Ondas internas ocultas e o recuo dos glaciares da Gronelândia

Penhascos brancos e polidos de gelo despenham-se sobre a água escura do Árctico.

O que se segue é quase totalmente invisível - e, ainda assim, de uma força implacável.

Muito abaixo da superfície dos fiordes da Gronelândia, ondas escondidas com a altura de torres de uma cidade avançam pelas profundezas geladas, puxando água mais quente para cima e roendo os glaciares por baixo.

Ondas ocultas à espreita dos glaciares da Gronelândia

A camada de gelo da Gronelândia costuma ser imaginada como uma fortaleza silenciosa e congelada. Na prática, os glaciares que dão para o oceano comportam-se mais como arribas instáveis numa costa fustigada por tempestades. Quando um bloco de gelo - por vezes do tamanho de um edifício - se destaca do glaciar e cai no mar, num processo conhecido como calving, o espectáculo visível à superfície é apenas o início.

O embate de um icebergue em queda injecta no fiorde quantidades enormes de energia. Essa energia não se limita a criar ondas vistosas à superfície. Dá origem a uma sequência de “ondas internas” que se propagam ao longo das fronteiras entre camadas de água com temperaturas e salinidades distintas. Estas ondas não são detectáveis a partir de barcos nem por satélites.

"Os cientistas relatam agora que algumas destas ondas internas podem atingir alturas comparáveis às de um arranha-céus e deslocar-se durante horas sob a superfície congestionada de gelo."

À medida que se deslocam pelo fiorde, estes gigantes subaquáticos remexem toda a coluna de água. Elevam água relativamente quente e salgada que permanece em profundidade e empurram-na na direcção da base de glaciares próximos. O efeito é claro: o gelo submerso, já sob pressão, derrete mais depressa e torna-se mais frágil.

Como os colapsos de gelo alimentam um ciclo de retroalimentação destrutivo

Cada episódio de calving provoca dois impactos em simultâneo. Por um lado, reduz a massa na frente do glaciar e altera o relevo subaquático. Por outro, desencadeia as ondas internas que trazem calor das profundezas. Esse calor, por sua vez, escava a base do glaciar, afinando e soltando mais gelo - até que outro pedaço se desprende.

"Os investigadores descrevem isto como um "multiplicador de calving": um colapso ajuda a criar as condições para o seguinte."

Em vez de uma narrativa simples de ar mais quente a derreter gelo por cima, os glaciares marinhos da Gronelândia ficam presos num circuito de retroalimentação. Não são apenas vítimas de um oceano em mudança; também moldam a sua própria retirada, através das ondas energéticas geradas a cada queda espectacular de gelo.

Transformar cabos de fibra óptica num enorme ouvido subaquático

Durante anos, este fenómeno decorreu sem ser observado. Os satélites acompanham as frentes glaciares e a cobertura de gelo marinho, mas não conseguem ver o que se passa nas profundezas turvas de um fiorde. E os instrumentos tradicionais - como sensores de temperatura ancorados ou medidores de corrente num único ponto - oferecem apenas retratos parciais.

Uma equipa internacional a trabalhar num fiorde do sul da Gronelândia escolheu uma estratégia diferente. Colocou um cabo de fibra óptica de 10 quilómetros ao longo do fundo do mar e passou a usá-lo não como uma linha de telecomunicações, mas como um instrumento científico contínuo.

A técnica, conhecida como Distributed Acoustic Sensing (DAS), envia impulsos de luz ao longo da fibra e mede sinais minúsculos de retroespalhamento. Esses sinais alteram-se quando o cabo é esticado, comprimido ou sujeito a vibrações.

"Na prática, cada metro de fibra - milhares de pontos ao longo do fundo do fiorde - funciona como um sensor extremamente sensível de vibração e temperatura."

Ao “ouvir” estes sinais durante vários dias, a equipa conseguiu identificar os momentos exactos em que o gelo se partia, as ondas à superfície geradas pelo impacto e, depois, as ondas internas persistentes a oscilar de um lado para o outro sob a superfície do fiorde.

Derreter um centímetro por ciclo de onda

Os registos, combinados com modelos do comportamento do glaciar e do oceano, traçam um cenário contundente. Cada grande sequência de ondas internas consegue derreter cerca de um centímetro de gelo da face submersa de um glaciar em apenas um ciclo. Parece pouco - até se somarem os eventos.

• Podem ocorrer vários episódios de calving num único dia.
• Cada episódio despoleta vários ciclos de ondas internas.
• As taxas de derretimento podem acumular-se até cerca de um metro de perda de gelo por dia na face subaquática do glaciar.

Esta velocidade é da mesma ordem de grandeza do avanço diário de alguns glaciares de maré - aqueles que terminam no oceano. Ou seja, a erosão submersa pode igualar, ou mesmo ultrapassar, o avanço do glaciar, contribuindo para que a sua frente recue para o interior ano após ano.

Um fiorde da Gronelândia, volumes enormes de gelo a desaparecer

O estudo centrou-se no Eqalorutsit Kangilliit Sermiat, um glaciar de maré no sul da Gronelândia com um nome difícil de pronunciar. Apesar de pouco conhecido fora dos círculos científicos, este glaciar liberta quantidades extraordinárias de gelo para o Atlântico.

Todos os anos, desprende aproximadamente 3,6 quilómetros cúbicos de gelo. Para visualizar, é quase três vezes o volume do Glaciar do Ródano, na Suíça, a cair no mar anualmente. Cada colapso altera a geometria do fiorde e reforça o padrão de geração de ondas internas.

