Um submarino autónomo que estava a cartografar a Plataforma de Gelo Dotson, na Antártida Ocidental, comunicou a deteção de estruturas invulgares sob o gelo e, pouco depois, deixou de dar sinais, após percorrer submerso cerca de 16 km em direção ao centro da plataforma.
O veículo, conhecido como Ran, passou várias semanas a varrer uma área de gelo com aproximadamente 130 km², revelando padrões que colocam em causa modelos simples de fusão.
A missão do Ran sob a Plataforma de Gelo Dotson
O trabalho foi coordenado por Anna Wåhlin, professora de Física Oceanográfica na Universidade de Gotemburgo, responsável pela articulação das missões do Ran na Antártida Ocidental.
A sua investigação centra-se em como as correntes oceânicas desgastam as plataformas de gelo por baixo, alterando a estabilidade dos glaciares e a evolução futura do nível do mar.
O Ran é um veículo subaquático autónomo - um submarino robótico - capaz de navegar sozinho durante horas sob o gelo.
Numa campanha realizada em 2022, o Ran passou 27 dias a deslocar-se sob o gelo flutuante de Dotson, chegando a penetrar cerca de 18 km na cavidade oculta.
O objetivo era esclarecer o contraste marcado entre a metade oriental de Dotson - mais espessa e com fusão mais lenta - e a metade ocidental - mais fina e com fusão mais rápida.
O que o Ran observou antes de desaparecer
Com recurso a sonar, o Ran cartografou cerca de 140 km² da face inferior da Plataforma de Gelo Dotson. Os mapas mostraram planaltos planos, degraus em socalcos e cavidades em forma de lágrima, todos esculpidos pela fusão basal - a fusão que ataca o gelo a partir de baixo.
Na zona leste e na região central, o Ran detetou terraços gelados empilhados como degraus; já a oeste, a base apresentava-se mais lisa, marcada por canais e depressões escavadas.
Nenhum destes terraços ou cavidades em forma de lágrima é visível em imagens de satélite, pelo que tinham permanecido totalmente escondidos até à missão do Ran.
Água profunda mais quente e fusão desigual
Em torno da Antártida, a Água Profunda Circumpolar - uma corrente quente e salgada proveniente do Oceano Austral - avança sobre a plataforma continental e derrete as plataformas de gelo por baixo.
A altimetria por satélite sobre Dotson indica que os canais de fusão perdem gelo a um ritmo de cerca de 12 m por ano, um padrão de afinamento associado à presença de água quente.
A análise das medições sob Dotson indica que esta plataforma de gelo acrescentou cerca de 0,5 mm ao nível do mar entre 1979 e 2017.
Os mapas subglaciais sugerem que este afluxo mais quente concentra a erosão no lado ocidental de Dotson, enquanto água mais fria mantém a margem oriental relativamente protegida.
Terraços, “lágrimas” e turbulência sob a Plataforma de Gelo Dotson (Ran)
Onde as correntes se deslocam lentamente, a base do gelo adquire o aspeto de saliências empilhadas, formadas à medida que a fusão vai consumindo superfícies planas e deixando pequenos desníveis.
Já na região de escoamento rápido, as correntes tendem a gerar superfícies mais suaves e sulcadas, onde a turbulência induzida pelo cisalhamento - a mistura causada pelo deslizamento de camadas de água - acelera a fusão.
Algumas cavidades têm formato de lágrima, com cerca de 300 m de comprimento e 50 m de profundidade, escavadas por correntes próximas da base do gelo.
Noutros locais, os planaltos em socalcos parecem registar entradas episódicas de água ligeiramente mais quente na cavidade, removendo lentamente camadas de gelo ao longo de muitos anos.
Fraturas que se alargam a partir de baixo
O Ran também registou fraturas de espessura total que cortam a plataforma de gelo, muitas delas alargadas e alisadas na base devido à fusão.
Os registos de satélite mostram que algumas destas fendas estão abertas desde a década de 1990, e essas fraturas mais antigas exibem as cicatrizes de fusão mais profundas.
Nestes corredores estreitos, a água que circula mais depressa pode canalizar calor adicional contra as paredes de gelo, transformando fraturas em vias ocultas de perda de massa.
Como muitos modelos informáticos representam a fusão de forma ampla e generalista, acabam por subestimar o modo como fraturas e canais guiam a água quente e concentram os danos.
Implicações para o nível do mar no futuro
A combinação de dados de satélite e de clima mostra que a perda de gelo na Antártida contribuiu com cerca de 14 mm para o aumento do nível do mar desde 1979.
Uma parte substancial dessa perda provém da Antártida Ocidental, onde plataformas como a de Dotson flutuam sobre bacias profundas que as correntes mais quentes conseguem alcançar.
Quando essas plataformas flutuantes afinam ou se fragmentam, deixam de “apoiar” o gelo em terra atrás delas; consequentemente, os glaciares aceleram e o nível do mar sobe mais depressa.
Compreender, já hoje, de que forma a água quente consome a base de Dotson ajuda os investigadores a avaliar a rapidez com que glaciares mais distantes poderão reagir à medida que o clima aquece.
Dificuldades de operar na Plataforma de Gelo Dotson
O Ran operava sem contacto em tempo real, porque as ondas de rádio e os sinais de GPS não atravessam dezenas de metros de gelo sólido.
Em alternativa, o veículo dependia de sistemas de navegação e de instrumentos acústicos para estimar a sua posição em relação ao fundo do mar e à face inferior do gelo.
As missões típicas duravam entre várias horas e mais de um dia, o que significava que qualquer problema em profundidade permanecia invisível até o Ran voltar à superfície.
Apesar destes riscos, em 2022 a equipa concluiu 14 missões bem-sucedidas sob o gelo com o Ran, trazendo um conjunto de dados valioso para glaciólogos e oceanógrafos.
Quando o submarino Ran desapareceu
Quando os investigadores regressaram a Dotson, o Ran foi enviado para uma nova missão sob o gelo, com o objetivo de expandir os mapas e as medições.
“To see Ran disappear into the dark, unknown depths below the ice, executing her tasks for over 24 hours without communication, is of course daunting,” disse Wåhlin.
Quando o Ran não surgiu no ponto de recolha, as tentativas de contacto falharam e as buscas não detetaram sinais nem destroços.
Sem um fluxo de dados, a equipa só pode especular sobre a causa, que pode ir de uma avaria mecânica a uma colisão com cristas de gelo.
Ran e a Plataforma de Gelo Dotson
Apesar da perda do veículo, as missões anteriores do Ran mudaram a forma como a equipa entende a interação entre o oceano e o gelo nesta cavidade remota.
Os mapas mostram que a face inferior de uma plataforma de gelo pode conter terraços, canais, fraturas e cavidades em forma de lágrima, e que cada uma responde de maneira distinta às correntes.
Integrar terraços, fraturas e canais de fusão nos modelos deverá ajudar a reduzir a incerteza das previsões sobre a rapidez com que a Antártida Ocidental poderá perder gelo em cenários climáticos futuros.
Por agora, os mapas detalhados enviados pelo Ran são uma janela rara para a “mecânica” oculta da fusão na Antártida, lembrando aos cientistas quanto ainda falta explorar.
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