Ondas-monstro secretas sob a Gronelândia: Como os fiordes desgastam os glaciares por baixo

Enquanto os satélites observam do alto as massas de gelo em fusão, o verdadeiro suspense decorre muitas vezes a grande profundidade, sob a superfície da água. Em fiordes remotos, icebergues que colapsam desencadeiam, sem serem vistos, vagas gigantes que puxam água quente para cima e escavam os glaciares por baixo. Um novo estudo mostra quão enorme é este efeito oculto - e como os investigadores o tornam visível com cabos de fibra ótica.

Ondas invisíveis com a altura de um edifício: glaciares da Gronelândia e ondas internas

Quando um glaciar na Gronelândia se desfaz em blocos, visto de fora parece um momento espetacular, mas limitado: um enorme bloco de gelo desprende-se, cai no mar, há salpicos, algumas ondas chegam às margens do fiorde. Depois, parece regressar a calma.

Foi precisamente aí que residiu o grande equívoco. Investigadores da Universidade de Zurique e de institutos parceiros mostram que, sob a superfície, começa um segundo espetáculo, muito mais perigoso. O icebergue em queda liberta uma quantidade enorme de energia. Essa energia não se dissipa à superfície; propaga-se no interior da água - sob a forma das chamadas ondas internas.

Estas ondas internas podem atingir a altura de um edifício e estender-se por centenas de metros em profundidade no fiorde.

Segundo o estudo, estas ondas percorrem o fiorde durante horas. Não são visíveis do exterior, porque o que se desloca sobretudo são camadas de densidade e diferenças de temperatura na água. Para o glaciar, porém, isto representa um problema enorme.

Como as ondas atacam os glaciares por baixo

Esses movimentos gigantes da água funcionam como uma misturadora. Camadas de água fria e mais quente são constantemente remexidas. De maiores profundidades, água relativamente quente sobe diretamente até à base do glaciar, ou seja, até ao ponto onde o gelo termina no mar.

Com isso, acontece o seguinte:

• A língua glaciar que flutua no mar perde estabilidade.
• A base do gelo derrete mais depressa do que se pensava.
• Cada desprendimento de um icebergue prepara a próxima fratura - uma espécie de reação em cadeia.

Por isso, os investigadores falam de um “efeito multiplicador” no desprendimento dos icebergues. Um icebergue que colapsa não provoca apenas perda direta de gelo; aquece o sistema de tal forma que os desprendimentos seguintes se tornam mais prováveis. Em certo sentido, os glaciares aceleram a sua própria dissolução.

Cabo de fibra ótica como ouvido no fundo do oceano

O mais impressionante neste novo trabalho não é apenas o conteúdo, mas também o método. Instrumentos de medição convencionais ou satélites quase não conseguem captar ondas internas. Observam a superfície, não a vida interior do fiorde.

Por isso, a equipa internacional de investigação escolheu uma abordagem pouco habitual: um cabo de fibra ótica com dez quilómetros foi colocado no fundo do mar de um fiorde no sul da Gronelândia. A mesma tecnologia encontra-se também nas linhas de telecomunicações que transportam internet através dos oceanos.

Com um método de medição chamado Distributed Acoustic Sensing (DAS), os investigadores usam a fibra ótica como um sensor extremamente sensível. Pequenos pulsos de laser percorrem o cabo. Cada deformação mínima ou vibração altera a luz retroespalhada. Assim, é possível registar cada movimento no subsolo e na água ao longo de muitos quilómetros - com espaçamento de um metro.

De repente, foi possível traçar estas ondas invisíveis com detalhe - ciclo após ciclo, metro a metro.

A análise mostrou que, depois de cada colapso de um icebergue, surge primeiro uma onda visível à superfície, que se dissipa rapidamente. Em seguida, aparece uma série inteira de ondas internas, que rolam durante horas pela profundidade e vão misturando a água sem cessar.

Um centímetro por ciclo de onda - até um metro por dia

Até que ponto estas ondas fazem realmente derreter o glaciar? O estudo, publicado na revista Nature, apresenta pela primeira vez valores concretos. A cada ciclo das ondas internas, a parte inferior da frente de gelo pode recuar cerca de um centímetro.

Parece pouco - mas deixa de ser, quando os episódios se repetem com frequência. Em fiordes ativos, ocorrem regularmente desprendimentos e, com eles, novas séries de ondas. As investigadoras e os investigadores calcularam que a soma dos ciclos individuais pode provocar, em alguns dias, até um metro de perda de gelo na base do glaciar.

• 1 ciclo de onda: cerca de 1 cm de fusão na base do gelo
• Muitos ciclos por dia: até 1 m de perda de gelo
• A velocidade está na ordem da própria movimentação para a frente do glaciar

Deste modo, a fusão oculta sob a água situa-se numa ordem de grandeza semelhante à dinâmica visível à superfície. Os modelos anteriores subestimaram claramente este efeito, em parte por um fator de 100, de acordo com as autoras e os autores do estudo.

