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A camada de gelo da Groenlândia é enorme, constituindo quase metade de toda a água doce do hemisfério norte. Mas o aumento das temperaturas na Terra está fazendo com que ela derreta – e os oceanos do mundo subam. Como tal, os movimentos da camada de gelo são monitorados de perto.
Usando extensas medições de satélite, pesquisadores do Serviço Geológico da Dinamarca e da Groenlândia (GEUS) e do Instituto Niels Bohr da Universidade de Copenhague realizaram um estudo que mostra como os movimentos da camada de gelo parecem estar intimamente ligados ao fluxo de água derretida sob o gelo.
Usando inteligência artificial, os pesquisadores analisaram os movimentos do gelo que agora podem dividir em quatro categorias com base nos padrões de movimento. De acordo com os pesquisadores por trás do estudo, essa informação está faltando em nossa compreensão de por que a velocidade do gelo no mesmo local pode mudar ao longo do tempo, o que é um conhecimento importante para fazer modelos climáticos mais precisos para, entre outras coisas, elevação do nível do mar.
“Com a ajuda de grandes quantidades de dados de satélite e inteligência artificial, podemos identificar e mapear flutuações sazonais gerais em grandes partes da borda da camada de gelo. Não apenas para um ano, mas também para flutuações ao longo de vários anos. Assim, nosso estudo fornece uma visão indireta dos processos sob o gelo e a conexão com a água derretida em grande escala. Essa conexão é muito importante para entender em relação ao aquecimento climático do futuro, no qual a quantidade de água derretida aumentará”, explica Anne Munck Solgaard, pesquisador sênior da GEUS e principal autor do estudo, agora publicado na Cartas de Pesquisa Geofísica.
Túneis sob o gelo
À medida que a água derretida da superfície atinge o fundo do gelo, ela flui principalmente em direção à borda da camada de gelo através de canais derretidos. Os pesquisadores descobriram que o desenho desses canais, também conhecidos como vias de drenagem subglacial, afeta o movimento do gelo acima.
Se os canais, que funcionam como uma espécie de sistema de drenagem, não conseguem desviar a água, a pressão no fundo aumenta e reduz o atrito entre o gelo e o fundo. Isso, por sua vez, faz com que o gelo se mova mais rápido em direção ao oceano. E vice-versa, se o sistema de drenagem for eficaz, o gelo se moverá mais lentamente.
De acordo com Anne Munck Solgaard, o sistema de drenagem não é um conjunto fixo de tubos ou canais de tamanho específico, mas sim caminhos que se desenvolvem durante a estação de degelo. Eles fazem isso porque, enquanto a água derretida pode derreter sistemas de drenagem maiores, o fluxo de gelo funciona para fechar sistemas. Como tal, o sistema de drenagem pode alternar entre ser eficiente e ineficiente.
“Isso resulta em quatro variações na velocidade do gelo que descobrimos em vários locais da camada de gelo. Por exemplo, a velocidade pode diminuir no meio da estação de degelo, quando a água derretida é abundante, porque o sistema de drenagem torna-se subitamente eficiente. Ou o sistema permanece ineficiente e sob alta pressão. Portanto, a velocidade está de acordo com a quantidade de água derretida”, diz o Pesquisador Sênior.
Assim, os pesquisadores puderam ver para onde o gelo se move no manto de gelo, de uma forma ou de outra, ao longo do ano. Ao fazer isso, eles podem obter informações sobre o que está acontecendo sob o gelo e ficar de olho em como isso muda de ano para ano.
“Nossos resultados fornecem uma melhor compreensão de como a camada de gelo reage a temperaturas mais altas e mais água derretida, o que pode nos ajudar a desenvolver futuros modelos climáticos”, explica Dina Rapp, estudante de doutorado e coautora do estudo.
Enormes quantidades de dados exigem inteligência artificial
Os pesquisadores usaram inteligência artificial para detectar e separar padrões de movimento em muitos milhares de medições, que rapidamente se tornam incontroláveis para análise humana. De acordo com a professora Christine Hvidberg, do Niels Bohr Institute, coautora do estudo, o poder de computação inteligente está se tornando cada vez mais necessário.
“Nos últimos anos, a quantidade de dados de satélite disponíveis gratuitamente explodiu. Eles vêm dos satélites Sentinel da ESA e do Landsat da América. Os dados nos permitem mapear a velocidade do gelo em alta resolução, tanto temporal quanto espacialmente. É ótimo, mas também torna completamente impossível obter uma visão geral completa dos movimentos e padrões do gelo olhando manualmente através de séries temporais. Aqui, inteligência artificial e montes de poder de computação nos ajudam a ver padrões e conexões anteriormente não descobertos”, diz ela.
Desde 2016, medições contínuas dos satélites Sentinel-1 da ESA têm sido usadas para calcular o movimento do manto de gelo no âmbito do Programa de Monitoramento do Manto de Gelo da Groenlândia (PROMICE).
Encontrar dados atuais
As grandes quantidades de dados medidos do espaço foram coletadas usando radar de abertura sintética (SAR) pelos satélites Sentinel-1 da Agência Espacial Européia. Os dados foram combinados com medições das estações meteorológicas PROMICE localizadas no próprio gelo e, juntamente com medições do derretimento, fornecem a melhor base para entender os efeitos climáticos do futuro, incluindo o aumento global do nível do mar. Dados sobre a velocidade do gelo são coletados a cada 12 dias para mapas de velocidade com alto nível de detalhamento, 500 x 500 metros, para toda a camada de gelo (mapas disponíveis em https://dataverse.geus.dk/dataverse/Ice_velocity). As medições da estação meteorológica e as estimativas diárias do derretimento da camada de gelo podem ser acessadas em promice.org.
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