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Caminhando para o desconhecido

A velocidade de retração da maciça capa de gelo da Antártica Ocidental irá influenciar a decisão da humanidade de afastar-se das regiões costeiras para fugir da elevação do nível dos oceanos. Os cientistas estão entrando em acordo sobre o que controla a extensão dessa capa e sua taxa de desintegração.

Há doze mil anos, à medida que a Terra emergia da última era glacial, grandes frotas de icebergs, como gigantescos Titanics, invadiram o Atlântico Norte. Expelidos das enormes capas de gelo que afogavam metade da América do Norte e da Europa na época, icebergs deslocavam água suficiente para elevar o nível global em mais de um metro por ano, durante décadas.

Enquanto o norte gelado derretia, o gelo que cobria o continente mais austral do planeta permanecia essencialmente intacto, atualmente representando 90 % da água sólida da Terra. Mas dúzias de estudos científicos conduzidos nos últimos 30 anos têm advertido que o gelo que cobre o oeste da Antártida – a parte situada predominantemente no hemisfério ocidental – poderia repetir o ato dramático de seus primos setentrionais. Aprisionando mais de três milhões de quilômetros cúbicos de água doce, esta capa de gelo poderia elevar o nível global do oceano em cinco metros, caso se desintegrasse completamente, alagando inúmeras terras baixas costeiras e forçando muitos dos seus dois bilhões de habitantes a se retirarem.

A maioria dos cientistas antárticos, há muito tempo, concorda quanto à redução do gelo continental no passado, contribuindo para a elevação do nível do mar, que continuou mesmo depois que as capas de gelo do hemisfério norte desapareceram.

Também concordam que o gelo que cobre o lado leste do continente é notavelmente estável comparado ao da Antártida Ocidental, onde diferenças críticas do terreno subjacente tornam-no mais errático.,Entretanto, até bem recentemente, os cientistas discordavam sobre a possibilidade de um rompimento catastrófico do manto de gelo ocidental em um futuro próximo. Muitos, incluindo um de nós (Bindschadler), preocupavam-se com o fato de que correntes de gelo, fluindo do interior do continente para o Mar de Ross, pudessem minar a integridade do manto, levando-o a um colapso total em poucos séculos, ou menos. Outros (incluindo Bentley) apontavam para a persistência da capa em épocas recentes, concluindo que ela se apresentava razoavelmente estável.

Por algum tempo, o debate parecia insolúvel. O acordo estava prejudicado pela escassez de dados e pelo desafio de se estudar um continente envolto pelas trevas de um frígido inverno de seis meses. Além disso, embora áreas da capa glacial tenham escoado rapidamente no passado, é difícil determinar se as mudanças no tamanho ou velocidade do gelo observados hoje são um reflexo de variabilidade normal, ou o início de uma tendência perigosa. Nos últimos anos, vários estudos de campo e de laboratório produziram um consenso sobre as forças que controlam o futuro da Antártida Ocidental, levando os especialistas nesses dois campos a concluir que as correntes de gelo que apontam na direção do Mar de Ross não são, no momento, tão ameaçadoras quanto alguns temiam.

Mesmo assim, permanecíamos intrigados quanto ao destino final da capa de gelo. Novos estudos têm revelado um afinamento do gelo num setor muito negligenciado da Antártida Ocidental, sugerindo que outro processo destrutivo, que não o das correntes de gelo, esteja operando na área. Também outra região – a península que forma o braço mais ao norte da Antártida – tem experimentado temperaturas de verão mais quentes, que são, certamente, a razão por trás do atual rompimento de gelo ao longo de sua costa.

As temperaturas em todo o globo têm subido gradualmente desde o final da última idade do gelo, mas, desde meados da década de 90, essa tendência tem se acelerado de forma marcante, com o aumento dos gases de efeito estufa, que aprisionam calor na atmosfera. Até agora essa península parece ser a única parte da Antártida onde essa recente tendência climática tem deixado sua marca; as temperaturas médias em outras partes têm subido menos, ou mesmo caído ligeiramente nos últimos 50 anos. Os pesquisadores, agora, querem saber se o aquecimento global está ganhando terreno na região mais austral.,Primeiros alarmes