O caso do glaciar Eqalorutsit Kangilliit Sermiat

Foi analisado, entre outros, o glaciar Eqalorutsit Kangilliit Sermiat, no sul da Gronelândia. Pertence aos chamados glaciares de maré, cujo gelo chega diretamente ao mar. Estes glaciares são considerados particularmente sensíveis às influências oceânicas.

Todos os anos, o glaciar lança cerca de 3,6 quilómetros cúbicos de gelo no oceano. Em comparação, isso corresponde a quase o triplo do volume de gelo do conhecido glaciar do Ródano, nos Alpes suíços. Cada um destes blocos de gelo, ao cair na água, desencadeia as ondas internas descritas.

Os icebergues desaparecem no mar - mas o seu efeito prolonga-se e continua a atuar sobre a fundação do glaciar.

As ondas internas empurram água relativamente quente para a frente glaciar, aumentam a taxa de fusão e, a longo prazo, até alteram a forma do fundo do fiorde. Com isso, os padrões de corrente podem reforçar-se ou deslocar-se ainda mais. O sistema adapta-se, portanto, a si próprio - com consequências para décadas.

Mais do que a temperatura do ar: um sistema de fusão complexo

As novas medições desenham uma imagem muito mais complexa da fusão do gelo na Gronelândia. O recuo dos glaciares não depende apenas da subida da temperatura do ar. O que conta são ciclos de retroalimentação inteiros entre gelo, água e fundo marinho.

Entre estes fatores contam-se:

• frequência e dimensão dos desprendimentos
• estrutura e profundidade dos fiordes
• estratificação térmica da água do mar
• força e direção das correntes oceânicas
• dinâmica própria das ondas internas no fiorde

Neste jogo de interações, cada grande desprendimento funciona como um empurrão num sistema já de si instável. Os glaciares não reagem de forma linear, mas muitas vezes de forma abrupta. Um troço pode parecer relativamente estável durante anos - até que uma sequência de acontecimentos ultrapasse o ponto de viragem.

O que isto significa para o nível do mar e para o clima

A camada de gelo da Gronelândia é uma das maiores reservas de água doce do planeta. Se derretesse por completo, o nível global do mar subiria cerca de sete metros. O mundo ainda está longe disso, mas qualquer aceleração da fusão do gelo agrava já hoje os riscos costeiros.

O mecanismo agora melhor compreendido desempenha aqui um duplo papel. Por um lado, a fusão acrescida contribui diretamente para mais água nos oceanos. Por outro, essa água doce adicional altera grandes sistemas de circulação, como a Corrente do Golfo, que influencia de forma marcante o clima na Europa.

Mesmo um enfraquecimento parcial da Corrente do Golfo pode alterar de forma duradoura o estado do tempo sobre o Atlântico Norte: precipitação extrema mais frequente, bloqueios atmosféricos persistentes, mais situações de bloqueio. Os fiordes da Gronelândia deixam, assim, de ser um cenário remoto e passam a ser uma alavanca ativa no sistema climático global.

O que significam expressões como “ondas internas”

O termo “ondas internas” soa, à partida, abstrato. Refere-se a ondas que não se propagam à superfície da água, mas sim em camadas fronteira invisíveis no interior de um corpo de água. Essas camadas diferenciam-se, por exemplo, pela temperatura ou pelo teor de sal e, por isso, pela densidade.

Onde essas interfaces existem, podem comportar-se como uma superfície de água própria - incluindo ondas com altura considerável. Para navios, são inofensivas; para as frentes glaciares, pelo contrário, têm grande impacto, porque misturam constantemente água quente e fria.

Também o princípio de medição com fibra ótica merece atenção. Em teoria, o método pode ser aplicado a muitas zonas costeiras onde já existam cabos de telecomunicações. Isso permitiria monitorizar a dinâmica subaquática oculta ao longo de extensas faixas costeiras, sem instalar nova infraestrutura dispendiosa.

Como estas descobertas podem ser aproveitadas

Os novos dados ajudam a tornar os modelos climáticos e as previsões do nível do mar mais realistas. Se a fusão subaquática for medida com maior precisão, será possível planear melhor os riscos para cidades costeiras e infraestruturas - desde instalações portuárias até barreiras contra marés de tempestade.

Para a investigação, abre-se ainda outro campo: processos semelhantes poderão também atuar noutros glaciares de maré polares, por exemplo na Antártida. Aí, água profunda relativamente quente encontra línguas de gelo instáveis, que por sua vez provocam desprendimentos e desencadeiam ondas internas. A soma de todos estes mecanismos de fusão “escondidos” pode ser decisiva para determinar a rapidez com que o nível global do mar sobe no século XXI.

Quando se fala de alterações climáticas, pensa-se muitas vezes primeiro em verões quentes e em glaciares a derreter à superfície. Os novos resultados da Gronelândia mostram que é preciso olhar muito mais fundo: para os fiordes escuros, para as fibras óticas no fundo do mar - e para as ondas gigantes que ali roem o gelo em silêncio.