que esses lagos retinham estaticamente a água do degelo, sem encher e drenar.

p "A descoberta desses sistemas interconectados de lagos na interface do leito de gelo que movimentam a água, com todos esses impactos na glaciologia, microbiologia, e oceanografia - essa foi uma grande descoberta da missão ICESat, "disse Matthew Siegfried, professor assistente de geofísica na Colorado School of Mines, Dourado, Colorado e investigador principal do novo estudo. "ICESat-2 é como colocar seus óculos depois de usar o ICESat, os dados são de tão alta precisão que podemos realmente começar a mapear os limites do lago na superfície. "

p Os cientistas levantaram a hipótese de que a troca de água subglacial na Antártica resulta de uma combinação de fatores, incluindo flutuações na pressão exercida pelo enorme peso do gelo acima, o atrito entre o leito do manto de gelo e as rochas abaixo, e o calor que sobe da Terra abaixo é isolado pela espessura do gelo. Isso é um grande contraste com o manto de gelo da Groenlândia, onde os lagos no leito do gelo se enchem de água derretida que foi drenada por rachaduras e buracos na superfície.

p Para estudar as regiões onde os lagos subglaciais se enchem e drenam com mais frequência com dados de satélite, Siegfried trabalhou com Fricker, que desempenhou um papel fundamental na concepção da forma como a missão ICESat-2 observa o gelo polar do espaço.

p A nova pesquisa de Siegfried e Fricker mostra que um grupo de lagos incluindo os lagos Conway e Mercer sob os fluxos de gelo Mercer e Whillans na Antártida Ocidental estão passando por um período de drenagem pela terceira vez desde que a missão ICESat original começou a medir mudanças de elevação na superfície do manto de gelo em 2003. Os dois lagos recém-descobertos também situam-se nesta região.

p Além de fornecer dados vitais, o estudo também revelou que os contornos ou limites dos lagos podem mudar gradualmente à medida que a água entra e sai dos reservatórios.

p "Estamos realmente mapeando todas as anomalias de altura que existem neste ponto, "Siegfried disse." Se houver lagos enchendo e drenando, iremos detectá-los com o ICESat-2. "

p 'Ajudando-nos a observar' sob o manto de gelo

p Medições precisas da água de degelo basal são cruciais se os cientistas desejam obter uma melhor compreensão do sistema de encanamento subglacial da Antártica, e como toda aquela água doce pode alterar a velocidade da camada de gelo acima ou a circulação do oceano para o qual finalmente flui.

p Uma enorme camada de gelo em forma de cúpula cobrindo a maior parte do continente, a camada de gelo da Antártica flui lentamente para fora da região central do continente como um mel superespesso. Mas à medida que o gelo se aproxima da costa, sua velocidade muda drasticamente, transformando-se em córregos de gelo semelhantes a rios que afunilam o gelo rapidamente em direção ao oceano com velocidades de até vários metros por dia. A rapidez ou lentidão com que o gelo se move depende em parte da maneira como a água do degelo lubrifica a camada de gelo à medida que desliza na rocha subjacente.

p Conforme o manto de gelo se move, sofre rachaduras, fendas, e outras imperfeições. Quando os lagos sob o gelo ganham ou perdem água, eles também deformam a superfície congelada acima. Grande ou pequeno, O ICESat-2 mapeia essas mudanças de elevação com uma precisão de apenas alguns centímetros, usando um sistema de altímetro a laser que pode medir a superfície da Terra com detalhes sem precedentes.

p Rastrear esses processos complexos com missões de satélite de longo prazo fornecerá insights cruciais sobre o destino da camada de gelo. Uma parte importante do que os glaciologistas descobriram sobre os mantos de gelo nos últimos 20 anos vem das observações de como o gelo polar está mudando em resposta ao aquecimento da atmosfera e do oceano, mas processos ocultos, como a forma como os sistemas de lagos transportam água sob o gelo, também serão fundamentais em estudos futuros sobre a camada de gelo da Antártica. Fricker disse.

