A recuperação de amostras geológicas únicas lança luz sobre a formação da camada de gelo antártica atual

Nos últimos anos, o aquecimento global deixou sua marca nas camadas de gelo da Antártida. O gelo “eterno” na Antártida está derretendo mais rápido do que se supunha anteriormente, particularmente na Antártida Ocidental mais do que na Antártida Oriental. A raiz para isso pode estar em sua formação, como uma equipe de pesquisa internacional liderada pelo Instituto Alfred Wegener descobriu agora.

Amostras de sedimentos de núcleos de perfuração combinadas com modelagem complexa de clima e camada de gelo mostram que a glaciação permanente da Antártida começou há cerca de 34 milhões de anos — mas não abrangeu todo o continente como se supunha anteriormente, mas sim ficou confinada à região oriental do continente (Antártida Oriental). Foi somente pelo menos 7 milhões de anos depois que o gelo conseguiu avançar em direção à costa da Antártida Ocidental.

Os resultados do novo estudo mostram quão substancialmente diferentes são as reações da Antártida Oriental e Ocidental à força externa, como os pesquisadores descrevem na revista Ciência.

Cerca de 34 milhões de anos atrás, nosso planeta passou por uma das mudanças climáticas mais fundamentais que ainda influenciam as condições climáticas globais hoje: a transição de um mundo estufa (com nenhum ou muito pouco acúmulo de gelo continental) para um mundo casa de gelo (com grandes áreas permanentemente glaciadas). Durante esse tempo, a camada de gelo da Antártida se formou. Como, quando e, acima de tudo, onde ainda não eram conhecidos devido à falta de dados e amostras confiáveis ​​de regiões-chave, especialmente da Antártida Ocidental, que documentassem as mudanças no passado.

Pesquisadores do Instituto Alfred Wegener, do Centro Helmholtz de Pesquisa Polar e Marinha (AWI) conseguiram fechar essa lacuna de conhecimento, juntamente com colegas do British Antarctic Survey, da Universidade de Heidelberg, da Universidade de Northumbria (Reino Unido) e do MARUM — Centro de Ciências Ambientais Marinhas da Universidade de Bremen, além de colaboradores das Universidades de Aachen, Leipzig, Hamburgo, Bremen e Kiel, bem como da Universidade da Tasmânia (Austrália), Imperial College London (Reino Unido), Université de Fribourg (Suíça), Universidad de Granada (Espanha), Universidade de Leicester (Reino Unido), Texas A&M University (EUA), Senckenberg am Meer e do Instituto Federal de Geociências e Recursos Naturais em Hanover, Alemanha.

Com base em um núcleo de perfuração que os pesquisadores recuperaram usando a sonda de perfuração do fundo do mar MARUM-MeBo70 em um local na costa das geleiras Pine Island e Thwaites na costa do Mar de Amundsen, na Antártida Ocidental, eles conseguiram estabelecer a história do surgimento do continente gelado da Antártida pela primeira vez. Surpreendentemente, nenhum sinal da presença de gelo pode ser encontrado nesta região durante a primeira grande fase da glaciação da Antártida.

“Isso significa que uma primeira glaciação permanente e em larga escala deve ter começado em algum lugar na Antártida Oriental”, diz o Dr. Johann Klages, geólogo do AWI que liderou a equipe de pesquisa. Isso ocorre porque a Antártida Ocidental permaneceu sem gelo durante esse primeiro máximo glacial. Naquela época, ela ainda era amplamente coberta por densas florestas de folhas largas e um clima temperado-frio que impedia a formação de gelo na Antártida Ocidental.

A Antártida Oriental e Ocidental reagem de forma muito diferente às condições externas

Para entender melhor onde o primeiro gelo permanente se formou na Antártida, os modeladores paleoclimáticos do AWI combinaram os dados recentemente disponíveis com dados existentes sobre as temperaturas do ar e da água e a ocorrência de gelo.

“A simulação apoiou os resultados do núcleo único dos geólogos”, diz o Prof. Dr. Gerrit Lohmann, modelador paleoclimático do AWI. “Isso muda completamente o que sabemos sobre a primeira glaciação da Antártida.”

De acordo com o estudo, as condições climáticas básicas para a formação de gelo permanente prevaleceram apenas nas regiões costeiras da Terra de Victoria do Norte da Antártida Oriental. Aqui, massas de ar úmido atingiram as Montanhas Transantárticas fortemente crescentes — condições ideais para neve permanente e subsequente formação de calotas de gelo. De lá, a camada de gelo se espalhou rapidamente para o interior da Antártida Oriental. No entanto, levou algum tempo até chegar à Antártida Ocidental.

“Só cerca de sete milhões de anos depois é que as condições permitiram o avanço de uma camada de gelo para a costa da Antártida Ocidental”, explica Hanna Knahl, uma modeladora paleoclimática do AWI. “Nossos resultados mostram claramente o quão frio teve que ficar antes que o gelo pudesse avançar para cobrir a Antártida Ocidental que, naquela época, já estava abaixo do nível do mar em muitas partes.”

O que as investigações também mostram de forma impressionante é quão diferente as duas regiões da camada de gelo da Antártida reagem a influências externas e mudanças climáticas fundamentais.

“Mesmo um leve aquecimento é suficiente para fazer com que o gelo na Antártida Ocidental derreta novamente — e é exatamente onde estamos agora”, acrescenta Klages.

As descobertas da equipe de pesquisa internacional são críticas para entender a transição climática extrema do clima de estufa para o nosso atual clima de casa de gelo. Mais importante, o estudo também fornece novos insights que permitem que os modelos climáticos simulem com mais precisão como as áreas permanentemente glaciadas afetam a dinâmica climática global, ou seja, as interações entre gelo, oceano e atmosfera.

Isso é de crucial importância, como diz Klages, “especialmente à luz do fato de que poderemos enfrentar uma mudança climática tão fundamental novamente em um futuro próximo”.

Usando novas tecnologias para obter insights exclusivos

Os pesquisadores conseguiram fechar essa lacuna de conhecimento com a ajuda de um núcleo de perfuração exclusivo que eles recuperaram durante a expedição PS104 no navio de pesquisa Polarstern na Antártida Ocidental em 2017. A sonda de perfuração MARUM-MeBo70 desenvolvida no MARUM em Bremen foi usada pela primeira vez na Antártida.

O leito marinho das geleiras Pine Island e Thwaites da Antártida Ocidental é tão duro que antes era impossível alcançar sedimentos profundos usando métodos de perfuração convencionais. O MARUM-MeBo70 tem uma cabeça de corte giratória, o que tornou possível perfurar cerca de 10 metros no leito marinho e recuperar as amostras.