Uma das regiões mais duras e dinâmicas da Terra é a zona de gelo marginal – o local onde as ondas do oceano encontram o gelo marinho, formado pelo congelamento da superfície do oceano.
Publicado hoje, um número temático da revista Philosophical Transactions of the Royal Society A analisa o rápido progresso que os pesquisadores fizeram na última década na compreensão e modelagem desse ambiente desafiador.

Essa pesquisa é vital para entendermos melhor as complexas interações dos sistemas climáticos da Terra. Isso porque a zona marginal de gelo desempenha um papel no congelamento e degelo sazonal dos oceanos.

Um lugar difícil para estudar

No Ártico e na Antártida, as temperaturas da superfície do oceano estão persistentemente abaixo de -2℃ - frias o suficiente para congelar, formando uma camada de gelo marinho.

Nas latitudes mais altas mais próximas dos polos, o gelo marinho forma uma tampa sólida de vários metros de espessura no oceano que reflete os raios do Sol, resfriando a região e conduzindo água fria ao redor dos oceanos. Isso torna o gelo marinho um componente chave do sistema climático.

Mas em latitudes mais baixas, à medida que o oceano coberto de gelo faz a transição para o oceano aberto, o gelo marinho se forma em pedaços menores e muito mais móveis chamados "bancos" que são separados por água ou uma pasta de cristais de gelo.

Esta zona marginal de gelo interage com a atmosfera acima e o oceano abaixo de uma maneira muito diferente da cobertura de gelo mais próxima dos pólos.

É um ambiente desafiador para os cientistas trabalharem, com uma viagem para a zona marginal de gelo ao redor da Antártida em 2017 com ventos de mais de 90 km/h e ondas de mais de 6,5 m de altura. Também é difícil observar remotamente porque os blocos são menores do que a maioria dos satélites pode ver.

Esmagado por ondas

A zona de gelo marginal também interage com o oceano aberto por meio de ondas de superfície, que viajam das águas abertas para a zona, impactando o gelo. As ondas podem ter um efeito destrutivo na cobertura de gelo, quebrando grandes blocos de gelo e deixando-os mais suscetíveis ao derretimento durante o verão.

Por outro lado, durante o inverno, as ondas podem promover a formação de flocos “panquecas”, assim chamados porque são discos finos de gelo marinho (você pode vê-los na imagem acima).

Mas a própria energia das ondas é perdida durante as interações com os blocos, de modo que as ondas gradualmente se tornam mais fracas à medida que viajam mais profundamente na zona marginal de gelo. Isso produz mecanismos de feedback onda-gelo que impulsionam a evolução do gelo marinho em um clima em mudança.

Por exemplo, uma tendência de temperaturas mais quentes enfraquecerá a cobertura de gelo, permitindo que as ondas se aprofundem nos oceanos cobertos de gelo e causem mais rompimentos, o que enfraquece ainda mais a cobertura de gelo – e assim por diante.

Os cientistas que estudam a dinâmica da zona de gelo marginal visam melhorar nossa compreensão do papel da zona nas mudanças dramáticas e muitas vezes desconcertantes que o gelo marinho do mundo está passando em resposta às mudanças climáticas.

Por exemplo, no Oceano Ártico, a cobertura de gelo marinho "caiu cerca de metade desde a década de 1980". Na Antártida, a cobertura de gelo marinho teve recentemente uma de suas maiores e menores extensões registradas, com a zona marginal de gelo sendo uma fonte de variabilidade ano a ano.

Nosso progresso na melhor compreensão dessas regiões inóspitas tem girado em torno de grandes programas internacionais de pesquisa, administrados pelo Escritório de Pesquisa Naval dos Estados Unidos e outros. Esses programas envolvem cientistas da terra, geofísicos, oceanógrafos, engenheiros e até matemáticos aplicados (como nós).

Esforços recentes produziram técnicas de observação inovadoras, como um método para imagens 3D da dinâmica de ondas e floe na zona de gelo marginal a bordo de um quebra-gelo e captura de ondas no gelo a partir de imagens de satélite.

Eles também resultaram em novos modelos capazes de simular a interação de ondas e gelo desde o nível de banquisas individuais até o comportamento geral de oceanos inteiros. Os avanços motivaram um experimento de vários meses liderado pela Austrália na zona de gelo marginal da Antártida, no novo quebra-gelo RSV Nuyina, de US$ 500 milhões, que é esperado para o próximo ano.

A zona marginal de gelo será um componente cada vez mais importante da cobertura de gelo marinho do mundo no futuro, à medida que as temperaturas aumentam e as ondas se tornam mais extremas.

Apesar do rápido progresso, ainda há algum caminho a percorrer antes que a compreensão dos processos de feedback na zona marginal de gelo se traduza em melhores previsões climáticas usadas, por exemplo, pelo Painel Internacional sobre Relatórios de Avaliação de Mudanças Climáticas.

A inclusão da zona marginal de gelo nos modelos climáticos foi descrita como o "santo graal" para o campo por uma de suas principais figuras, e a questão do tema aponta para laços mais estreitos com a comunidade climática mais ampla como a próxima direção importante para o campo. + Explorar mais

Gelo, vento e mar

Este artigo é republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.