Um glaciar da Gronelândia está a abrir fendas e os cientistas observam a sua drenagem em tempo real.

Acima do Oceano Árctico, uma língua de glaciar flutuante está a dobrar-se, a fender e a erguer-se à medida que a água de degelo a atravessa com força - uma rara janela em tempo quase real sobre como o aquecimento do clima pode desestabilizar rapidamente gelo que, durante muito tempo, pareceu relativamente estável.

Uma língua de glaciar sob pressão: o 79°N Glacier (Nioghalvfjerdsbræ)

Na costa remota do nordeste da Gronelândia, a língua de gelo Nioghalvfjerdsbræ - mais conhecida como 79°N Glacier - transformou-se num verdadeiro laboratório natural para cientistas do clima. É uma de apenas três grandes línguas de glaciar flutuantes ainda existentes na Gronelândia, o que a torna especialmente relevante para estimar a evolução futura do nível do mar.

Desde meados da década de 1990, esta região aqueceu de forma acentuada. A água do oceano, agora mais quente, está a corroer o glaciar por baixo. Em simultâneo, o aumento da temperatura do ar converte partes da superfície numa paisagem sazonal de lagoas e cursos de água.

Em 1995, imagens de satélite mostraram uma novidade marcante: um grande lago de água de degelo instalado no topo da própria língua do glaciar. Esse lago, com cerca de 21 km², passou a ser o alvo central de um estudo detalhado liderado por investigadores do Instituto Alfred Wegener (AWI), na Alemanha.

O lago não se limita a congelar e a descongelar: escoa repetidamente em episódios súbitos e violentos, remodelando o próprio glaciar.

A equipa já registou sete escoamentos principais a partir deste único lago - quatro deles apenas nos últimos cinco anos. Em cada episódio, volumes enormes de água doce precipitam-se por fendas e por condutas verticais no gelo, descendo até à base do glaciar e seguindo depois na direcção do oceano.

Um ponto adicional, cada vez mais importante, é a vigilância contínua destas mudanças. Para além de satélites e campanhas aéreas, medições por GPS e sensores sísmicos podem ajudar a detectar pequenas elevações, vibrações e rupturas no gelo - sinais precoces de que a drenagem e a fracturação estão prestes a intensificar-se.

Um lago gigante que desaparece de um dia para o outro

Sete drenagens, cada vez mais rápidas e invulgares

Quando o lago escoa, fá-lo a grande velocidade - tipicamente em horas a poucos dias. Nas imagens de satélite obtidas antes e depois, a superfície azul viva dá lugar, de repente, a um padrão baço e fragmentado. Onde havia água calma, surge uma rede intrincada de fissuras.

A partir de 2019, os cientistas do AWI identificaram um desenho novo e muito característico nesses campos de fracturas: grandes formações triangulares que se projectam para fora da bacia drenada. Estas geometrias distinguem-se dos padrões mais circulares, do tipo “dolina”, frequentemente observados quando lagos superficiais drenam noutros glaciares.

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

Essas aberturas são moulins - poços quase verticais que actuam como “ralos” na superfície do glaciar, conduzindo a água de degelo directamente até à base, por vezes a mais de 1 km de profundidade. Assim que o lago ultrapassa um limiar crítico, estes moulins conseguem transportar quantidades imensas de água num intervalo muito curto.

Imagens de aeronaves e satélites indicam ainda que, mesmo depois de uma grande drenagem, a água continua a circular através dos moulins durante algum tempo. Ou seja, o glaciar é atravessado por pulsos repetidos de água de degelo, e não apenas por uma descarga única.

O comportamento inesperado de um gelo “vivo”

O estudo também sublinha que o gelo pode comportar-se de formas pouco intuitivas. Ao longo de anos e décadas, o gelo glaciar desloca-se como um líquido extremamente viscoso; porém, em escalas de tempo mais curtas, também pode flectir e recuperar como um material elástico.

Esta dupla natureza ajuda a compreender porque é que o sistema triangular de fracturas persiste. À superfície, as fendas mantêm-se visíveis e, em grande medida, semelhantes durante anos. No interior do glaciar, medições por radar mostram que os canais se alteram, estreitam e fecham parcialmente à medida que o gelo se deforma lentamente e parte da água volta a congelar - mas sem desaparecerem por completo.

Em consequência, cada estação de degelo no verão não começa do zero. Fragilidades antigas podem voltar a activar-se quando chega nova água de degelo, o que pode explicar a crescente frequência de drenagens nos últimos anos.

• Comportamento viscoso: o gelo escoa-se lentamente encosta abaixo devido ao seu próprio peso.
  
• Comportamento elástico: sob esforços rápidos, o gelo pode dobrar, fissurar e “ressaltar”.
  
• Resultado: sistemas de fracturas duradouros, capazes de reabrir quando a pressão da água aumenta.

Quando a água ergue um glaciar inteiro

Uma bolha escondida por baixo do gelo

Uma das conclusões mais impressionantes do trabalho do AWI surge a partir de sombras subtis em fotografias aéreas e de ecos registados por radar de penetração no gelo.

Ao longo de certas linhas de fractura, as duas margens da fenda não estão ao mesmo nível. Um dos lados aparece ligeiramente mais alto, sugerindo que o gelo foi empurrado de baixo para cima. A elevação mais significativa localiza-se exactamente por baixo da antiga bacia do lago.

Grandes volumes de água drenada parecem ter-se acumulado sob o glaciar, formando um lago subglaciar pressurizado que levanta fisicamente a língua de gelo acima dele.

