Glaciar 79°N: o lago que fissura e drena a língua glaciar

Nas alturas do Oceano Ártico, uma língua glaciar flutuante está a flectir, a fissurar e a elevar-se à medida que a água de degelo atravessa o seu interior, proporcionando uma rara observação em tempo real de como o aquecimento do clima pode desestabilizar rapidamente gelo antes considerado relativamente estável.

Uma língua glaciar sob pressão

Na remota costa nordeste da Gronelândia, a língua de gelo Nioghalvfjerdsbræ - mais conhecida como Glaciar 79°N - transformou-se num laboratório natural para os cientistas do clima. É uma das apenas três grandes línguas glaciares flutuantes que ainda subsistem na Gronelândia. Só esse facto torna-a relevante para as projecções futuras da subida do nível do mar.

Desde meados da década de 1990, esta região aqueceu de forma acentuada. A água oceânica mais quente está a desgastar o glaciar por baixo. Em simultâneo, o aumento das temperaturas do ar converteu partes da sua superfície numa paisagem sazonal de lagoas e cursos de água.

Em 1995, imagens de satélite revelaram uma novidade: um grande lago de água de degelo situado no topo da língua glaciar. Com cerca de 21 quilómetros quadrados, esse lago passou desde então a ser o centro de um estudo detalhado conduzido por investigadores do Instituto Alfred Wegener (AWI), na Alemanha.

“O lago não se limita a congelar e voltar a congelar. Esvazia repetidamente em episódios súbitos e violentos que remodelam o próprio glaciar.”

A equipa já registou sete grandes esvaziamentos deste único lago, quatro dos quais ocorreram apenas nos últimos cinco anos. Em cada episódio, enormes volumes de água doce avançam por fissuras e poços verticais no gelo, descendo até à base do glaciar e seguindo depois em direcção ao oceano.

Um lago gigante que desaparece de um dia para o outro

Sete esvaziamentos, cada vez mais rápidos e invulgares

Quando o lago esvazia, fá-lo depressa - num período que pode ir de horas a dias. Nas imagens de satélite obtidas antes e depois, uma superfície azul-clara transforma-se subitamente numa área baça e fracturada. No local onde havia água tranquila, surge uma trama complexa de fendas.

A partir de 2019, os cientistas do AWI identificaram uma geometria marcante nestes campos de fissuras: grandes formações triangulares que irradiam para fora da bacia esvaziada. Estas estruturas distinguem-se dos padrões mais circulares, semelhantes a dolinas, normalmente observados quando lagos superficiais drenam noutros glaciares.

“Os campos de fracturas triangulares funcionam como funis gigantes, canalizando a água para aberturas no gelo com dezenas de metros de largura.”

Estas aberturas chamam-se moulins - poços verticais que funcionam como ralos na superfície do glaciar, encaminhando a água de degelo directamente para a base, por vezes a mais de um quilómetro de profundidade. Assim que o lago ultrapassa um nível crítico, estes moulins transportam quantidades enormes de água num intervalo muito curto.

Imagens aéreas e de satélite mostram que, mesmo após um grande episódio de drenagem, a água continua a circular pelos moulins durante algum tempo. Isto indica que o glaciar é atravessado por impulsos repetidos de água de degelo, e não apenas por uma descarga isolada.

O comportamento invulgar do gelo “vivo”

O estudo salienta também que o gelo se comporta de formas que nem sempre são intuitivas. Ao longo de anos e décadas, o gelo glaciar escoa como um líquido muito espesso, mas em escalas temporais mais curtas também se dobra e recupera a forma como um material elástico.

Esta dupla natureza ajuda a compreender a persistência do sistema de fracturas triangulares. À superfície, as fissuras mantêm-se visíveis e praticamente inalteradas durante anos. No interior do glaciar, as medições por radar mostram que os canais evoluem, comprimem-se e fecham parcialmente à medida que o gelo flui lentamente e volta a congelar, sem contudo desaparecerem por completo.

Consequentemente, cada época de degelo estival não começa do zero. Fragilidades pré-existentes podem ser reactivadas quando chega nova água de degelo, o que poderá explicar por que razão o lago tem drenado com maior frequência nos últimos anos.

• Comportamento viscoso: o gelo flui lentamente encosta abaixo sob o seu próprio peso.
• Comportamento elástico: o gelo consegue flectir, fissurar e recuperar quando é sujeito rapidamente a tensão.
• Resultado: sistemas de fracturas duradouros, capazes de reabrir quando a pressão da água aumenta.

Quando a água eleva um glaciar inteiro

Uma bolha oculta sob o gelo do Glaciar 79°N

Uma das conclusões mais impressionantes do estudo do AWI resulta de sombras subtis em fotografias aéreas e de ecos obtidos por radar de penetração no gelo.

Ao longo de algumas linhas de fractura, os dois lados da fenda não se encontram à mesma altura. Um dos lados está ligeiramente mais elevado, sugerindo que o gelo foi empurrado para cima a partir da base. A maior elevação situa-se directamente sob a antiga bacia do lago.

“Grandes volumes de água em drenagem parecem ter-se acumulado sob o glaciar, formando um lago subglacial pressurizado que eleva fisicamente a língua glaciar acima dele.”

Os perfis de radar revelam aquilo que parece ser uma bolha de água aprisionada sob o glaciar. Essa pressão adicional da água força o gelo a subir, deformando a superfície em vários metros. Notavelmente, mais de 15 anos após a primeira grande drenagem, as fissuras superficiais associadas a essa elevação continuam visíveis.

