Ran mapeia a Plataforma de Gelo Dotson na Antártida Ocidental e desaparece

Um submarino não tripulado que estava a mapear a Plataforma de Gelo Dotson, na Antártida Ocidental, registou formações invulgares sob o gelo e, depois, deixou de dar sinais ao avançar cerca de 16 km sob a plataforma, na direcção do centro.

O veículo, baptizado Ran, passou semanas a varrer uma área de gelo com aproximadamente 130 km², e os padrões detectados desafiam a ideia de que o derretimento ocorre de forma simples e uniforme.

A missão do Ran sob a Plataforma de Gelo Dotson

O trabalho foi coordenado por Anna Wåhlin, professora de física oceanográfica na Universidade de Gotemburgo, responsável por organizar as operações do Ran na Antártida Ocidental.

A linha de investigação do grupo procura entender como as correntes do oceano desgastam as plataformas de gelo por baixo, alterando a estabilidade das geleiras e influenciando a elevação futura do nível do mar.

O Ran é um veículo submarino autónomo: um “robô-submarino” capaz de se deslocar sozinho sob o gelo durante horas.

Na campanha de 2022, o Ran passou 27 dias a executar trajectos cruzados por baixo do gelo flutuante da Dotson e chegou a avançar cerca de 18 km para dentro da cavidade oculta.

O objectivo era esclarecer por que motivo o lado leste da Dotson é mais espesso e derrete lentamente, enquanto a porção oeste é mais fina e perde gelo a um ritmo maior.

O Ran observou estruturas estranhas e depois desapareceu

Com recurso a sonar, o Ran cartografou cerca de 140 km² da face inferior do gelo da Plataforma de Gelo Dotson. Os mapas mostraram planaltos achatados, degraus em terraços e cavidades em forma de gota, todos esculpidos pelo derretimento basal - o degelo que ataca a plataforma por baixo.

Nas regiões leste e central, surgiram terraços de gelo empilhados como uma escadaria; já no oeste, o fundo parecia mais liso, marcado por canais e depressões arredondadas.

Como essas feições (terraços e “gotas”) não aparecem em imagens de satélite, permaneceram totalmente invisíveis até a missão do Ran.

Água profunda mais quente e derretimento desigual

Ao redor da Antártida, a Água Profunda Circumpolar - uma massa de água quente e salgada vinda do Oceano Austral - avança sobre a plataforma continental e derrete as plataformas de gelo por baixo.

Na Dotson, a altimetria por satélite indica que os canais de derretimento perdem gelo a cerca de 12 m por ano, um padrão de afinamento associado à presença de água mais quente.

A análise das medições sob a Dotson sugere que essa plataforma de gelo contribuiu com 0,51 mm para o nível do mar entre 1979 e 2017.

Os mapas sob o gelo indicam que esse afluxo quente concentra a erosão na parte oeste da Dotson, enquanto águas mais frias ajudam a manter o flanco leste relativamente protegido.

Terraços, “gotas” e turbulência

Em zonas onde as correntes se deslocam devagar, a base do gelo assume a aparência de patamares sobrepostos, criados quando o degelo consome áreas planas e deixa pequenos desníveis.

Já na região de escoamento mais rápido, as correntes tendem a produzir superfícies mais suaves e sulcadas: ali, a turbulência induzida por cisalhamento (a mistura provocada pelo deslizamento de camadas de água) acelera o derretimento.

Algumas cavidades têm formato de gota, com cerca de 300 m de comprimento e 50 m de profundidade, escavadas por correntes junto à base do gelo.

Noutros pontos, os planaltos em terraços provavelmente registam episódios de entrada de água ligeiramente mais quente na cavidade, que ao longo de muitos anos “descasca” camadas de gelo pouco a pouco.

Fracturas que se alargam por baixo

O Ran também registou fracturas de espessura total que cortam a plataforma de gelo, muitas delas com a base alargada e alisada pelo derretimento.

Os arquivos de satélite mostram que algumas dessas fendas estão abertas desde a década de 1990, e as mais antigas exibem as marcas de derretimento mais profundas.

Dentro dessas aberturas estreitas, a água a maior velocidade pode canalizar calor adicional contra as paredes de gelo, transformando fracturas em “auto-estradas” ocultas de perda de gelo.

Como muitos modelos computacionais tratam o derretimento de forma generalizada, frequentemente deixam de captar como fracturas e canais guiam a água quente e concentram os danos.

Implicações para o nível do mar no futuro

Dados combinados de satélite e clima indicam que a perda de gelo antárctico acrescentou cerca de 14 mm ao nível do mar desde 1979.

Uma parte importante dessa contribuição vem da Antártida Ocidental, onde plataformas como a Dotson flutuam sobre bacias profundas às quais correntes mais quentes conseguem chegar.

Quando essas plataformas flutuantes afinam ou se fragmentam, deixam de “segurar” o gelo em terra atrás delas; com isso, as geleiras aceleram e o nível do mar sobe mais depressa.

Compreender como a água mais quente corrói hoje a base da Dotson ajuda os investigadores a estimar quão rapidamente geleiras mais distantes podem reagir à medida que o clima aquece.

As dificuldades de operar na Plataforma de Gelo Dotson

O Ran operava sem contacto em tempo real, porque ondas de rádio e sinais de GPS não atravessam dezenas de metros de gelo sólido.

Em vez disso, o veículo dependia de sistemas de navegação e de instrumentos acústicos para estimar a sua posição em relação ao fundo do mar e à face inferior do gelo.

As missões típicas duravam de várias horas a mais de um dia; por isso, qualquer problema a grande profundidade permanecia desconhecido até o Ran voltar à superfície.

Mesmo com esses riscos, a equipa realizou 14 missões bem-sucedidas sob o gelo com o Ran em 2022, trazendo um conjunto de dados valioso para glaciólogos e oceanógrafos.

Quando o submarino Ran desapareceu

Quando os investigadores regressaram à Dotson, o Ran foi enviado para uma nova missão sob o gelo, com o intuito de ampliar mapas e medições.

“To see Ran disappear into the dark, unknown depths below the ice, executing her tasks for over 24 hours without communication, is of course daunting,” disse Wåhlin.

Como o Ran não surgiu no ponto de recolha, as tentativas de contacto falharam e as buscas não encontraram sinal nem destroços.

Sem telemetria durante a operação, a equipa só consegue levantar hipóteses para a causa - desde uma falha mecânica até uma colisão com cristas de gelo.

Ran e a Plataforma de Gelo Dotson

Apesar da perda do veículo, as missões anteriores do Ran mudaram de forma decisiva a compreensão da equipa sobre como oceano e gelo interagem nessa cavidade remota.

Os mapas mostram que a parte inferior de uma plataforma de gelo pode abrigar terraços, canais, fracturas e cavidades em forma de gota, e que cada uma dessas estruturas reage de modo diferente às correntes.

Levar terraços, fracturas e canais de derretimento para dentro dos modelos deve ajudar a reduzir a incerteza sobre a rapidez com que a Antártida Ocidental pode perder gelo em cenários climáticos futuros.

Por enquanto, os mapas detalhados que o Ran conseguiu transmitir são uma janela rara para o “mecanismo” oculto de derretimento na Antártida, e lembram aos cientistas o quanto ainda permanece por explorar.