"A frente de calving não é apenas uma borda de gelo a partir-se; é o motor que alimenta uma troca constante de calor entre o fiorde profundo e a base oculta do glaciar."

Águas quentes e salgadas que entram a partir de correntes ao largo - incluindo ramificações da circulação do Atlântico Norte - são essenciais para este motor. Se nada as perturbasse, esse calor ficaria sobretudo em profundidade. Com a mistura impulsionada por ondas, a energia térmica é puxada para cima, precisamente para onde consegue causar mais estragos.

Porque é que os modelos têm subestimado o derretimento subaquático

Os modelos climáticos e as projecções do nível do mar incluem, em geral, alguma representação do derretimento submarino. Muitas dessas estimativas assentaram em médias amplas de temperatura do oceano e velocidade das correntes junto às frentes glaciares. O que ficou, em grande parte, por contabilizar foi a mistura violenta e de pequena escala provocada por ondas internas.

As novas observações com fibra óptica indicam que alguns cálculos anteriores podem ter subestimado as taxas de derretimento submarino em até duas ordens de magnitude em certos contextos. Essa diferença ajuda a perceber por que motivo, muitas vezes, os glaciares reais recuaram mais depressa do que o previsto por simulações.

Processo	Enfatizado anteriormente	Novo entendimento a partir das ondas internas
Temperatura do ar	Controla o derretimento na superfície do glaciar	Continua a ser crucial, mas não chega para explicar o recuo rápido da frente
Calor do oceano	Encarado como um factor de fundo estável	Entregue em impulsos à face de gelo pelas ondas internas
Eventos de calving	Vistos sobretudo como perda de volume de gelo	Também funcionam como gatilhos que amplificam derretimentos posteriores

O que isto significa para os mares e o clima globais

A camada de gelo da Gronelândia armazena água congelada suficiente para elevar o nível médio do mar global em cerca de sete metros. Esse derretimento total não é um cenário imediato, mas a tendência é inequívoca: o aquecimento continuado do ar e do oceano, somado a processos como as ondas internas, empurra mais gelo para o mar a cada ano.

Mesmo perdas parciais têm impactos. A água doce descarregada pela Gronelândia no Atlântico Norte pode enfraquecer a Circulação Meridional de Revolvimento do Atlântico, um sistema-chave de correntes que inclui a Corrente do Golfo. Uma desaceleração pode deslocar trajectórias de tempestades, alterar padrões de precipitação e modificar contrastes de temperatura entre continentes e oceanos.

"As ondas que se atiram de um lado para o outro num único fiorde da Gronelândia podem parecer distantes, mas estão ligadas à subida do nível do mar em costas densamente povoadas e a padrões meteorológicos sentidos em todo o hemisfério norte."

Para comunidades costeiras baixas - do Bangladesh à costa leste dos EUA - mais alguns centímetros de subida do nível do mar significam inundações mais frequentes em marés vivas e durante tempestades. As cidades que planeiam defesas precisam de projecções que representem com rigor a rapidez com que o gelo em terra pode derreter, incluindo estas contribuições ocultas das ondas internas.

Termos-chave que mudam a forma como vemos o gelo a derreter

A linguagem técnica de glaciares e oceanos tende a esconder o drama cru destes mecanismos. Alguns conceitos ajudam a interpretar o que se passa nas margens geladas da Gronelândia:

• Calving: desprendimento de blocos de gelo da frente de um glaciar para o oceano, formando icebergues.
• Glaciar de maré: glaciar que termina no mar e não em terra, ficando directamente exposto à água do oceano.
• Onda interna: onda que se propaga ao longo das fronteiras entre camadas de água com densidades diferentes, abaixo da superfície, e não por cima.
• Derretimento submarino: perda de gelo abaixo da linha de água na face de um glaciar ou sob uma plataforma de gelo.

Cada um destes processos influencia os restantes. O calving gera ondas internas. As ondas misturam e elevam água quente. A água quente intensifica o derretimento submarino. O derretimento adicional desestabiliza a frente do glaciar, tornando novo calving mais provável. O ciclo reforça-se, sobretudo em fiordes estreitos, onde as ondas podem reflectir-se repetidamente.

Para onde pode evoluir a detecção com fibra óptica

A experiência na Gronelândia é um teste inicial ao potencial da detecção com fibra óptica nos oceanos polares. Já existem cabos semelhantes espalhados pelo mundo como parte de redes de telecomunicações. Em princípio, muitos poderiam também servir como dispositivos científicos de escuta, registando sismos, deslizamentos subaquáticos ou, como neste caso, ondas internas.

Campanhas futuras poderão levar estas técnicas a outras margens de gelo em rápida transformação, como os glaciares marinhos da Antárctida Ocidental. Poderão ainda combinar dados de fibra óptica com veículos subaquáticos autónomos e modelos de alta resolução, para construir previsões mais fiáveis sobre a velocidade a que o gelo em terra será erodido em diferentes cenários de aquecimento.

Se isso acontecer, as projecções usadas por responsáveis de planeamento costeiro e por mercados de seguros passarão a reflectir não apenas tendências climáticas gerais, mas também a turbulência de pequena escala desencadeada sempre que uma placa de gelo ancestral cai num fiorde escuro da Gronelândia e põe a rolar, nas profundezas, ondas com altura de arranha-céus.