Esta elevação não se limita a alterar a forma do glaciar. Quando a pressão da água aumenta na base, diminui o atrito entre o gelo e a rocha ou os sedimentos subjacentes. Isso pode permitir que o glaciar deslize mais depressa em direcção ao mar, sobretudo durante ou pouco depois dos episódios de drenagem.

Estará o glaciar a entrar num novo estado?

Ao combinar imagens de satélite, radar aerotransportado e simulações informáticas, a equipa reconstituiu o modo como o lago enche e esvazia, como as fracturas se propagam e como os canais internos se abrem e fecham.

Os investigadores recorreram a modelos viscoelásticos - ferramentas matemáticas que consideram tanto o comportamento fluido como a elasticidade do gelo - para testar se estas vias de drenagem podem voltar a fechar-se totalmente ou se cada episódio deixa o sistema um pouco mais preparado para o seguinte.

“A questão essencial agora é saber se as drenagens repetidas empurraram o glaciar para um modo de comportamento diferente e menos estável.”

Ao longo de aproximadamente uma década, o lago passou de descargas esporádicas para um padrão mais regular de drenagens rápidas e repetidas. Cada evento envia um impulso extremo de água de degelo para a base do glaciar, alterando as condições basais em escalas de tempo que vão de horas a dias.

Os investigadores questionam agora se o glaciar ainda consegue regressar todos os anos a uma configuração invernal mais tranquila ou se ultrapassou um limiar a partir do qual fracturas e canais permanecem como estruturas semipermanentes, prontas a ser reactivadas assim que o degelo recomeça.

Porque é que um lago importa para o nível global do mar

Fissuras que avançam para zonas mais altas do glaciar

Os pormenores de um único lago num só glaciar podem parecer muito locais. Contudo, para quem modela mantos de gelo, este sistema fornece dados raros sobre a ligação entre o degelo à superfície e a rede hidráulica profunda e oculta no interior de grandes massas de gelo.

À medida que a atmosfera aquece, a zona onde as lagoas de degelo se podem formar está a avançar para o interior e para altitudes mais elevadas na encosta do Glaciar 79°N. Actualmente, novas fracturas e lagos afectam uma área maior da língua glaciar do que na década de 1990.

Este processo não é exclusivo do nordeste da Gronelândia. Em toda a calote de gelo, surgem todos os verões milhares de lagos sazonais. Alguns limitam-se a voltar a congelar. Outros esvaziam de forma catastrófica, perfurando centenas de metros de gelo. Até agora, os modelos têm tido dificuldade em representar estes acontecimentos de maneira realista.

Processo	Efeito no glaciar
Degelo superficial e formação de lagos	Acrescenta peso e pressão de água à superfície do gelo
Drenagem do lago através de moulins	Leva rapidamente água até à base do glaciar
Aumento da pressão da água basal	Reduz o atrito e pode acelerar o escoamento do gelo
Ciclos repetidos de drenagem	Mantém fracturas e canais, alterando o comportamento do glaciar

O estudo do AWI disponibiliza geometrias de fracturas medidas, cronologias de drenagem e indícios de estruturas internas persistentes que podem agora ser integrados em modelos numéricos da calote de gelo da Gronelândia. Modelos mais rigorosos, por sua vez, permitem refinar as projecções sobre a velocidade a que o gelo chegará ao oceano à medida que o planeta aquece.

Termos essenciais e o seu verdadeiro significado

Parte da linguagem técnica associada a esta investigação esconde ideias simples:

• Moulin: poço quase vertical no gelo que transporta água superficial até à base de um glaciar. Pode ser entendido como um gigantesco tubo de escoamento escavado pela água corrente.
• Lago subglacial: massa de água líquida retida sob o gelo. Estes lagos podem ser pequenas acumulações ou grandes bacias que se estendem por quilómetros.
• Modelação viscoelástica: método para simular materiais que simultaneamente fluem e recuperam a forma. Nos glaciares, ajuda a prever como o gelo fissura, flecte e escoa lentamente.
• Língua glaciar: extensão longa e estreita de gelo que flutua no mar, mantendo-se ainda ligada à principal calote de gelo em terra.

Compreender estes processos torna também mais nítida a percepção do risco. Uma língua glaciar fragilizada por fracturas poderá fragmentar-se mais facilmente quando exposta a tempestades, ao aquecimento do oceano ou a mais água de degelo. Se grandes blocos se destacarem, desaparece uma espécie de barreira natural que abranda o gelo proveniente dos vales interiores antes de este chegar ao oceano.

Uma preocupação emergente prende-se com o efeito combinado do degelo superficial e do calor oceânico. A água do mar mais quente pode adelgaçar a língua flutuante pela base, ao mesmo tempo que lagos e fendas a enfraquecem a partir de cima. Esta pressão dupla poderá reduzir a duração de estruturas como a língua do Glaciar 79°N, fazendo com que mais gelo seja descarregado para o oceano aberto mais cedo do que o esperado.

Os investigadores já estão a executar cenários futuros nos quais as épocas de degelo se prolongam e os lagos se formam mais cedo no ano. Nessas simulações, os eventos de drenagem tornam-se mais frequentes, os sistemas de água basal mantêm-se activos durante mais tempo e a língua glaciar responde com escoamento mais rápido e maior flexão. Embora os valores exactos variem entre modelos, todos apontam no mesmo sentido: este comportamento de “fissuração e drenagem” deverá intensificar-se à medida que o Árctico aquece.