Indícios de que a capa de gelo da Antártida Ocidental poderia estar passando por um proceso de derretimento começaram a surgir cerca de 30 anos atrás. Em 1974, Hans Weertman, da Northwestern University, publicou um dos mais influentes estudos iniciais: uma análise teórica da Antártida Ocidental baseada nas forças que então se acreditava controlarem a estabilidade das capas glaciais. Àquela época, os cientistas tinham plena consciência de que a maior parte da terra sob a grossa camada de gelo da Antártida Ocidental situava-se muito abaixo do nível do mar e anteriormente constituía o fundo de um oceano. Se todo o gelo fundisse, uma paisagem montanhosa apareceria, com vales aprofundando-se mais de dois quilômetros abaixo da superfície do mar, e picos erguendo-se dois quilômetros acima. Em virtude dos limites da Antártida Ocidental estarem tão afundados, o gelo nas bordas entra extensivamente em contato com a água do mar, e uma boa porção se estende – como plataformas flutuantes de gelo – sobre a superfície oceânica.

A conclusão perturbadora de Weertman foi que qualquer capa de gelo que preenche uma bacia marinha é inerentemente instável quando o nível global do mar se encontra em elevação, fato que vem ocorrendo nos últimos 20 mil anos e sobre o qual a maioria dos cientistas está de acordo. A instabilidade surge porque as bordas marinhas das capas de gelo podem, facilmente, ser submetidas a esforços, e mesmo levantadas acima dos sedimentos subjacentes pelos efeitos naturais de flutuação da água (em contraste, a capa glacial da Antártida Oriental assenta-se sobre um continente, a maior parte bem acima dos efeitos deletérios do mar). O resultado dos cálculos de Weertman foi que a capa de gelo da região se encontrava a caminho de um colapso total. Nada menos que uma nova era glacial poderia alterar este destino.

Caso Weertman estivesse certo, uma capa de gelo moderna era já uma versão retraída dela própria. Muitas descobertas passadas davam suporte a esta conclusão. Os exploradores encontraram pilhas de rochas e detritos (que só o gelo em movimento poderia ter criado) em encostas de montanhas muito acima da presente superfície do gelo, indicando que o gelo fora antes muito mais espesso. Da mesma forma, vales profundos escavados no piso oceânico, ao longo da costa, implicavam, em épocas passadas, num grande avanço da borda encalhada da capa glacial para o mar (ver box na pág. 33). Com base neste tipo de observações limitadas, alguns pesquisadores estimaram que a capa de gelo tinha, originalmente, um volume até três vezes maior que o presente, e que estava encolhendo relativamente devagar – a uma taxa que levaria a seu completo desaparecimento entre 4 mil e 7 mil anos.

A idéia de que a Antártida Ocidental poderia caminhar muito mais rapidamente para o colapso só foi formulada depois que os pesquisadores começaram a prestar melhor atenção às correntes de gelo (ice streams) – esteiras transportadoras naturais com centenas de quilômetros de comprimento e dezenas de quilômetros de largura. Os primeiros investigadores concluíram que essas correntes devem sua existência, em parte, a forças tectônicas que estão fraturando a Antártida Ocidental, afinando a crosta e permitindo que uma quantidade de calor acima da média escape do interior da Terra. Esse calor adicional pode derreter a base da capa de gelo, criando uma camada lubrificada que permitiria ao gelo mover-se rapidamente ladeira abaixo, mesmo se pouco inclinado.,De fato, levantamentos aéreos utilizando radar que penetra o gelo revelaram, na década de 70, que duas redes de correntes de gelo drenam a calota do interior do continente e alimentam as duas maiores plataformas de gelo da Antártida Ocidental, a de Ross e a de Ronne. Quando o gelo alcança a borda marítima dessas plataformas, acaba desprendendo-se na forma de enormes icebergs. À medida que este quadro dinâmico das correntes de gelo vinha à luz, também surgiam as primeiras advertências de que ele anunciava o potencial para drenar a capa glacial inteira em alguns séculos, ou menos.

Correntes de incerteza

Impulsionados pelo novo conhecimento – de que o destino da capa de gelo da Antártida Ocidental iria depender fortemente da rapidez com que essas correntes estavam removendo gelo do continente -, equipes da Nasa, da Ohio State University e da University of Wisconsin-Madison estabeleceram acampamentos de verão para pesquisa, sobre ou perto das correntes de gelo, em 1983. Alguns cientistas sondaram o interior das correntes com radar e explosões sísmicas; outros mediram seu movimento e deformação na superfície. Descobriram que estes imensos rios correm a velocidades estonteantes, do ponto de vista glaciológico – centenas de metros por ano, muitas vezes mais velozes que geleiras típicas de montanha.

