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Cientistas do Instituto de Geofísica da Universidade do Texas (UTIG) desenvolveram uma técnica de radar que lhes permite visualizar recursos ocultos nos poucos metros superiores das camadas de gelo. Os pesquisadores por trás da técnica disseram que ela pode ser usada para investigar o derretimento das geleiras na Terra, bem como detectar ambientes potencialmente habitáveis na lua de Júpiter, Europa.
As camadas próximas à superfície das camadas de gelo são difíceis de estudar com radares de penetração de gelo aerotransportados ou por satélite, porque muito do que é cientificamente importante acontece muito perto da superfície para ser visualizado com precisão. Isso deixou os cientistas contando com instrumentos terrestres que fornecem apenas cobertura limitada, ou extraindo núcleos de gelo – uma operação difícil e demorada atualmente impossível de ser realizada em outros planetas.
A nova técnica de radar combina duas larguras de banda de radar diferentes e procura discrepâncias como forma de aumentar a resolução. Como os instrumentos são transportados em aviões ou satélites, os cientistas podem pesquisar rapidamente vastas regiões de gelo.
Para testar a nova técnica, a equipe realizou pesquisas de radar sobre a calota de gelo de Devon, no Ártico canadense, onde mapearam uma camada semelhante a uma laje de gelo impermeável perto da superfície. Análises posteriores sugeriram que a camada de gelo está redirecionando o derretimento da superfície coberta de neve da calota de gelo para os canais de água ladeira abaixo. A pesquisa foi publicada em maio de 2023, na revista A criosfera.
De acordo com Kristian Chan, um estudante de pós-graduação da Escola de Geociências da UT Jackson que desenvolveu a técnica, as descobertas do estudo sobre a camada de gelo podem ajudar os cientistas a prever o futuro da calota de gelo e sua contribuição para o aumento do nível do mar.
“Se você tem apenas camadas de gelo relativamente finas, então o primeiro [snow-packed surface layers] tem a capacidade de absorver e reter a água derretida da superfície”, disse Chan. “Mas se essas lajes impermeáveis se espalharem, a contribuição do degelo da superfície para o aumento do nível do mar aumenta.”
O derretimento da superfície é normal em mantos de gelo durante os meses de verão. À medida que o topo da neve do inverno anterior esquenta, a água derretida afunda e volta a congelar mais profundamente na neve, formando finas camadas de gelo.
A maioria das camadas de gelo em Devon Ice Cap, no entanto, são muito mais espessas do que o esperado, algumas formando lajes de até 16 pés de espessura ao longo de vários quilômetros. Isso os torna muito eficazes no redirecionamento da água derretida, o que os pesquisadores confirmaram quando compararam a localização das placas de gelo mais espessas com a dos rios de água derretida.
Chan disse que as descobertas demonstram o que os cientistas podem realizar com a nova técnica.
“Usamos um radar aerotransportado para encontrar lajes de gelo na calota polar de Devon, mas o mesmo se aplica à detecção de camadas com um radar orbital em mundos ‘oceânicos’ cobertos de gelo, como a lua Europa de Júpiter”, disse ele.
Chan faz parte de um grupo UTIG, liderado pelo cientista sênior de pesquisa Don Blankenship, que está desenvolvendo um instrumento de radar chamado REASON, que será lançado a bordo do Europa Clipper da NASA em 2024. Junto com uma espaçonave da Agência Espacial Européia lançada este ano, os cientistas tem dois instrumentos de radar de penetração no gelo investigando as luas de Júpiter, Europa e Ganimedes. Ambos os sistemas de radar são compatíveis com a técnica de Chan.
Com a nova técnica, os cientistas poderão perscrutar os poucos metros superiores das conchas geladas, onde poderão encontrar salmoura congelada, restos criovulcânicos ou até mesmo depósitos de precipitação pluvial. Todos são habitats potenciais ou pistas sobre ambientes habitáveis no subsolo, disse o coautor Cyril Grima, pesquisador associado da UTIG que também faz parte da equipe REASON.
“Kristian nos deu a capacidade de ver as coisas nesta parte escondida logo abaixo da superfície que é potencialmente acessível para futuros aterrissadores”, disse Grima. “Isso realmente melhorou a capacidade de reconhecimento desses radares.”
A pesquisa foi apoiada pelo NASA Texas Space Grant Consortium na UTIG e pela G. Unger Vetlesen Foundation. A UTIG é uma unidade de pesquisa da Escola de Geociências da UT Jackson.
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