p “Esses são processos que acontecem sob a Antártica e sobre os quais não teríamos a menor ideia se não tivéssemos dados de satélite, "Fricker disse, enfatizando como sua descoberta de 2007 permitiu aos glaciologistas confirmarem que o sistema de encanamento oculto da Antártica transporta água muito mais rapidamente do que se pensava anteriormente. "Temos lutado para obter boas previsões sobre o futuro da Antártica, e instrumentos como o ICESat-2 estão nos ajudando a observar na escala do processo. "

p 'Um sistema de água que está conectado a todo o sistema terrestre'

p Como a água doce do manto de gelo pode impactar a circulação do Oceano Antártico e seus ecossistemas marinhos é um dos segredos mais bem guardados da Antártica. Como a hidrologia subglacial do continente desempenha um papel fundamental na movimentação dessa água, Siegfried também enfatizou a conexão do manto de gelo com o resto do planeta.

p "Não é apenas do manto de gelo que estamos falando, "Siegfried disse." Estamos realmente falando sobre um sistema de água que está conectado a todo o sistema da Terra. "

p Recentemente, Fricker e outra equipe de cientistas exploraram essa conexão entre a água doce e o Oceano Antártico, mas desta vez olhando para lagos perto da superfície de uma plataforma de gelo, uma grande placa de gelo que flutua no oceano como uma extensão do manto de gelo. Seu estudo relatou que um grande, lago coberto de gelo desmoronou abruptamente em 2019 depois que uma rachadura ou fratura se abriu do fundo do lago até a base da plataforma de gelo Amery, no leste da Antártica.

p Com dados do ICESat-2, a equipe analisou a mudança brusca na paisagem da plataforma de gelo. O evento deixou uma doline, ou sumidouro, uma depressão dramática de cerca de quatro milhas quadradas (cerca de 10 quilômetros quadrados), ou mais de três vezes o tamanho do Central Park da cidade de Nova York. A rachadura canalizou quase 200 bilhões de galões de água doce da superfície da plataforma de gelo para o oceano em três dias.

p Durante o verão, milhares de lagos turquesas de água derretida adornam a superfície branca e brilhante das plataformas de gelo da Antártica. Mas este evento abrupto ocorreu no meio do inverno, quando os cientistas esperam que a água na superfície da plataforma de gelo esteja completamente congelada. Como o ICESat-2 orbita a Terra com rastros terrestres exatamente repetidos, seus feixes de laser podem mostrar a mudança dramática no terreno antes e depois da drenagem do lago, mesmo durante a escuridão do inverno polar.

p Roland Warner, um glaciologista da Parceria do Programa Antártico Australiano na Universidade da Tasmânia, e principal autor do estudo, avistou pela primeira vez a plataforma de gelo com cicatrizes em imagens do Landsat 8, uma missão conjunta da NASA e do U.S. Geological Survey. O evento de drenagem foi provavelmente causado por um processo de hidrofratura no qual a massa da água do lago levou a uma rachadura na superfície sendo conduzida através da plataforma de gelo para o oceano abaixo, Warner disse.

p "Por causa da perda desse peso de água na superfície da plataforma de gelo flutuante, a coisa toda se curva para cima centrada no lago, "Warner disse." Isso é algo que teria sido difícil de descobrir apenas olhando para as imagens de satélite. "

p Lagos e riachos de água derretida nas plataformas de gelo da Antártica são comuns durante os meses mais quentes. E porque os cientistas esperam que esses lagos de água derretida sejam mais comuns com o aumento da temperatura do ar, o risco de hidrofratura também pode aumentar nas próximas décadas. Ainda, a equipe concluiu que é muito cedo para determinar se o aquecimento no clima da Antártica causou o desaparecimento do lago observado na Plataforma de Gelo Amery.

p Testemunhar a formação de uma doline com dados de altimetria foi uma oportunidade rara, mas também é o tipo de evento que os glaciologistas precisam analisar para estudar toda a dinâmica do gelo que é relevante nos modelos da Antártica.

p "Aprendemos muito sobre os processos dinâmicos do manto de gelo com a altimetria de satélite, é vital que planejemos a próxima geração de satélites de altímetro para continuar este registro, "Fricker disse.