Diferentes investigadores de campo procuraram explicações para a velocidade das correntes, por meio de furos estreitos, e de quilômetros de profundidade, através do gelo, para extrair amostras do primitivo leito oceânico. Carapaças moídas de organismos marinhos, misturadas com seixos, argila e rocha erodida, ali depositados no decorrer de milênios, formam, agora, um leito de pasta lamacenta tão macia e lubrificada que as correntes de gelo podem deslizar ainda mais facilmente que os primeiros pesquisadores esperavam. Se, em vez disso, eles tivessem achado rochas cristalinas, como as existentes sob a maioria das capas de gelo continental, incluindo a da Antártida Oriental, eles teriam concluído que o maior atrito desse material estaria inibindo o movimento do gelo.

Essas constatações tornaram aceitáveis as possibilidades de uma rápida drenagem ao longo das correntes de gelo de Ross. Em contraste, pesquisadores britânicos que estudavam as correntes de gelo de Ronne, do outro lado da Antártida Ocidental, asseguraram que as expectativas não eram assim tão sombrias no seu setor. Mas os cientistas acampados perto da Plataforma de Gelo de Ross tinham razões para acreditar que, uma vez que as suas correntes levassem embora o um milhão de quilômetros cúbicos ali contidos, o resto da capa – incluindo a área drenada pelas correntes de Ronne e parte da capa glacial da Antártida Oriental – certamente seguiria o mesmo caminho.,Na década de 90, os pesquisadores começaram a notar outra característica potencialmente perturbadora das correntes de gelo de Ross: elas não são apenas velozes, mas também volúveis. Exames por radar da estrutura oculta, abaixo da superfície da Plataforma de Gelo de Ross, composta de gelo depositado nos últimos mil anos, revelaram que as correntes de gelo não estavam sempre nas localizações presentes. Imagens de satélite também descobriram gretas e outras características que servem de registro natural de mudanças dramáticas e inconfundíveis nas velocidades das correntes. De fato, uma corrente conhecida simplesmente por “C” aparentemente teria parado, subitamente, de fluir há um século e meio. Analogamente, a corrente de gelo Whillans tem desacelerado durante os últimos séculos. Se realmente as correntes têm um comportamento tão variado, o futuro delas seria muito mais difícil de prever que se acreditava antes. A possibilidade mais alarmante era de que as correntes estagnadas poderiam recomeçar a fluir sem aviso prévio. Mas considerações em sentido contrário começaram em seguida.

Cerca de cinco anos atrás, uma saraivada de relatórios começou a fornecer evidências de que a capa de gelo pode não ter afinado tanto quanto o estimado anteriormente. Em 2000, Eric J. Steig, da University of Washington, utilizou novas técnicas em uma amostra de gelo extraída em 1968 do coração da Antártida Ocidental.

A primeira análise indicara que o gelo havia estado, durante a última era glacial, 950 metros mais alto que hoje, mas a interpretação melhorada de Steig reduziu aquela diferença para 200 metros. Nas montanhas da cadeia Executive Committee, John O. Stone, outro pesquisador da University of Washington, determinou a cronologia do afinamento da capa de gelo por meio de medidas dos subprodutos radioativos dos raios cósmicos, que têm decaído a uma taxa conhecida, desde o momento em que a retração do gelo deixou afloramentos rochosos recentemente expostos. Estas observações colocaram limites severos ao tamanho original da capa de gelo, sugerindo que ela não poderia ter sido mais que duas vezes e meia maior que hoje.

No início de 2001, cientistas dos dois lados do debate sobre o futuro da capa de gelo da Antártida Ocidental ainda podiam manter seus respectivos pontos de vista. Reconciliar evidência sólida, mas contraditória, exigia o reconhecimento de que a grande variabilidade em escalas de tempo mais breves também pode aparecer como uma variabilidade menor em escalas de tempo mais longas. Desde então, medições aperfeiçoadas do movimento das correntes de gelo de Ross confirmam que renovadas precipitações de neve têm compensado as perdas na mesma proporção, o que significa que quase nenhum encolhimento geral está acontecendo no presente. E, no fim de 2001, a maioria dos cientistas antárticos – incluindo nós dois – concordou que as correntes de gelo de Ross não estão causando afinamento do gelo. Variações na quantidade de neve precipitada, correlacionadas com descarga de gelo no decorrer do milênio passado, parecem estar em equilíbrio – sinal que torna menos provável uma contribuição adicional repentina da capa de gelo para a elevação do nível dos oceanos, como alguns investigadores previam.,Mas os cientistas engajados neste debate sabem que a natureza dinâmica das correntes de gelo explica apenas o que acontece hoje. Olhando para o passado, por exemplo, a evidência geológica ao redor da estação americana de McMurdo sugere que a capa de gelo retraiu-se no entorno daquela área muito rapidamente, cerca de 7 mil anos atrás. Portanto, este tipo de colapso regional pode ter ocorrido durante períodos breves, embora não persistentes, e poderia retornar.

