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Os cientistas desenvolveram técnicas de inteligência artificial para rastrear o desenvolvimento de fendas – ou fraturas – na Língua de Gelo da Geleira Thwaites, no oeste da Antártica.
Uma equipe de cientistas da Universidade de Leeds e da Universidade de Bristol adaptou um algoritmo de IA originalmente desenvolvido para identificar células em imagens de microscópio para detectar fendas se formando no gelo a partir de imagens de satélite. As fendas são indicadores de tensões crescentes na geleira.
Thwaites é uma parte particularmente importante do manto de gelo antártico porque contém gelo suficiente para elevar o nível global do mar em cerca de 60 centímetros e é considerado por muitos como estando em risco de recuo rápido, ameaçando comunidades costeiras em todo o mundo.
O uso da IA permitirá que os cientistas monitorem e modelem com mais precisão as mudanças nessa importante geleira.
Publicado hoje (segunda-feira, 9 de janeiro) na revista Geociência da Natureza, a pesquisa se concentrou em uma parte do sistema glacial onde o gelo flui para o mar e começa a flutuar. Onde isso acontece é conhecido como linha de aterramento e forma o início da plataforma de gelo oriental Thwaites e da língua de gelo da geleira Thwaites, que também é uma plataforma de gelo.
Apesar de serem pequenas em comparação com o tamanho de toda a geleira, as mudanças nessas plataformas de gelo podem ter implicações abrangentes para todo o sistema de geleiras e para o futuro aumento do nível do mar.
Os cientistas queriam saber se a formação de fendas ou fraturas na geleira era mais provável de ocorrer com mudanças na velocidade do fluxo de gelo.
Desenvolvimento do algoritmo
Usando aprendizado de máquina, os pesquisadores ensinaram um computador a olhar para imagens de satélite de radar e identificar mudanças na última década. As imagens foram tiradas pelos satélites Sentinel-1 da Agência Espacial Européia, que podem “ver” através da camada superior de neve e na geleira, revelando a superfície fraturada do gelo normalmente escondida da vista.
A análise revelou que, nos últimos seis anos, a língua de gelo da geleira Thwaites acelerou e desacelerou duas vezes, cerca de 40% de cada vez – de quatro km/ano para seis km/ano antes de desacelerar. Este é um aumento substancial na magnitude e frequência da mudança de velocidade em comparação com os recordes anteriores.
O estudo encontrou uma interação complexa entre a formação de fendas e a velocidade do fluxo de gelo. Quando o fluxo de gelo acelera ou diminui, é provável que mais fendas se formem. Por sua vez, o aumento das fendas faz com que o gelo mude de velocidade à medida que o nível de atrito entre o gelo e a rocha subjacente se altera.
Anna Hogg, glaciologista do grupo Satellite Ice Dynamics em Leeds e autora do estudo, disse: “Tradicionalmente, acredita-se que as mudanças dinâmicas nas plataformas de gelo ocorram em escalas de tempo de décadas a séculos, por isso foi surpreendente ver essa enorme geleira. acelerar e desacelerar tão rapidamente.”
“O estudo também demonstra o papel fundamental que as fraturas desempenham no desentupimento do fluxo de gelo – um processo conhecido como ‘unbuttressing’.
“Os modelos de placas de gelo devem ser desenvolvidos para levar em conta o fato de que o gelo pode fraturar, o que nos permitirá medir as futuras contribuições do nível do mar com mais precisão”.
Trystan Surawy-Stepney, principal autor do artigo e pesquisador de doutorado em Leeds, acrescentou: “O bom deste estudo é a precisão com que as fendas foram mapeadas.
“Já se sabe há algum tempo que a fenda é um componente importante da dinâmica da plataforma de gelo e este estudo demonstra que esse link pode ser estudado em grande escala com bela resolução, usando técnicas de visão computacional aplicadas ao dilúvio de imagens de satélite adquiridas a cada semana. .”
Os satélites que orbitam a Terra fornecem aos cientistas novos dados sobre as regiões mais remotas e inacessíveis da Antártida. O radar a bordo do Sentinel-1 permite que lugares como a geleira Thwaites sejam fotografados dia ou noite, toda semana, durante todo o ano.
O Dr. Mark Drinkwater, da Agência Espacial Européia, comentou: “Estudos como este não seriam possíveis sem o grande volume de dados de alta resolução fornecidos pelo Sentinel-1. Continuando a planejar futuras missões, podemos continuar apoiando trabalhos como este e ampliar o escopo da pesquisa científica em áreas vitais do sistema climático da Terra.”
Quanto ao Thwaites Glacier Ice Tongue, resta saber se essas mudanças de curto prazo têm algum impacto na dinâmica de longo prazo da geleira ou se são simplesmente sintomas isolados de uma plataforma de gelo perto de seu fim.
O artigo – “Mudança dinâmica episódica ligada a danos na língua de gelo da geleira thwaites” – foi escrito por Trystan Surawy-Stepney, Anna E. Hogg e Benjamin J. Davison, da Universidade de Leeds; e Stephen L. Cornford, da Universidade de Bristol.
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