Novos métodos preveem pontos de inflexão para a perda do permafrost alpino

Se o leito rochoso nos Alpes não permanecer mais permanentemente congelado, quedas de rochas podem ocorrer com mais frequência. Ao medir a resistividade elétrica no solo, os pesquisadores agora podem entender melhor por que isso acontece.

O desaparecimento das geleiras é visível para todos nós. O que está acontecendo com o leito rochoso alpino é menos óbvio. O permafrost está descongelando lá. E isso tem consequências: quando o gelo subterrâneo derrete, ele pode desestabilizar encostas de montanhas, mudar a paisagem e colocar em risco as pessoas e sua infraestrutura.

É por isso que pesquisadores suíços monitoram o estado do permafrost nas montanhas há muitas décadas. O método convencional é perfurar buracos de até 100 metros de profundidade para medir as temperaturas do solo. No entanto, isso consome tempo e é caro — especialmente em altitudes elevadas.

“Você também só conhece a temperatura em certos pontos e não pode fazer nenhuma afirmação sobre o volume de gelo”, diz o geocientista Christian Hauck. Nos últimos anos, ele e sua equipe na Universidade de Friburgo desenvolveram em conjunto um método de medição não invasivo que mede o permafrost em grandes áreas, determina a quantidade de gelo e, assim, torna possível prever desenvolvimentos futuros.

Como tomografia computadorizada para o solo

O princípio básico é simples: os pesquisadores conduzem corrente elétrica direta através do solo entre dois eletrodos e medem a diferença de potencial elétrico em vários outros eletrodos no solo. A resistividade elétrica resultante depende do estado da água — o gelo é menos condutor do que a água líquida e, portanto, tem uma resistividade maior. Se não houver água no solo, a resistividade é ainda maior. As medições, portanto, fornecem informações sobre se a água está presente na forma líquida ou congelada e, em caso afirmativo, quanta há.

“Semelhante a uma tomografia computadorizada na medicina, às vezes fazemos mais de mil medições individuais para obter uma imagem tridimensional”, explica Hauck. Para fazer isso, os pesquisadores colocam cerca de 50 eletrodos em uma área de cerca de meio hectare. Quanto mais distantes os eletrodos estiverem, mais profundamente a corrente penetra. “Em altitudes tão altas, nem sempre é fácil encontrar lugares adequados para os eletrodos. Também temos que manter nossa própria segurança em mente”, relata Hauck sobre seu trabalho de campo.

Uma perda de 15% em sete anos

Calcular a distribuição e a quantidade de permafrost a partir dos dados medidos é ainda mais difícil, especialmente porque há vários outros fatores a serem considerados nas montanhas, como as características das camadas de rocha e a inclinação da encosta. No entanto, o modelo para o cálculo está sendo refinado continuamente.

Também é útil comparar os resultados com dados coletados por outros métodos; por exemplo, a Rede Suíça de Monitoramento do Permafrost (PERMOS) vem medindo temperaturas na superfície e em poços de perfuração em muitos locais nos Alpes há duas décadas.

Em um estudo publicado recentemente em Cartas de Pesquisa Ambientala estudante de doutorado Sarah Morard e a equipe de Hauck analisaram todos os dados disponíveis sobre o permafrost nas encostas do Stockhorn acima de Zermatt. As temperaturas nas perfurações aumentaram cerca de 1°C nos últimos 20 anos, e o permafrost agora está localizado vários metros mais fundo no solo.

As medições de resistividade descritas acima também permitiram quantificar a perda de permafrost pela primeira vez: cerca de 15% do gelo foi perdido entre 2015 e 2022.

Prevendo os pontos de inflexão

Em outro estudo, também publicado em Cartas de Pesquisa AmbientalHauck e sua colega Christin Hilbich analisaram dados de medições de resistividade feitas por toda a Europa. Isso mostrou que até mesmo um único verão quente — como em 2003, 2015 e 2022 — pode levar à perda irreversível de permafrost nas montanhas.

Um inverno frio subsequente não é suficiente para compensar a perda. “Condições muito específicas são necessárias para que o permafrost se forme novamente”, diz Hauck. Por exemplo, tem que chover quando está extremamente frio para que o gelo possa se formar antes que a água drene de volta para o vale.

Usando os dados de resistividade, Hauck agora pode reconstruir tais processos no passado e fazer previsões para o futuro. Ele acredita que o permafrost alpino já atingiu ou atingirá em breve o ponto de inflexão em muitos lugares. Isso significa que o desaparecimento do permafrost irá então acelerar por si só e não poderá mais ser interrompido sem mudanças significativas no clima.

Dependendo das condições geológicas, isso pode levar a um aumento de quedas de rochas ou deslizamentos de terra em locais onde antes não eram possíveis, como em encostas onde as camadas geológicas são estabilizadas pelo permafrost. Portanto, é ainda mais importante estabelecer métodos que prevejam esses pontos de inflexão o mais cedo e de forma confiável possível, diz Hauck.