A fim de refinar o conhecimento quanto à estabilidade futura da capa de gelo, os pesquisadores também desenvolveram uma compreensão mais firme sobre as forças que controlam o fluxo de gelo dentro das correntes, incluindo uma explicação para o fato de as correntes poderem parar, começar e mudar de velocidade em diferentes escalas de tempo (ver box na pág. 36). Resulta que água e sedimento no leito oceânico estão no controle no decurso de dias e anos, mas o clima global, principalmente através da temperatura do ar e do nível do mar, domina no prazo de milênios. Estas e outras informações novas permitirão construir modelos computacionais mais confiáveis de como as correntes poderiam se comportar nos séculos futuros.

Uma boa notícia no horizonte

O fato que a área da Antártida Ocidental drenada pelas correntes de gelo de Ross esteja em menor perigo de colapso iminente é uma boa notícia. Mas, nos últimos anos, está ficando claro que nem todos os setores da Antártida Ocidental comportam-se da mesma maneira. Enquanto os investigadores de campo concentravam seus esforços sobre as correntes de gelo que alimentam as plataformas de gelo de Ross e de Ronne, vários sensores de satélites pacientemente coletavam dados de outro setor da capa de gelo, a mal compreendida região adjacente ao Mar de Amundsen. Ali, grupos dos EUA e Grã-Bretanha descobriram que as geleiras, nesta misteriosa região, estão desaparecendo a uma velocidade ainda maior que a prevista para as correntes de gelo de Ross.

Depois de examinar milhões de medidas da elevação do gelo feitas do espaço durante os anos de 1980 e 1990, Duncan Wingham, do University College London, e H. Jay Zwally, do Goddard Space Flight Center da Nasa, mostraram, independentemente, que partes da capa de gelo que alimentam as geleiras Pine Island e Thwaites estão ficando mais finas, a última citada a mais de 10 cm/ano. Estes resultados combinam com outro relatório, de Eric Rignot, do Jet Propulsion Laboratory de Pasadena, Califórnia.,Empregando interferometria por radar, técnica capaz de detectar movimentos do gelo tão pequenos quanto uns poucos milímetros, Rignot observou que ambas geleiras estão entregando gelo cada vez mais rápido ao Mar de Amundsen, e em adição, encolhendo na direção do interior do continente.

Com base no que sabemos, pode-se prever – ainda que cuidadosamente – que a capa de gelo continuará a retrair-se, mas apenas no decurso de milhares de anos. Se isso estiver correto, o efeito médio da Antártida Ocidental sobre o nível do mar poderia ser, grosso modo, o dobro da sua contribuição histórica de dois milímetros por ano. O que significa que a capa de gelo acrescentaria um metro ao nível do mar apenas a cada 500 anos. Mas, antes que alguém suspire aliviado, precisamos lembrar que essa notável capa de gelo tem surpreendido os pesquisadores por mais de 30 anos – e poderia nos reservar novos choques no futuro.,O espesso manto de gelo da Antártida tem se contraído, a maior parte do tempo gradualmente, mas, às vezes, mais rapidamente, desde o ápice da última era glacial, 20 mil anos atrás.

A maior redução ocorreu na Antártida Ocidental, onde a capa de gelo é consideravelmente mais frágil que sua contrapartida no leste. Como a capa ocidental sofreu mudanças rápidas no passado, os cientistas não estão seguros de que as dramáticas perdas recentes reflitam uma variabilidade normal ou o início de uma ameaçadora tendência para um colapso completo. Na esteira de um colapso catastrófico, a rápida elevação dos oceanos inundaria comunidades costeiras em todo o globo.,Prever a resposta das capas glaciais antárticas à mudança climática e suas influências sobre o nível dos oceanos não é sempre um processo direto. Aqui estão alguns dos fenômenos menos óbvios que os cientistas devem levar em conta:

Não é preciso que o gelo derreta para fazer subir o nível dos oceanos

O gelo que antes ficava sobre a terra contribui para o nível global do mar tão logo comece a flutuar. Um iceberg ? com sua maior parte abaixo da superfície oceânica ? já está deslocando o mesmo volume de água que deslocaria caso liquefeito. O mesmo vale para as plataformas de gelo, as floating tongues de gelo que se estendem dos continentes mar adentro.

