Quando as camadas de gelo derretem, algo estranho e altamente contra-intuitivo acontece com o nível do mar.
Funciona basicamente como uma gangorra. Na área perto de onde essas massas de gelo glacial derretem, os níveis dos oceanos caem. No entanto, a milhares de quilômetros de distância, eles realmente se elevam. Isso acontece em grande parte devido à perda de uma atração gravitacional em direção à camada de gelo, fazendo com que a água se disperse. Os padrões passaram a ser conhecidos como impressões digitais do nível do mar, uma vez que cada geleira ou manto de gelo derretido afeta exclusivamente o nível do mar. Elementos do conceito – que está no centro do entendimento de que os níveis globais do mar não aumentam uniformemente – existem há mais de um século e a ciência moderna do nível do mar foi construída em torno dele. Mas há muito tempo há um problema com a teoria amplamente aceita. Uma impressão digital do nível do mar nunca foi definitivamente detectada pelos pesquisadores.

Uma equipe de cientistas – liderada pela ex-aluna de Harvard Sophie Coulson e com o geofísico Jerry X. Mitrovica – acredita ter detectado o primeiro. As descobertas são descritas em um novo estudo publicado na quinta-feira na Science . O trabalho valida quase um século de ciência do nível do mar e ajuda a solidificar a confiança nos modelos que prevêem o aumento futuro do nível do mar.

"As projeções do nível do oceano, planejamento urbano e costeiro - tudo isso - foi construído sobre a ideia de impressões digitais", disse Mitrovica, o professor de ciências Frank B. Baird Jr. no Departamento de Ciências da Terra e Planetárias. "É por isso que as impressões digitais são tão importantes. Elas permitem estimar como será a geometria das mudanças no nível do mar... então agora temos muito mais confiança em como as mudanças no nível do mar vão evoluir... Se a física das impressões digitais não fosse t correto, então teríamos que repensar todas as pesquisas modernas sobre o nível do mar."

As impressões digitais do nível do mar têm sido notoriamente difíceis de detectar devido às grandes flutuações nos níveis dos oceanos provocadas pela mudança das marés, correntes e ventos. O que o torna um enigma é que os pesquisadores estão tentando detectar movimentos milimétricos da água e vinculá-los ao derretimento de geleiras a milhares de quilômetros de distância.

Mitrovica comparou a busca com a da partícula subatômica o bóson de Higgs.

“Quase todos os físicos pensavam que o Higgs existia, mas, no entanto, foi uma conquista transformadora quando foi detectado com firmeza”, disse Mitrovica. “Na física do nível do mar, quase todo mundo assumiu que as impressões digitais existiam, mas nunca foram detectadas em um nível de confiança comparável”.

O novo estudo usa dados de satélite recém-lançados de uma agência europeia de monitoramento marinho que captura mais de 30 anos de observações nas proximidades do manto de gelo da Groenlândia e grande parte do oceano perto do meio da Groenlândia para capturar a gangorra nos níveis do oceano a partir da impressão digital .

Os dados do satélite chamaram a atenção de Mitrovica e seu colega David Sandwell, do Scripps Institute of Oceanography. Normalmente, os registros de satélite dessa região só se estendiam até a ponta sul da Groenlândia, mas nesta nova versão os dados chegaram a dez graus mais altos em latitude, permitindo que eles visualizassem uma sugestão potencial da gangorra causada pela impressão digital.

Mitrovica rapidamente se voltou para Coulson, um ex-Ph.D. estudante no laboratório de Mitrovica e agora pós-doutorando no Laboratório Nacional de Los Alamos, para verificar se este era realmente o sinal de impressão digital que os cientistas do nível do mar vinham perseguindo há décadas.

“Ela foi a melhor pessoa para… modelar com precisão como seria a impressão digital, dada a nossa compreensão de como o manto de gelo da Groenlândia está perdendo massa, e ela pôde estabelecer se essa previsão correspondia à observação de satélite”, disse Mitrovica.

Coulson, especialista em modelagem de mudanças no nível do mar e deformação da crosta associada ao derretimento de camadas de gelo e geleiras, estava visitando familiares no Reino Unido quando os conjuntos de dados chegaram à sua caixa de entrada. Ela imediatamente reconheceu o potencial, disse ela.

Coulson rapidamente coletou três décadas das melhores observações que conseguiu encontrar sobre a mudança da altura do gelo na camada de gelo da Groenlândia, bem como reconstruções da mudança da altura das geleiras no Ártico canadense e na Islândia. Ela combinou esses diferentes conjuntos de dados para criar previsões de mudança do nível do mar na região de 1993 a 2019, que ela então comparou com os novos dados de satélite. O encaixe foi perfeito. Uma partida um a um que mostrou com mais de 99,9% de confiança que o padrão de mudança do nível do mar revelado pelos satélites é uma impressão digital do derretimento do manto de gelo.

"Fiquei completamente surpreso, lá estava - uma impressão digital no nível do mar, prova de sua existência", disse Coulson. "Este foi um momento muito, muito emocionante para todos nós. Há muito poucos momentos na ciência que fornecem uma clareza tão simples e notável sobre processos complexos da Terra."

"Este trabalho, liderado tão notavelmente por Sophie, é um dos destaques da minha carreira, um final de livro para todo o trabalho teórico e computacional que construímos com uma comunidade de colegas internacionais", acrescentou Mitrovica, cujo grupo foi o primeiro a apresentar modelos e previsões de como devem ser as impressões digitais ao nível do mar.

A pesquisa científica geralmente leva anos para desenvolver os resultados e depois ser redigida em um artigo, mas aqui os pesquisadores foram capazes de agir rapidamente. No total, o processo levou apenas alguns meses desde o momento em que viram os dados do satélite até o momento em que enviaram a peça.

Isso porque a maior parte do trabalho braçal já estava feito. Grande parte da teoria, tecnologia e métodos já foram bem desenvolvidos e avançados desde que Mitrovica e sua equipe apresentaram seu trabalho sobre impressões digitais do nível do mar cerca de 20 anos atrás – cálculos que foram amplamente aceitos e foram incluídos em quase todos os modelos de previsão do nível do mar. subir.

"Esta foi uma ciência de alto risco, alta recompensa e ninguém esperava uma detecção tão rápida. Beneficiamos uma quantia incrível dos grupos que nos apoiam, principalmente o Star-Friedman Challenge", disse Mitrovica.

Agora que a primeira impressão digital do nível do mar foi detectada, a questão com as maiores implicações globais agora é onde isso tudo leva.

"Mais detecções virão", disse Mitrovica. "Em breve, todo o poder da física das impressões digitais estará disponível para projetar mudanças no nível do mar na próxima década, século e além." + Explorar mais

Estudo ilustra nuances da atração gravitacional das camadas de gelo