Perfis de radar revelam algo semelhante a uma bolha de água presa sob o glaciar. Esse acréscimo de pressão força o gelo a subir, deformando a superfície em vários metros. De forma notável, mais de 15 anos após a primeira grande drenagem, as fracturas de superfície associadas a esta elevação continuam visíveis.

Este levantamento não altera apenas a forma do glaciar. Quando a pressão da água aumenta na base, a fricção entre o gelo e a rocha ou sedimentos subjacentes diminui. Isso pode permitir que o glaciar deslize mais depressa na direcção do mar - sobretudo durante ou imediatamente após os episódios de drenagem.

Um aspecto relacionado, muitas vezes menos visível, é a forma como estas alterações na base podem afectar a estabilidade mecânica da língua flutuante. Se o gelo passa mais tempo “lubrificado” por baixo, pequenas perturbações (como mar agitado ou variações rápidas de maré) podem ter efeitos maiores do que no passado.

Estará o glaciar a entrar num novo estado?

Combinando imagens de satélite, radar aerotransportado e simulações computacionais, a equipa reconstituiu a forma como o lago enche e esvazia, como as fracturas se propagam e como os canais internos se abrem e se fecham.

Foram aplicados modelos viscoelásticos - ferramentas matemáticas que consideram, em conjunto, o comportamento de escoamento e o comportamento elástico do gelo - para avaliar se as vias de drenagem conseguem encerrar totalmente ou se cada episódio deixa o sistema progressivamente mais “preparado” para o seguinte.

A questão central, agora, é perceber se drenagens repetidas empurraram o glaciar para um modo de comportamento diferente e menos estável.

Ao longo de cerca de uma década, o lago passou de rebentamentos esporádicos para um padrão mais regular de drenagens rápidas e repetidas. Cada episódio injecta um pulso extremo de água de degelo na base do glaciar, alterando as condições basais em escalas de horas a dias.

Os investigadores interrogam-se se o glaciar ainda consegue regressar, todos os anos, a uma configuração invernal mais “calma”, ou se já ultrapassou um limiar em que fracturas e canais se tornam elementos semi-permanentes, prontos a reactivar-se assim que o degelo recomeça.

Porque é que um lago pode influenciar o nível do mar global

Fendas a avançar para montante no 79°N Glacier

À primeira vista, a dinâmica de um único lago num único glaciar pode parecer um detalhe local. Para quem modela mantos de gelo, porém, este sistema fornece dados raros sobre como o degelo à superfície se liga a uma rede de “canalização” profunda e invisível 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 deslocar-se para o interior e para cotas mais elevadas na inclinação do 79°N Glacier. Em comparação com a década de 1990, novas fracturas e novos lagos afectam hoje uma área maior da língua de gelo.

Este fenómeno não é exclusivo do nordeste da Gronelândia. Em toda a camada de gelo, surgem milhares de lagos sazonais todos os verões. Alguns voltam a congelar. Outros drenam de forma catastrófica, perfurando centenas de metros de gelo. Até agora, muitos modelos têm dificuldade em representar estes episódios com realismo.

Processo	Efeito no glaciar
Degelo superficial e formação de lago	Aumenta o peso e a pressão da água sobre a superfície do gelo
Drenagem do lago através de moulins	Transporta água rapidamente para a base do glaciar
Aumento da pressão da água na base	Reduz a fricção 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 medidas de fracturas, calendários de drenagem e evidências de estruturas internas duradouras que podem agora ser integradas em modelos numéricos da Camada de Gelo da Gronelândia. Modelos mais fiáveis ajudam, por sua vez, a restringir as projecções sobre a rapidez com que o gelo poderá escoar para o oceano à medida que o planeta aquece.

Termos-chave e o que significam na prática

Alguma da linguagem técnica usada nesta investigação esconde ideias relativamente simples:

• Moulin: poço quase vertical no gelo que transporta água da superfície para a base do glaciar - como um enorme tubo de drenagem escavado pela própria água em movimento.
  
• Lago subglaciar: massa de água líquida retida sob o gelo; pode ser um pequeno reservatório ou uma bacia extensa com vários quilómetros.
  
• Modelação viscoelástica: método de simulação de materiais que tanto escoam como recuperam elasticamente; no caso dos glaciares, ajuda a prever como o gelo fende, se dobra e se deforma lentamente.
  
• Língua de glaciar: prolongamento longo e estreito de gelo que flutua sobre o mar, mantendo-se ainda ligado à camada de gelo principal em terra.

Compreender estes mecanismos também clarifica o risco. Uma língua de glaciar enfraquecida por fracturas pode desintegrar-se com maior facilidade quando exposta a tempestades, a aquecimento oceânico ou a entradas adicionais de água de degelo. Se grandes blocos se destacarem, perde-se uma espécie de “porta natural” que ajuda a travar o gelo dos vales interiores antes de chegar ao oceano.

Uma preocupação emergente é o efeito combinado do degelo superficial com o calor do oceano. A água do mar mais quente pode adelgaçar a língua flutuante por baixo, enquanto lagos e fendas a minam por cima. Esse stress duplo pode reduzir a longevidade de estruturas como a língua do 79°N Glacier, antecipando a descarga de mais gelo para o oceano aberto.

Os investigadores já estão a testar cenários futuros em que as épocas de degelo se prolongam e os lagos se formam mais cedo no ano. Nessas simulações, as drenagens tornam-se mais frequentes, os sistemas de água na base mantêm-se activos durante mais tempo e a língua de glaciar responde com escoamento mais rápido e maior flexão. Embora os valores exactos variem entre modelos, a direcção é consistente: este comportamento de “fender e drenar” tende a intensificar-se à medida que o Árctico continua a aquecer.