Na Antártida, baixas temperaturas cerca de -34 graus Celsius, em média significam que o gelo continental quase nunca se derrete. Isto pode mudar se o aquecimento global tornar-se mais intenso na região; mas, atualmente, a Antártida só influi no nível dos oceanos quando o gelo sólido ? levado à orla marítima por geleiras costeiras ou por esteiras transportadoras naturais, chamadas correntes de gelo (ice streams) desprende-se ou adere-se às plataformas de gelo existentes.

O gelo tanto pode acelerar como contrariar os efeitos do aquecimento global

Imagine um campo nevado sob um sol brilhante. O gelo e a neve refletem de volta para o espaço muito mais energia solar que oceanos escuros ou superfícies terrestres. Esta reflexão faz com que uma parte já fria da atmosfera acima do gelo permaneça fria, o que aumenta a possibilidade de formação de mais gelo. Por outro lado, se o aquecimento global esquenta a atmosfera o suficiente para derreter o gelo, além disso expondo uma maior porção de superfície escura, a região passará a absorver mais energia solar e o ar ficará ainda mais quente.

O aquecimento global poderia tanto frear como acelerar a elevação do nível oceânico

O ar mais quente aumenta a evaporação dos oceanos e contém mais umidade que o ar frio. À medida que aumenta o aquecimento global, mais água do mar, evaporada das zonas temperadas, poderia ser levada às zonas polares, onde cairia como neve. Este processo seria reforçado se o aquecimento global pudesse derreter quantidades significativas de gelo marinho e expor maior superfície oceânica à atmosfera. Teoricamente, a água do mar poderia ser preservada como neve mais depressa que seu retorno ao mar como escorrimento de água doce ou como icebergs, minorando parte da elevação do nível oceânico. O problema é que o aquecimento global pode causar a fusão ou ruptura mais rápida do gelo terrestre. O efeito último desse aquecimento sobre as capas de gelo depende de qual processo domine.

Por R.A.B. e C.R.B.,Imensas correntes de gelo transportam massas geladas para as costas da Antártida Ocidental a velocidades de centenas de metros por ano, adicionando, anualmente, mais de 400 quilômetros cúbicos às plataformas de gelo. A estas taxas, elas poderiam drenar a capa de gelo em 7 mil anos (ou menos), se as nevadas não repusessem o gelo. Descobertas tranqüilizadoras asseguram que as correntes, entretanto, podem estagnar por longos períodos. Se elas param, ou não, depende da quantidade de água líquida existente na base do gelo: se for muita, a corrente ganha velocidade, se for pouca, desacelera.,Por quase três décadas, numerosos especialistas antárticos advertiram que a capa de gelo da porção ocidental encontra-se em meio a uma rápida desintegração, que poderia elevar o nível global dos oceanos em cinco metros, ao longo de alguns séculos, ou menos.

Muitos pesquisadores pensam que a capa de gelo está retraindo-se muito mais lentamente do que originalmente suspeitavam, e que, provavelmente, o nível dos oceanos deve subir meio metro (ou menos) no próximo século.

Este consenso, no entanto, tem ressalvas. A mal compreendida capa de gelo do setor do Mar de Amundsen atualmente parece encolher mais depressa que se pensava anteriormente.

O aquecimento global, que até o momento desempenhou um papel negligenciável sobre o destino da Antártida Ocidental, tende a exercer uma influência mais intensa no futuro.,Rapid Sea-Level Rise Soon from West Antarctic Ice Sheet Collapse? Charles R. Bentley in Science, Vol. 275, páginas 1077?1078; 21 de fevereiro, 1997.

Future of the West Antarctic Ice Sheet. Robert A. Bindschadler in Science, Vol. 282, páginas 428?429; 16 de outubro, 1998.

The West Antarctic Ice Sheet: Behavior and Environment. Edited by Richard B. Alley and Robert A. Bindschadler. Antarctic Research Series, Vol. 77. American Geophysical Union, 2001.
Site do programa de pesquisa da Antártida Ocidental: www.glacier.rice.edu

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